Какие бывают самодельные котлы отопления для частного дома

При доскональном и правильном изучении чертежей твердотопливных котлов вполне возможно сделать котел длительного горения своими руками надежным и экономичным.

Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

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.

Конструктивные особенности

Функционирование данного агрегата также основано на медленном сгорании (тлении) твёрдых горючих материалов. При этом они сгорают полностью и практически без отходов.

Этот энергетический агрегат устроен таким образом, что в топку, где размещено топливо, дозировано поступает кислород, регулируя процесс медленного горения (тления). Горение происходит сверху вниз, а не наоборот, как в традиционных печах.

Полезно знать: выгода данного типа котла: в качестве топлива можно использовать любой горючий материал, имеющийся в домашнем хозяйстве: старая одежда, одеяла, торф, строительный мусор, листва.

Медленная скорость горения позволяет загрузку котла производить один раз в несколько суток. ТКДГ отличаются друг от друга расположением топки для сгорания.

Верхняя зона. В этом случае твёрдое топливо по мере сгорания продвигается внутрь камеры.

Совет: если вы задумали сделать котёл с таким принципом горения, то для стенок необходимо использовать металлический лист толщиной не менее 3 мм, т. к. распространение высоких температур происходит снизу вверх по всей высоте.

Нижняя зона. В этом случае в результате горения между стенками и топливом возникает свободное пространство для газообразования. Так как возникновение и воздействие высоких температур происходит в одной точке, то для изготовления котла необходимо выбирать более толстый металл.

Достоинства котлов:

  • Более низкая цена в сравнении с газовыми или электрическими:
  • Высокий срок службы;
  • Возможность использования разнообразно вида топлива;
  • Длительный цикл работы при одноразовой загрузке.

Недостатки:

  • Невозможность регулирования температурного режима;
  • Невысокий КПД;
  • Трудоёмкость процесса подготовки и загрузки топлива;
  • Для поддержания высокого КПД необходимо регулярно чистить котёл;
  • Трудоёмкие пусконаладочные работы.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

В классическом виде нагревательный агрегат, от которого будет работать домашнее отопление, состоит из следующих элементов:

  • топочная камера (бункер) для сжигания дров, угля, топливных брикетов;
  • колосники, через которые осуществляется подача в камеру сгорания воздушной массы;
  • теплообменник трубчатого типа или накопительная емкость для котловой воды;
  • дымовая труба для вывода наружу продуктов горения топлива;
  • регулятор тяги.

Важное требование, которое придется учитывать ещё на стадии проектировании котла, это размеры топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной, вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного перемешивания. Кирпичные котлы в этом плане предпочтительнее, так как кирпич имеет меньшую теплопроводность, что обеспечивает в керамической топке более высокую температуру горения, чем в металлическом агрегате.

Топочная камера должна быть устроена таким образом, чтобы максимально концентрировать тепловую энергию на нагреве теплообменника.

Топка из стали котла на твёрдом топливе

Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От конструкции этого элемента, качества материала и исполнения зависит КПД котельного оборудования. Название теплообменника определяется материалом его изготовления — чугунный или стальной. Теплообменные змеевики этих агрегатов — трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением труб в обиходе часто называют водяными рубашками.

Чугунные теплообменники рассматривать не будем, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Однако можно использовать готовые узлы из чугуна, снятые со старых агрегатов, демонтированных в силу каких-то причин. Такая замена распространена, когда выполняется модернизация твердотопливного котла или его ремонт.

Для изготовления стального теплообменника используют толстостенные трубы. Нужную конфигурацию трубе придают её гибкой под нагревом либо использованием отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединяемых с фрагментами змеевика электросваркой.

Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.

Читайте также:  Отличия настенных газовых котлов Vaillant atmoTEC и turboTEC

Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку

Изготовление котла длительного горения

Котел

Сделать такую конструкцию в домашних условиях несложно, но для этого потребуются навыки работы со сварочным аппаратом и четкая инструкция.

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для изготовления котла потребуются:

  • металлическая труба ø30 см и больше с толщиной стенок в 4-5 мм;

    Корпус можно изготовить из листовой стали методом сварки

  • сварочный аппарат;
  • листовая сталь толщиной 5 мм (для распределителя);
  • болгарка;
  • труба ø6 см для подачи кислорода;
  • труба ø10 см для вывода дымных газов из конструкции.

После подготовки оборудования и расходных материалов можно приступать к работе.

Этап 2. Сборка конструкции

Обратите внимание! Котел обязательно должен быть установлен на ровную поверхность. Если требуется, оборудуется бетонное основание (здесь все зависит от общего веса конструкции).

Последовательность действий при сборке следующая.

Шаг 1. Труба, которая послужит корпусом конструкции, обрезается в соответствии с выбранной длиной (от 0,8 до 1 м). Если длина будет большей, это затруднит загрузку топлива при эксплуатации. Приваривается дно из листовой стали и (если требуется) ножки, выполненные из швеллера.

Труба

Шаг 2. Формируется воздушный распределитель. Для этого из листа стали вырезается круг, диаметр которого меньше диаметра конструкции на 2 см. В центре круга проделывается отверстие ø2 см.

К распределителю приваривается крыльчатка с закрепленными на ней 5-сантиметровыми лопастями, изготовленными из той же стали. Сверху приваривается труба ø6 см таким образом, чтобы посередине встало проделанное ранее отверстие.

Корпус котла и воздушный распределительВоздушный распределитель

Воздушный распределительДвойные стенки котлаДвойные стенки котлаКотел

Обратите внимание! Эта труба должна равняться по высоте корпусу котла (можно и больше).

Сверху труба оборудуется заслонкой для регулировки подачи кислорода.

Шаг 3. Возле дна котла оборудуется дверка для удаления продуктов горения. Болгаркой из стального листа вырезается прямоугольник, фиксируются петли с запорной ручкой. Прямоугольник и послужит дверкой.

ЗольникЗагрузочный лючок для топлива

Шаг 4. Сверху на котел крепится дымоходная труба ø10 см. Первые 40-45 см труба должна идти строго горизонтально, после чего пропускается через обменник тепла (последний выполняется в виде металлической емкости с водой).

Труба дымохода

Шаг 5. Вырезается крышка для котла, в ней проделывается отверстие для воздушного распределителя. Важно, чтобы крышка прилегала к корпусу максимально плотно, иначе через щели будет выходить дым.

Крышка котлаКрышка котла (еще один вариант)

Все, теплогенератор длительного горения готов к использованию.

Полезные советы по изготовлению ТТ котла

Труба из легированной стали для котла

Можно значительно сократить расход на строительство агрегата, если взять бесшовную стальную трубу 20 марки.

Прежде чем устанавливать котел на место, которое определено под этот агрегат, проведите первую растопку на улице, оборудовав котел временным дымоходом. Так вы убедитесь в надежности конструкции и увидите, правильно ли собрали корпус. Если в качестве основной камеры вы будет использовать газовый баллон, то учитывайте, что такой агрегат вам обеспечит горение на 10-12 часов из-за небольшого количества закладываемого топлива. Итак небольшой объем пропанового баллона уменьшится после срезания крышки и зольника. Чтобы увеличить объем и обеспечить большее время горения, необходимо использовать два баллона. Тогда объема топочной камеры точно хватит на обогрев большого помещения, и не нужно будет закладывать дрова каждые 4-5 часов. Чтобы дверца зольника плотно закрывалась, не давая доступа воздуху, нужно ее хорошо герметизировать. Для этого по периметру дверцы проложите асбестовый шнур.

Если вы будет выполнять в котле дополнительную дверцу, которая позволяет «дозагружать» топливо не снимая крышки, ее тоже нужно плотно герметизировать с помощью асбестового шнура.

Для эксплуатации ТТ котла, схему которого мы прилагаем ниже подходит любое твердое топливо:

  • каменный и бурый уголь;
  • антрацит;
  • дрова;
  • древесные пеллеты;
  • брикеты;
  • опилки;
  • сланцы с торфом.

По качеству топлива особых указаний нет – подойдет любое. Но учитывайте, что при большой влажности топлива, котел не даст большой коэффициент полезного действия.

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

Преимущества и особенности конструкций длительного 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

Преимущества и особенности конструкций длительного горения

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