Котел длительного горения своими руками

Классический котел продолжительного горения

Чтобы изготовить котел классического вида по приготовленному чертежу, достаточно соблюдать простую инструкцию по сборке и подключению.

Инструменты и материалы для изготовления

Для создания потребуются:

Материал для изготовления корпуса – металл. Это может быть бочка или листовой металл. Его толщина должна быть строго больше пяти миллиметров.

При наличии старой металлической печки можно использовать ее корпус.

Листовая сталь

• Трубы из стали или сплава алюминия. Трубы с особо тонкими стенками использовать не стоит.
• Профильные трубы. Обычно они обладают прямоугольной формой среза.

Профильная труба

• Дверцы, заслонки, задвижки.
• Вентилятор мощностью 300 Вт и выше.

Вентилятор

Прут от 2 см в диаметре. Особо массивный и большой брать не стоит, но меньше 2 см в диаметре также будет непригоден.

Инструменты понадобятся разнообразные. Среди них и сварочный аппарат, и различные резаки, и полировальные установки, молотки, плоскогубцы/пассатижи. В некоторых ситуациях могут понадобится пилы, иногда требуется даже применение лома или монтировки. Всё это должно быть приготовлено для работы еще до ее начала.

Устройство подачи воздуха

Обычно конструкция котла предполагает подачу воздуха через отсек в корпусе. Если же вариант, который изготавливается относительно сделанного чертежа, такого не предполагает, устройство подачи воздуха изготавливается отдельно.

Обычно это устройство – обычная трубка, соединенная с камерой сжигания. Она должна быть несколько ниже дымохода, в некоторых случаях ее делают косо срезанной – с целью улучшения циркуляции.

Края на срезе для крепления требуется выровнять, дабы припайка частей друг к другу не вызывала затруднений.

Корпус, топка

Корпусом котла, как уже было сказано, может служить толстостенная бочка. Также с успехом можно использовать кусок широкой трубы (требуется около метра в диаметре). При отсутствии таких «заготовок» в наличии корпус изготавливают из листового металла, преимущественно используют сталь.

Дно котла – отдельная деталь. В случае бочек оно уплотняется, для труб и стальных корпусов делается соразмерно, толщина должна быть минимум 5 сантиметров.

Все стенки спаиваются между собой относительно чертежа, к ним припаивается стальное дно. Перегородками требуется отделить камеры и разные отсеки.

Все баки для воды изготавливаются отдельно. Дверцы, заглушки и опора устанавливается после сбора всей конструкции и ее полной готовности к функционированию.

Дымоход

Дымоход требуется для выхода газов, мешающих горению. Требуется, чтобы он был соединен с камерой сжигания, как и устройство подачи воздуха.

Для изготовления дымохода можно использовать неширокую трубу. В идеале она должна быть того же диаметра, что и трубка для подачи воздуха. Естественно, требуется, чтобы это был металл. Пластиковые трубы в дровяной системе использовать не стоит из-за малой теплостойкости и возможности плавления. Это приведет к неприятным последствиям и так называемым авариям.

Дымоход должен быть выше трубки подачи воздуха. Его также иногда косо срезают для лучшей циркуляции воздушных масс.

Соединяем корпус и устройство подачи воздуха

Трубку подачи воздуха следует разместить в камере, вырезав соответствующее отверстие, и припаять к котлу. При желании можно воспользоваться специальными креплениями.

Выполнять такую работу требуется аккуратно.

Теплорассеивающий диск

Из листа металла с сантиметром в толщине вырезается круг, на который приделываются ручки. Диаметр круга должен быть меньше диаметра корпуса.

Такой диск требуется для упрощения дальнейшей эксплуатации котла.

Конвекционный кожух

Для кожуха потребуется цилиндр. Его можно изготовить из трубы или же листовой стали. При помощи металлических перемычек кожух и топка соединяются. Можно не использовать металлические перемычки и просто припаять кожух к топке. Эффективность не понизится.

Крышка

Крышка – довольно простая деталь. Вырезается круг или прямоугольник (в зависимости от формы корпуса), который чуть больше по размеру, чем топка. К крышке припаивают ручку.

Ножки

В качестве ножек можно припаять опоры, изготовленные из прута

Важно соблюдать одинаковый размер, чтобы котел получился устойчивым. Также удачным решением будет припаять ножки под углом во внешнюю сторону – это повысит устойчивость, т.к. несколько сместит центр тяжести

несколько сместит центр тяжести.

Принципы работы

В котле на твёрдом топливе одной закладки может хватить на семь часов горения. Если вовремя не подкинуть дрова, то температура в комнате начнёт быстро снижаться. Это происходит из-за принципа свободного движения газа: горячие потоки воздуха поднимаются и затем выходят наружу. Устройство длительного горения может поддерживать тепло в помещении один-два дня, самые дорогие модели выдерживают до семи суток.

По чертежам твердотопливного котла своими руками можно понять то, что эффективность его работы заключается в правильном строении. В обычном агрегате внизу располагается топливо, пламя от него поднимается к распределителям воздуха. Затем горячий кислород попадает в камеру подогрева, из которой выходит по трубам к радиаторам отопления. Вентилятор обеспечивает своевременную подачу воздуха к пламени.

В этом видео вы узнаете, как сделать котел отопления своими руками:

В твердотопливном котле находятся сразу две камеры сгорания, а сама топка расположена в верхней части. В неё закладывают дрова или уголь, а воздух поступает с помощью специальных вентиляторов. Когда прогорает верхний слой топлива, подаются новые потоки кислорода. Это позволяет дровам гореть очень медленно, отдавая большее количество тепла помещению.

Это интересно: дрова для камина какие лучше.

Приобрести можно несколько моделей такого оборудования. К бюджетным агрегатам относятся дровяные котлы — в них нельзя закладывать ничего, кроме поленьев. Остальные устройства топят углем, опилками, бытовым мусором, брикетами.

На инженерных чертежах твердотопливные котлы своими руками изображают с месторасположением основных элементов:

• дверца топки находится сверху;
• в этой же части дымовой патрубок соединяется с дымоходом;
• внизу встраивают зольник, через который очищают котёл;
• с помощью заслонки в верхнюю часть воздушной камеры поступает кислород.

Читать подробнее: дымоход своими руками.

5 Как функционирует самодельная установка?

Топливник шахтной конструкции загружается до нижней кромки проема для загрузки дров. Доверху камеру сгорания загружать нельзя. Работает агрегат по следующему алгоритму:

• Дрова (опилки, брикеты, уголь) закладываются в топку.
• Дверцы отсека закрываются герметично.
• На модуле управления выбирается требуемая температура (от +50 °С и выше).
• Топливо разжигается.
• Вентилятор начинает нагнетать воздух.
• Когда происходит нагрев теплоносителя до заданного показателя, вентиляционная установка выключается (автоматически). Воздух перестает поступать в камеру сгорания.
• Дрова тлеют, поддерживая определенную температуру. Когда ее величина снижается, модуль управления снова запускает вентилятор.

Наглядно принцип работы шахтной установки продемонстрирован на чертеже.

При желании в самодельный агрегат несложно внести некоторые дополнения, которые сделают его более многофункциональным и безопасным в использовании. Допускается дорабатывать конструкцию котла такими способами:

• Установить группу безопасности.
• Интегрировать в бак агрегата добавочную рубашку для подогрева теплоносителя для обеспечения дома горячим водоснабжением.
• Смонтировать электронагреватель (ТЭН), который станет нагревать отопительное устройство, когда дрова прогорят.

После таких доработок самодельная конструкция по многим показателям будет превосходить дорогостоящие заводские установки.

Назначение, компоновка и принцип работы

В ней процесс сгорания регулируется с помощью подачи кислорода.

Несложный, но гениальный, принцип работы основывается на термическом расщеплении топливных элементов с длительным выделением тепловой энергии.

Интересная информация: своему рождению ТКДГ обязан талантливому инженеру Эдмунтасу Штропайтису, который в 2000 году запатентовал совершенно новый принцип горения в котлах на твёрдом топливе – сверху вниз с регуляцией подачи кислорода.

Наиважнейшим преимуществом в принципе его работы является то, что одной закладки топлива достаточно на большой период времени горения от 10 часов и более.

Каков реальный КПД твердотопливных котлов

Производители отопительного оборудования, в частности твердотопливных котлов, предлагают большой ассортимент продукции с различными характеристиками.

Исходя из конструкции котла на твердом топливе, все изделия можно разделить на такие группы:

• традиционные отопительные агрегаты;
• дровяные котлы с пиролизным типом горения (газогенераторные);
• длительного горения;
• пеллетные.

Традиционный котел на твердом топливе, самодельный в том числе, по внешнему виду напоминает печь или буржуйку с самыми необходимыми элементами – топочной камерой, дверцей, зольником и дымоходом. С помощью зольника можно регулировать тягу, открывая и закрывая заслонку. Такие конструкции считаются достаточно надежными, поскольку в них нет никаких технологичных элементов, например термодатчиков или градусников, автоматического блока управления или электроники. В данном случае основным элементом конструкции твердотопливного котла является теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю. Теплообменник бывает трубчатым или изготавливается в виде емкости из сплошных стальных листов.

Есть, однако, и более сложные устройства, которые тоже можно отнести к традиционным. Они оснащены перегородками и дроссельными заслонками, чтобы тягу было удобнее регулировать, а горячий воздух проходил большее расстояние до момента выхода в дымовую трубу. Такие перегородки существенно увеличивают КПД котла, поскольку больше тепловой энергии передается теплоносителю, а не просто «вылетает в трубу». Нужно понимать, что КПД котла это очень важный показатель.

Для подобных котлов можно использовать практически любое топливо – дрова, уголь, пеллеты и даже мусор. Главное, чтобы оно было как можно суше. С точки зрения производительности котлы простых конструкций едва ли могут претендовать на 50 % КПД, а в большинстве случаев он составляет всего лишь 15-20 %. Проблема заключается в том, что топливо слишком быстро сгорает, не успевая передать всю тепловую энергию воде в теплообменнике. В результате, большее количество тепла просто выводится в дымоход или его избыток заставляет теплоноситель закипать. Например, дрова нужно добавлять в топку каждый час, а угля хватит на 2-4 часа, но все равно он сгорает с избытком энергии и большими теплопотерями.

Рекомендации и правила безопасности

Перед тем как установить угольный котёл в доме, необходимо протестировать его на улице. Так как с баллона срезают верхушку, то время работы топки сокращается с десяти до пяти часов. Если нет желания каждый промежуток времени подкладывать дрова, но можно соединить вместе два баллона.

Герметик можно заменить асбестовым шнуром, проклеив его по всем стыкам и швам. Необходимо постоянно следить за температурой системы и не допускать её перегревания. На трубопроводе не устанавливают запорный вентиль.

Желательно оборудовать своими руками для ТТ котла отдельную подсобку, так как он немного загрязняется во время работы. Нужно следить за его состоянием, количеством топлива и доступом кислорода.

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи

Иногда целесообразно сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи и схемы есть в свободном доступе. Умение обращаться с инструментом и умелые руки оказывают хорошую услугу при строительстве собственного дома или дачи.

Там всегда есть необходимость сооружения какой-либо конструкции самостоятельно. Ведь это значительно удешевляет любую затею. Не исключение и отопительные агрегаты. В старые времена люди нанимали печника для кладки кирпичных печей.

Сегодня наиболее востребованными стали котлы на твердом топливе длительного горения.

Твердотопливный котел длительного горения вполне реально сделать самостоятельно

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

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

Различные варианты сырья для использования в твердотопливных котлах

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

В результате деятельности человека образуется колоссальное количество отходов, которые могут быть преобразованы в высокоэнергетическое топливо, что и обусловило появление на рынке котлов отопления на твердом топливе длительного горения.

В отличии от обычных печей, эти агрегаты работают не на сгорании самого топлива, а на его расщеплении в результате нагревания. В рабочей камере таких котлов сгорают газообразные продукты распада твердого топлива.

Такая схема работы является в несколько раз более эффективной, чем обычное сжигание органического топлива. Пиролизный газ, отдает большое количество энергии.

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения

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

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

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла

Котлы на твердом топливе длительного горения могут быть незаменимы в частных домах, в хозяйственных сооружениях, гаражах и теплицах. Особенно они будут выгодны там, где имеется крупное деревоперерабатывающее производство, так как отходы на таких предприятиях отдают практически бесплатно.

Необходимы эти агрегаты и в местностях, где бывают регулярные перебои с газоснабжением. У таких установок есть много преимуществ, но существует и один важный недостаток – очень высокая стоимость. Именно поэтому сегодня актуально изготовление своими руками котлов твердотопливных длительного горения.

Чертежи для этого можно использовать разной степени сложности. Это зависит от уровня мастерства.

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи и схемы

Перед тем, как начать изготовление котла, необходимо определиться с его конструкцией. Ее выбор зависит от назначения агрегата. Если он предназначен для отопления небольшого хозяйственного помещения, гаража или дачного домика, то делать в нем водяной контур не обязательно.

Обогрев такого помещения будет происходить непосредственно от поверхности котла, путем конвекции воздушных масс в помещении, как от печи. Для большей эффективности можно устроить принудительное обдувание агрегата воздухом при помощи вентилятора.

При наличии системы жидкостного отопления в помещении, необходимо предусмотреть устройство в котле контура в виде змеевика из трубы или другой аналогичной конструкции.

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления

Выбор варианта зависит и от типа твердого топлива, которое нужно будет использовать.

Для отопления обычными дровами требуется увеличенный объем топки, а для применения мелких топливных гранул можно устроить специальную емкость, из которой гранулированное топливо подается в котел автоматически.

6 Пиролизный котел – как сделать своими руками?

Пиролизный агрегат верхнего горения функционирует более эффективно, чем классический КДГ, за счет того, что он использует для отопления газ из древесного топлива. Его также реально сделать самостоятельно по далее представленному чертежу, имея под рукой:

• стальные трубы DN 100 (для обустройства дымохода), DN50 (водяные патрубки и подача воздуха), DN400 (топливник);
• арматурные профильные прутки сечением 18–20 мм;
• заготовки из стального 10-миллиметрового по толщине листа круглой (диаметр 38 см) формы;
• металлическую полосу 40х4 мм;
• базальтовую вату;
• тонкие листы металла для обшивки.

Водяной контур пиролизного котла делают по разным схемам. Некоторые мастера изготавливают его из трубы большого сечения (вариант 1), другие сгибают под 60-градусным углом два металлических листа и сваривают полученные заготовки (вар. 2). Третьи создают рубашку в виде короба-прямоугольника (вар. 3).

Сборка пиролизного агрегата начинается с вырезания проемов в трубе и заготовок для дверок по размерам, указанным на чертеже выше. После этого из арматуры сваривается колосниковая решетка.

В заготовке для груза делается отверстие. В него устанавливается труба. Ее следует качественно обварить. Далее порядок действий такой:

• К грузу снизу крепятся 6 стальных полос (изогнутых).
• Днище приваривается к топке.
• В камеру сгорания ставится колосниковая решетка.
• Посередине крышки вырезается проем для воздуховода.
• Устанавливается труба с грузом.
• Патрубок дымоотводящего тракта приваривается к корпусу.
• Собирается и монтируется водяной контур. Производится его обварка.
• Врезаются патрубки для горячей воды.
• Котел утепляется по описанному ранее принципу.
• Монтируются дверцы.
• Заслонка ставится на воздушную трубу (в верхней части).

Автоматика и вентилятор на описываемом дровяном котле не используются, так как груз в нем постоянно перемещается. Загружать в такой агрегат разрешается только хорошо высушенную древесину либо пеллеты. Время их горения варьируется в пределах 10–12 ч.

Полезные советы и общие рекомендации опытных мастеров

Для продолжительной стабильной работы системы отопления с самодельным котлом важно помнить, что:

1. Уплотнения и запоры, герметизирующие открываемые крышки и дверки, повышают эффективность установки.
2. Если дровяной котел использовать в паре с электрическим – заслонка на дымоходе снизит потери тепла.
3. Автоматическое управление повышает комфорт эксплуатации агрегата.
4. Установка на бетонный пол исключает перекосы – обеспечивает долговечность патрубков теплообменника.

Аккуратное и качественное собственное исполнение важно для получения равноценной альтернативы заводской сборке

Особенности загрузки топлива и эксплуатации

Сборка системы отопления

От простого котла, где полноценное воздухоснабжение необходимо по всему объему сжигания топлива, конструкция длительного горения, как отмечалось ранее, отличается ограниченностью этой подачи. Более того, объем загрузки непосредственно влияет на время горения, поэтому в нашем случае топочная загружается предельно плотно, чтобы не оставалось промежутков.

Топка изнутри

Топливо загружается в такой последовательности.

Загрузка котлаПробная топка котла

Шаг 1. Снимается верхняя крышка конструкции.

Шаг 2. Извлекается воздушный регулятор.

Шаг 3. Котел загружается топливом по уровень дымоходной трубы.

Шаг 4. Сверху топливо поливается небольшим количеством жидкости для розжига (соляркой, отработанным маслом и проч.).

Шаг 5. Воздушный регулятор устанавливается обратно, сверху надевается крышка.

Шаг 6. Воздушная заслонка открывается до предела.

Шаг 7. Поджигается кусок бумаги, бросается внутрь конструкции. Когда топливо начинает тлеть, воздушная заслонка закрывается.

Система отопления. ОбвязкаСистема отопления. Обвязка

О том, что началось перманентное горение, можно судить по появившемуся из дымоходной трубы дыму. По мере сжигания топлива труба меньшего диаметра будет опускаться вместе с воздушным регулятором – по этому своеобразному индикатору и можно определить количество оставшегося топлива.

Автоматика и обвязка дровяных котлов

Как уже упоминалось, регулировать мощность котла можно только по изменению количества поступающего кислорода. Наиболее эффективно и точно эта система работает в шахтных котлах пиролизного типа на дровах или брикетах.

В основной комплекс автоматики входят электронный блок управления, вентилятор, регулятор тяги с электрическим приводом и термопара, плотно примотанная к патрубку подачи. Все эти комплектующие продаются как по отдельности, так и комплектами под определённую модель котла. В среднем вся автоматика обходится около 4-5 тысяч рублей

Отдельно упомянем важность наличия защиты от падения заслонки и герметизационных пазов на загрузочных и ревизионных люках, дымоходе, системе стабилизации тяги

Для твердотопливных котлов предусмотрен ряд защитных устройств другого рода, устанавливаемых в гидравлическую обвязку. Из безусловно обязательных это циркуляционный насос и защита топки от перегрева — группа безопасности для сброса избыточного давления

Обратите внимание, что выпускной штуцер клапана сброса должен быть повёрнут к стене или снабжён шлангом, чтобы при срабатывании не травмировать присутствующих людей. Требованиями безопасности может быть предусмотрена установка подтравливающего клапана дымохода для стабилизации тяги и горения, он монтируется сразу на выходе из котла или непосредственно перед конечным вертикальным участком. Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором: 1 — дымоход; 2 — термостат; 3 — группа безопасности; 4 — сепаратор воздуха; 5 — циркуляционный насос; 6 — тепловой аккумулятор; 7 — трёхходовой смеситель; 8 — погодозависимоя автоматика; 9 — радиатор отопления; 10 — циркуляционный насос; 11 — обратный клапан; 12 — расширительный бак; 13 — защита от сухого хода; 14 — клапан подпитки; 15 — накладной датчик температуры; 16 — твердотопливный котёл

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором: 1 — дымоход; 2 — термостат; 3 — группа безопасности; 4 — сепаратор воздуха; 5 — циркуляционный насос; 6 — тепловой аккумулятор; 7 — трёхходовой смеситель; 8 — погодозависимоя автоматика; 9 — радиатор отопления; 10 — циркуляционный насос; 11 — обратный клапан; 12 — расширительный бак; 13 — защита от сухого хода; 14 — клапан подпитки; 15 — накладной датчик температуры; 16 — твердотопливный котёл

Для чугунных котлов практикуется установка двухходового клапана, подмешивающего воду из горячего отвода для недопущения поступления холодной воды в разогретую топку. При установке теплоаккумулятора добавляется трехходовой электрический клапан, запускающий подачу тепла в бак только после прогрева основного состава. Контроль ведётся по температуре обратки, дополнительный контур включается за 7-10 ºС до достижения температуры отсечки. В этом аспекте наиболее предпочтительны блоки управления с ПИД-регулятором.