Как собрать энергоэффективный котел длительного горения своими руками

Если по каким-то причинам покупка отопительного агрегата заводского изготовления невозможна, можно изготовить котел своими руками. Конечно, это будет самый простой агрегат, лишенный опций, которыми оборудуются современные системы отопления, но для дачи или небольшого частного дома самодельный котел может стать оптимальным вариантом.

Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Теплообменник, сделанный своими руками по любому из вариантов, устанавливается в кирпичный котел. Последний кладется по тому же принципу, что и кирпичная печь.

При расчетах стоит учесть, что нужно оставить расстояние между внутренней поверхностью топки и змеевиком не менее 10 мм.

Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Размеры твердотопливного котла должны быть пропорциональны объему помещений, которые должны быть им отоплены. Имеющиеся в статье величины приведены в расчете на дом с площадью 90-100 кв. м. с 6 радиаторами из чугуна и разводкой из 2 труб (25-50 мм).

Выбирать и проектировать обвязку котла следует исходя из множества факторов:

  1. Сколько в системе контуров.
  2. Насколько сложная система.
  3. Имеется ли еще какое-либо оборудование.
Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Весь котел должен стоять на прочном основании из железобетона. Размер фундамента подбирается исходя из габаритов печи. Во время кладки котла на твердом топливе, теплообменник должен быть выставлен таким образом, чтобы выходящая труба была самой высокой точкой. Перепад высот должен быть не менее 10 мм. Это необходимо для того, чтобы в котле не образовалась пробка из воздуха во время заполнения водой. Также такой уклон позволит улучшить циркуляцию жидкости.

Кирпичную кладку ведут своими руками, соблюдая правила перевязки швов. Трубы должны находиться примерно на 2-3 см ниже, чем сама кирпичная стена. Чтобы предотвратить понижение КПД, нужно чтобы поверх котла была съемная чугунная плита для более удобной чистки. Дым выводят в отдельную или коренную трубу. Труба может быть кирпичная или металлическая.

Кладка котла и установка в него горизонтального теплообменника

Рекомендации по изготовлению и выбору материалов

Обычно самодельные котлы для дома выполняют полностью из металла, поскольку чугунную топку сделать в домашних условиях невозможно, а покупать – дорого. Распространена практика, когда домовладельцы заказывают отопительные агрегаты мастерам, которые специализируются на их изготовлении. В этом случае рекомендуется принимать личное участие в процессе на всех этапах начиная от закупки материалов и заканчивая испытаниями готового изделия. В противном случае через несколько лет можно столкнуться с дефектами, допущенными при заготовительных или сборочных работах.

Самодельный дровяной котел

Поскольку самодельные котлы отопления на твердом топливе работают при высокой температуре в камере сжигания, то для ее изготовления лучше всего применять легированную жаропрочную сталь (в простонародье – нержавейку) толщиной 5 мм. Учитывая высокую стоимость этого металла и усложнение сварочных работ, многие берут стальные толстые листы обыкновенного качества. Нужно понимать, что такое изделие не может быть долговечным, от перепадов температур обычная сталь будет деформироваться. Поэтому в таких случаях имеет смысл защитить стенки камеры огнеупорным кирпичом, тогда они прослужат дольше. Однако топку придется сделать большего размера, да и вес корпуса увеличится.

Металл для водяной рубашки можно взять обыкновенного качества Ст 20 толщиной 3 мм. Для справки: из такой стали изготавливаются трубы для горячей воды и пара. Соответственно, дымогарные трубы теплообменника лучше взять этой же марки стали диаметром 48—76 мм. Зачастую самодельные отопительные котлы на дровах работают в системах отопления с принудительной циркуляцией при отключениях электричества, поэтому конструкцию водяной рубашки нужно сделать максимально жесткой. Для этого по всей плоскости наружных стенок топки следует приварить ребра жесткости из металла полосового или углового профиля с шагом 120—150 мм. К этим же ребрам нужно варить внешние стенки резервуара. Тогда при закипании воды обшивку рубашки не раздует, она сможет выдержать давление пара.

Дверцы топки и поддувала лучше делать двухслойными, вкладывая между слоями металла огнестойкий теплоизоляционный материал: асбест, базальтовое волокно или их комбинацию. Этими же материалами следует утеплить корпус агрегата. Притворы дверец нужно герметизировать асбестовым шнуром, а петли должны быть регулируемыми. Их делают из резьбовых шпилек с приваренным на конце шарниром. Запорные рукоятки надо оснастить насадками из эбонита или текстолита, чтобы при открывании дверцы не обжечь руки.

Читайте также:  7 советов по обустройству котельной в частном доме: требования и нормы

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

Принцип работы

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения заключается в сжигании того или иного вида топлива способом верхнего либо верхне-нижнего горения. При происхождении данного процесса происходит увеличение длительности горения топлива, а также количество выделяемых калорий тепла.

Схема внутреннего устройства и чертежи

Принцип работы

В твердотопливном котле отсутствует специальный колосник с зольником, а внизу находится закрытый поддон. Таким образом, нельзя допустить горение топлива в нижней части топки. Последняя построена в форме цилиндра.

Поток воздуха подается сверху, после чего распределитель воздуха разделяет его по всему объему. Распределитель является подвижным – опускается и поднимается.

Верхняя часть топки предназначается для накопления продуктов сгорания и частичек золы. От зоны первичного сгорания они отделяются огромным металлическим диском. При входе в камеру есть автоматический регулятор тяги, представляющий собой прибор для определения температуры теплоносителя, по которой регулируется скорость истечения газа. В качестве теплообменника используется полностью весь корпус.

Кроме того, в конструкции есть места для подключения подаваемой воды, обратной воды, термометра, регулятора тяги. Надежность обеспечивается благодаря теплоизоляционной оболочке.

Принцип работы

Чертежи пиролизного котла длительного горения с водяным контуром:

Особенности конструкции моделей на твердом топливе

Решив своими руками изготовить агрегат для отопления частного дома, нужно познакомиться с особенностями конструкции оборудования, использующего твердое топливо.

Простой дровяной

Наиболее простым для изготовления своими руками является дровяной котел. Этот вариант нередко используют для организации отопления дачи.

Особенности конструкции моделей на твердом топливе

Совет! Конструкция такого отопительного агрегата очень проста. По сути, это просто две емкости, одна из которых расположена внутри другой. Преимуществом этой установки является то, что она может работать практически на любом виде твердого топлива.

Конструкция установки:

  • топка, снабженная дверкой;
  • емкость для сбора золы;
  • колосники;
  • дымоход;
  • задвижка;
  • патрубки для введения и выведения теплоносителя.

Совет! Недостатком этого варианта отопительного оборудования является очень низкий КПД. То есть, для отопления дома нужно тратить очень большое количество топлива.

Особенности конструкции моделей на твердом топливе

Пиролизный

Этот вариант отопительного агрегата более эффективно работает, но он имеет сложную конструкцию, поэтому изготовить его самостоятельно будет намного сложнее.

Особенностью агрегата является наличие двух топок. В одной из них будет сгорать топливо, а во второй – образующийся при этом пиролизный газ. Схема установки включает в себя следующие элементы:

  • топку, в которой установлены форсунки;
  • газифицирующий отсек;
  • систему отведения продуктов сгорания и подачи воздуха;
  • отсек загрузки топлива;
  • теплообменник;
  • систему автоматики, включающую датчики, контролирующие давление и температуру в агрегате.
Особенности конструкции моделей на твердом топливе

Пеллетный

В качестве топлива для этого оборудования используются прессованные опилки. Работает агрегат по простой схеме:

  • в процессе сгорания пеллет образуется газ;
  • тепловая энергия газа передается теплоносителю, циркулирующему в теплообменнике.

Схема установки:

  • топка, оборудованная воздушным окном;
  • корпус с бункером, в который засыпаются пеллеты;
  • чугунный теплообменник;
  • система отведения продуктов сгорания;
  • автоматические системы управления.
Особенности конструкции моделей на твердом топливе

Преимущества технологии

Основным неудобством использования твердотопливных котлов является постоянная необходимость в загрузке топливом. Чтобы увеличить время работы между закладками топлива, разработаны технологии механической подачи, применение пеллетных гранул, управления воздушными потоками внутри камеры сгорания с помощью вентиляторов.

Читайте также:  Как выбрать обогреватель для квартиры: лучшие модели

Отсутствие потребности в дополнительных приспособлениях подачи топлива или установки вентиляторов делает возможным применение самодельной конструкции с грубыми расчетами и использованием принципа постепенного сжигания твердого топлива.

Преимущества технологии

Классические конструкции котлов длительного горения работают на дровах и угле. При самостоятельном изготовлении оборудования можно приспособить камеру сгорания под любой вид твердого топлива. Для использования сыпучих видов топлива колосники выполняют с учетом фракции гранул, которыми будет загружаться камера. Важно, чтобы пеллеты не просачивались через колосники, а оставались в камере.

Виды водяного газового котла для отопления частного дома

На рынке можно найти несколько видов. У них общий принцип работы, но есть различия в характеристиках. Главным является способ крепления:

  • настенные;
  • напольные.

Настенный газовый котел

Виды водяного газового котла для отопления частного дома

Настенный

Основные части:

  1. Горелка прямоугольной или квадратной формы с несколькими отверстиями, сквозь которые подается топливо из форсунок, расположенных снизу.
  2. Камера сгорания.
  3. Секция для обмена тепла. В системе может быть один или несколько теплообменников. Если используются два, то один выглядит как сеть из труб, расположенных над горелкой, которые располагаются в месте с большим числом пластинчатых ребер. Это позволяет дольше сохранять температуру теплоносителя.
  4. Вторичный теплообменник состоит из ламелей, сквозь которые движется жидкость по трубам. Происходит нагрев за счет выходящего горячего теплоносителя.
  5. Клапан, управляющий объемом подаваемого топлива.
  6. Трубопровод, по которому циркулирует жидкость.
  7. Расширительный бак.
  8. Электродвигатель.
  9. Система подачи воздуха.
  10. Насос для циркуляции жидкости по системе.
  11. Набор датчиков и микросхема для контроля за работой оборудования.

Напольный

Главное отличие – способ монтажа. Такие агрегаты больше по размерам и массе. Вместо медного теплообменника используется чугунный, который надежнее. Может иметь один или несколько контуров. Количество автоматики меньше, чем у настенного аналога.

Виды водяного газового котла для отопления частного дома

К основным модулям относят:

  1. Горелку.
  2. Газовую камеру.
  3. Теплообменник.
  4. Бак для нормализации давления при нагреве.
  5. Набор клапанов.
  6. Электрический силовой агрегат.
  7. Систему подачи воздуха (вентилятор).
  8. Вторичный теплообменник.
  9. Циркуляционную помпу.
  10. Набор датчиков для контроля за оборудованием.

Напольный

Из баллона

Баки изготавливаются из использованных газовых баллонов. Основные элементы:

Виды водяного газового котла для отопления частного дома
  1. Роль корпуса и основы выполняет газовый котел до 50 л. Ко дну баллона прикрепляется поршень с нижней насадкой. Оборудование может обогреть комнату до 70 кв.м.
  2. Насадка является пустой внутри трубой, которая обеспечивает нагревательный элемент воздухом, необходимым для горения газа.
  3. Внизу поршня прикрепляется металлический диск, диаметр которого незначительно меньше, чем у баллона. К нему привариваются лопасти дугообразной формы, необходимые для создания вихреобразных потоков.
  4. Дымоход.
  5. Верхняя часть после прикрепления ручек может использоваться как крышка.
  6. Насос для принудительной циркуляции теплоносителя.

Котел из баллона

Какой вид ТТ-котла на дровах выбрать для отопления дома?

Наиболее популярными для обогрева дач и частных коттеджей являются дровяные котлы с небольшими топочными камерами.

Бытовые котлы, которые могут работать на одной закладке дров в течение 8-12 часов, по типу действия бывают следующих видов:

  1. С удлиненной топкой. Наиболее распространенный и наиболее конструктивно простой тип дровяного котла. Главным отличием его от стандартных твердотопливных агрегатов является вытянутая форма и удлиненная топка. После розжига непосредственно в камеру сгорания осуществляется дозированная подача воздуха, благодаря чему существенно увеличивается время работы на каждой закладке дров (до 6-8 часов).
  2. Котел верхнего горения. Одной из главных особенностей такой модели, по сравнению со стандартными котлами, где розжиг осуществляется снизу, в камере котла с верхним сгоранием топливо тлеет под действием горелки, которая движется сверху, медленно опускаясь вниз.
  3. Пиролизный или, как его еще называют, газогенераторный котел, отличается от двух предыдущих более сложным принципом работы. Устройство пиролизного изделия несколько усложнено, благодаря чему он может непрерывно работать до 12 часов на каждой топливной закладке. Принцип работы: дрова в топочной камере не горят, а очень медленно тлеют, из-за чего выделяется газ, который отводится в нижнюю камеру, где сжигается под принудительной подачей кислорода, выделяя дополнительное тепло.

Различные модели дровяных отопительных приспособлений между собой имеют большие отличия по:

  • размерам камер сгорания;
  • типам конструкции;
  • материалу изготовления.

Перед тем как купить прибор отопления, нужно учитывать эти и другие важные параметры оборудования.

Чаще всего теплообменник делают из чугуна или стали. Чугунный, в отличие от стального, имеет больший срок службы, дольше остывает, но из-за резких перепадов температуры может быть разрушен. Сталь более устойчива перед температурными перегрузками, но более подвержена коррозии и ее средний срок службы около 10-15 лет.

Какой вид ТТ-котла на дровах выбрать для отопления дома?

На дачах, как правило, устанавливают простые одноконтурные агрегаты дешевого сегмента. В доме, где круглый год обитают люди, наиболее разумной будет установка двухконтурного котла. В этом случае один контур будет отвечать за обогрев дома, а второй за его обеспечение горячей водой.

Читайте также:  Отопление загородного дома своими руками

У каждой модели есть свои особые усредненные данные, технические параметры:

  • мощность около 100 кВт;
  • на выходе температура теплоносителя 80 °C, на обратке – минимум 50 °C;
  • рабочее давление составляет в среднем 1 атм.;
  • общий вес – до 400 кг;
  • средняя продолжительность работы при одной загрузке дров 10-12 часов.

Частные коттеджи, где круглый год проживают люди, оборудуются котлами длительного горения, которые оснащены теплообменниками, врезающимися в отопительную систему. В данных агрегатах теплоноситель, получая от сгорания дров тепловую энергию, несет ее к радиаторам.

Внимание! В случае использования в тепловой системе циркуляционного насоса, необходимо убедиться, что теплообменник котлоагрегата сможет выдержать рабочее давление всей системы.

Наиболее эффективными считаются пиролизные агрегаты, которые имеют самый высокий КПД 97 % и длительный срок работы без дозаправки.

Можно сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками, следуя схемам, если под рукой есть необходимый инструмент и небольшой опыт в сварочных работах.

Индукционные котлы

Разновидностью электрических, являются индукционные котлы. Простейшие схемы таких котлов включают пластиковую трубу с обмоткой из эмалированного провода, подключенного к сварочному аппарату.

Схема индукционного котла

Внутри находятся элементы, которые будут нагреваться за счет прохождения тока (в основном обрезки металла). К ним подсоединяют прямой и обратный трубопроводы, в контур наливают теплоноситель – и котел готов.

Индукционные котлы

Поделитесь статьей в социальных сетях Ваши контакты в этой статье от 500 рублей в месяц. Возможны другие взаимовыгодные варианты сотрудничества. Напишите нам на [email protected] Не получили ответ на свой вопрос? Спросите нашего эксперта: Спросить

Обслуживание твердотопливного котла

Чистку внутренних поверхностей бункера камеры сгорания следует проводить еженедельно. Для этого используйте штатный скребок и другие инструменты.

Внимание! 1 миллиметр сажи на поверхности стенок снижает мощность на 3%.

Порядок регулярной профилактики:

Обслуживание твердотопливного котла
  1. Открыть шуровкой отверстие для чистки.
  2. Очистить скребком поверхности топки и загрузочной камеры.
  3. Открыть растопочную заслонку и очистить заднюю стенку.
  4. Очистить переднюю решётку зольной пластиной.

Для большей эффективности рекомендуется использовать твердотопливные котлы вместе с теплоаккумуляторами. Это позволяет стабилизировать подачу тепла в помещение и сократить до минимума расходы электроэнергии.

Готовим материал и инструменты

Приступая к изготовлению котла на дровах своими руками и стремясь выполнить все в кротчайшие сроки, стоит позаботиться о наличии:

Готовим материал и инструменты
  • схемы будущего котла;
  • стальных труб различной длины, диаметра (400, 500, 100 и 150 мм);
  • стального листа толщиной минимум 4 мм;
  • проката для изготовления ножек;
  • двухсотлитровой бочки;
  • термостойкой смеси, используемой при кладке печей и каминов;
  • сварочного аппарата;
  • электродов подходящей марки и размера. Как правило, для выполнения сварочных работ используются электроды диаметром 3 – 4 мм;
  • болгарки.

Разбор схемы, чертежей и расчетов

Чтобы лучше понять принцип работы устройства, рекомендуется изучить схему пиролизного котла.

Разбор схемы, чертежей и расчетов

Перед началом работ рекомендуется внимательно изучить схему устройства пиролизного котла, чтобы понять принципы его функционирования и избежать ошибок

На ней отражено положение таких необходимых элементов, как:

  • отверстие для воздуха;
  • камера сгорания;
  • дымовые каналы;
  • трубы для подачи и отвода воды;
  • регуляторы;
  • место установки вентилятора и т. п.

Поскольку пиролизный котел устройство довольно сложное, рекомендуется при его изготовлении придерживаться чертежа. Одна из самых распространенных моделей устройства, которая подходит для самостоятельного изготовления, представлена ниже:

Разбор схемы, чертежей и расчетов

На этом чертеже подробно представлена конструкция пиролизного котла, который можно сделать своими руками. Рекомендуется точно соблюдать все указанные разработчиком размеры

Обычно для частного дома используют котел мощностью 40 кВт. Если этот показатель необходимо увеличить или уменьшить, рекомендуется соответственно изменить и параметры устройства. Необходимые данные представлены в таблице:

Разбор схемы, чертежей и расчетов

Чтобы сделать своими руками пиролизный котел подходящей мощности, нужно изготовить элементы соответствующего размера. Правильное соотношение размеров гарантирует успешный результат

Котел мощностью 25-30 кВт может стать оптимальным выбором для небольшого дома. Изготовление небольшого агрегата позволит сэкономить и время, и средства.