Изготовление твердотопливного котла: от чертежей и до реализации

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.

Требования к установке твердотопливных котлов

  1. Твердотопливные установки необходимо размещать в сухом помещении. В зависимости от размера оборудования определяются параметры котельной. В среднем допускается площадь строения 7 кв.м. Кроме того, нужно место, где будет храниться топливо, защищенное от воздействия атмосферы.
  2. Стены помещения нужно покрыть штукатуркой толщиной до 3 см или асбестом и листовым железом (до 8 мм). Если потолок котельной незащищён от огня, то расстояние между ним и верхней частью котла должно составлять от 120 см.
  3. Оборудование нужно размещать на горизонтальном огнеупорном помосте толщиной около 7 см. Деревянное покрытие допускается только с наличием кирпичной кладки и стальным листом 3-4 мм или цементной стяжки толщиной до 5 см. Со стороны топочной камеры должна быть обустроена зона безопасности (до 40 см).
  4. При установке твердотопливного котла в деревянном доме нужно уделить особое внимание защите деревянных конструкций. Помещение котельной нужно покрыть кирпичной кладкой.

Требования по установке котлов на твёрдом топливе чётко регламентируются Нормами Пожарной Безопасности (НПБ) и Строительными нормами и правилами (СНиП). Нужно строго следовать этим нормативным документам, так как от этого зависит эффективность работы и безопасность при эксплуатации.

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».

Ими являются:

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. 1. Тлеющее дерево выделяет намного меньше тепла, чем при обычном горении. Таким способом нельзя обогреть дом полноценно.
  2. 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. 3. Если дерево свежесрубленное, то сжечь его полностью просто невозможно. Это относится к определённым породам, к примеру, тополь и ива.
Читайте также:  Комбинированный отопительный котёл на дровах и электричестве

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.

Характеристика и виды котлов

В загородных посёлках (где нет газопроводов) постоянно решается вопрос об улучшении качества отопления домов. Обычные печи на угле и дровах получили повсеместное использование, а сейчас, имея новые технологии, они являются не единственным способом обогрева.

Прекрасно можно заменить старые печи котлами длительного горения на дровах, являющимися сравнительно новыми конструкциями, которые работают на твёрдом топливе. Мощности такого прибора хватает обогреть не только жилые, но и производственные помещения.

Длительность горения соответствует происходящим внутри него процессам, которые будут зависеть от конструкции прибора. Твердотопливный котёл отличается технологией работы от обычной дровяной печи тем, что горит сначала верхняя часть дров, постепенно захватывая нижнюю вместе с продуктами распада (золой, сажей).

В старых печах дрова загораются снизу, а затем воспламеняются остальные, при этом происходит быстрое сгорание топлива и остывание печи, поэтому приходится наблюдать за процессом горения и часто подкладывать дрова. Обычно считают, что длительность горения зависит от продолжительности тления с ограничением поступления воздуха. Но это неэффективный способ сжигания дров и угля:

  1. 1. При максимальном горении КПД дровяных котлов достигает 75%, а в режиме тления эффективность прибора падает до 40%.
  2. 2. Тлеющими дровами выделяется небольшое количество тепловой энергии, что влияет на полный, качественный обогрев дома.
  3. 3. Невозможность сжигания способом тления свежесрубленного дерева таких пород, как ивы, тополя и низкокалорийного топлива.

Продолжительность горения зависит от увеличенной топливной камеры в котле, именно её размер оказывает влияние на процесс: чем больше закладываемых в топку дров, тем дольше они будут гореть и выделять тепло. Бытовые агрегаты могут работать 10—12 часов с одной закладкой дров, а с порцией угля до суток. Существуют такие виды твердотопливных котлов:

  • классические, у которых функционирует принудительная подача воздуха;
  • действующие по методу верхнего горения;
  • пиролизные модели;
  • теплогенераторы шахтного типа.

Такие устройства твердотопливных котлов можно выполнить самостоятельно. Для этого нужно иметь необходимый инструмент и практику сварочных работ.

Недорогие котлы длительного горения для отопления на дровах

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:

  • Используется принцип нижнего горения. В конструкции предусматриваются две дверцы: топочная и загрузочная.
  • 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.

Выбираем тип изготавливаемого котла

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

Читайте также:  Как сделать паровое отопление в загородном доме?

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

Что такое шахтный котел

Шахтный котел — это разновидность отопительного оборудования, работающего на твердом топливе. Он является энергонезависимым, эффективным и способным работать в любых помещениях как с принудительной, так и естественной циркуляцией.

Как правило, котлы такого типа изготавливаются в заводских условиях с соблюдением всех технологий и стандартов. Некоторые модели комплектуются дополнительными функциями. Они могут иметь контур нагрева воды, накопительный бак и прочие дополнительные возможности

Конструкция и принцип работы

Шахтный котел получил своё название благодаря уникальной конструкции. Его шахта и топочная камера располагается не горизонтально, как у остального отопительного оборудования, а вертикально. В таком устройстве применяется принцип нижнего горения. Свое название котел получил от того, что его камера сгорания имеет вид шахты.

В зависимости от выбранной модели котлы могут иметь разное исполнение. Теплообменник в них может быть плоским, жаротрубным или водогрейным.

Что такое шахтный котел

Работают данные агрегаты по следующему принципу:

  1. Укладываем дрова в вертикальную топку и поджигаем их снизу в специальном отверстии оборудования.
  2. По мере прогорания дрова опускаются вниз под собственным весом.
  3. Поток воздуха не позволяет загораться верхнему слою дров.
  4. Высокая температура в топочной камере просушивает дрова перед сжиганием.
  5. Образующийся газ отправляется в камеру дожига.

Внутренний блок отопительного оборудования обложен шамотным кирпичом, что уменьшает теплопотери и поддерживает высокую температуру. В разных моделях отличаются и конструкции котлов. Но их общей особенностью является наличие вместительной топочной камеры с вертикальной загрузкой.

Чем можно топить такой котел и как его топить правильно

Чтобы в вашем доме было тепло и комфортно, следует научиться правильно топить котел дровами. В технической документации данного оборудования уточняется, что шахтный дровяной котел длительного горения при правильной эксплуатации:

  • способен автономно работать на протяжении 6-8 часов;
  • не задымляет помещений;
  • отдаёт большое количества тепла.

Топить шахтный котел можно:

  • брикетами;
  • дровами;
  • отходами древесины;
  • пеллетами;
  • опилками и щепками.

Важно: топить шахтный котел лучше твердыми породами древесины, а еловыми и сосновыми поленьями не рекомендуется, так как они приводят к образованию дегтя и смолы на стенках камеры. . Основным видом топлива для шахтного котла являются дрова

Чтобы котел радовал вас эффективной и бесперебойной работой, следует научиться правильно его растапливать, так как неправильная укладка дров будет способствовать их зависанию в шахте и остановке процесса горения.

Что такое шахтный котел

Чтобы этого не допустить необходимо:

  1. Закладывать дрова на несколько сантиметров меньше, чем размер камеры топки.
  2. Укладывать дрова не вдоль, а поперек камеры.
  3. Располагать внизу сухие дрова, а сверху укладывать слегка влажные поленья.

Более подробная информация о том, как растапливать оборудование и правильно укладывать топливо, дана в инструкции отопительного оборудования.

Важно: данное отопительное оборудование совершенно неприхотливое к качеству топлива. Производители допускают использование дров, чья влажность превышает 40-45%.

Устройство агрегата

Основные узлы отопительного устройства

Устройство агрегата

Вкратце суть работы и устройство твердотопливного пиролизного котла длительного горения можно свести к следующему:

  1. Два металлических цилиндрических корпуса разного размера скрепляются между собой. Меньший — это топка, где происходит сгорание твёрдых частиц. Больший — внешняя оболочка котла.
  2. Оставшееся пространство между корпусами заполняется водой. Она исполняет функции теплоносителя.
  3. В малую трубу устанавливается воздухораспределитель и делит её на две части. В одном разделе происходит сжигание топливных частиц, в другом — дожигание пиролизного газа. Распределитель изготавливается в виде телескопической трубы, к одному концу которой прикреплён небольшой диск с лопастями. Это позволяет равномерно распределить газы, выделяемые в процессе сжигания топлива. Через воздухораспределитель в отсек сгорания подаётся кислород, необходимый для поддержания горения.
  4. По мере прогорания слоёв топлива распределитель переходит ниже и добавляет воздух на нижеследующие уровни.
  5. В том случае, если процесс контролируется автоматическими управляющими системами, необходимо обеспечить подключение устройств к электросети.
Устройство агрегата

Несложный котел можно сделать и своими руками

Для изготовления котла, работающего на твёрдом топливе, необходимо разработать чертёж или схему. На ней отображается примерный внешний вид агрегата с соблюдением всех пропорций, деталей и элементов.

Устройство агрегата

Указаны все узлы и детали промышленного котла с размерами

Читайте также:  Подбираем твердотопливный котел с автоматической подачей топлива

Что влияет на КПД самодельного котла на твердом топливе?

Конечно хочется, чтобы будущая самодельная конструкция не подкачала и функционировала с максимальной для нее теплоотдачей. И кое-что сделать вполне в ваших силах, но сперва разберемся, от чего в первую очередь зависит эффективность. Есть 2 основополагающих фактора:

Чем больше площадь пластин теплообменника, тем быстрее теплоноситель будет нагреваться, проходя через него и до более высокой температуры.

  1. Длительность горения топлива и полнота сгорания

Топливо должно сгорать полностью, выделяя при этом газ. Если конструкция котла недоработана или неверно рассчитана, то дрова (уголь, пеллеты и пр.) будут сгорать неполностью. А это, в свою очередь, приведет к тому, что вода будет нагреваться медленно и до невысоких температур. Чтобы такого не допускать, ко всем этапам проектирования и создания котла нужно подходить максимально ответственно.

Сталь для корпуса котла должна быть толщиной 5 мм и более. Лучшим выбором будет жаростойкая марка стали, однако она и стоит, конечно, дороже. Толщина должна быть еще и такой, чтобы котел не сильно нагревался и не работал на отопление помещения в прямом смысле слова своим корпусом. Поэтому среднее значение толщины стенок корпуса для котла должно составлять 8 мм.

Трубы для внутренней обвязки котла лучше брать с толщиной стенок 3-4 мм и диаметром 50 мм.

Диаметр труб, по которым движется теплоноситель, должен изменяться. Чтобы жидкость быстрее циркулировала, нужно уменьшать диаметр труб на пути движения горячей воды к батареям (от 50 мм до 25 мм). И расширять их на обратном пути, когда холодная вода будет поступать к котлу.

Монтаж котла

После того как будет изготовлен теплообменник и подготовлены детали для корпуса, можно приступить непосредственно к монтажу самого оборудования. Лучше всего это делать на том месте, где будет стоять самодельный котёл на твёрдом топливе. Конструкция получится очень тяжёлой и неподъёмной.

Что надо будет сделать:

  1. выкладываем кирпичный фундамент, на который затем устанавливаем нижнюю пластину из стального листа;
  2. вертикально по периметру нижней пластины устанавливаем внутренние стенки теплогенератора;
  3. внутрь этого корпуса помещаем колосники и сам теплообменник. Здесь надо учесть, что труба для отвода воды должна быть ниже трубы для её подвода;
  4. устанавливаем внешние стенки;
  5. между внутренними и внешними стенками располагаем слой промытого и прокалённого песка для повышения КПД;
  6. привариваем рёбра жёсткости с внешней стороны котла, а на верхнюю часть корпуса прикрепляем оставшийся лист;
  7. устанавливаем дверки в отверстия и монтируем дымоотвод.

На поверхность конструкции можно установить чугунную плиту и получить возможность приготовления пищи. Или вместо неё приспособить сделанный своими руками нагреватель для воды. В результате всех мероприятий получится экономичный и надёжный самодельный котёл на твёрдом топливе.

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.

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи

Твердотопливный котел длительного горения вполне реально сделать самостоятельно