Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Как изготовить твердотопливные котлы своими руками — чертежи и материалы

Отсутствие газа и постоянные перебои с электричеством вынуждают загородных жителей использовать в качестве основного нагревательного элемента котлы, работающие на дровах или угле. Преимуществ у твердотопливных агрегатов немало, но есть и недостатки. Один из них — невозможность в обычных условиях автоматизировать подачу топлива. Поэтому приходится такой котел все время загружать. Но есть у него одно очень важное достоинство — можно изготовить твердотопливный котел своими руками, тем более что чертежи есть в свободном доступе в Интернете.

Давайте поговорим о твердотопливном котле из кирпича. Кирпич — легкодоступный и традиционный материал. Каждый мужчина, который хотя бы что-то и когда-то делал в строительстве, может справиться с подобным сооружением. Единственная сложность — это трубная конструкция, по которой будет циркулировать теплоноситель. Очень важно качественно провести сварочные работы, чтобы стыки труб были без изъянов. Некачественный провар — это стопроцентная течь. Поэтому, если вы сомневаетесь в своих навыках сварщика, лучше для этого пригласить профессионала.

Варианты теплообменников

Конструкций теплообменников огромное количество, и каждый мастер старается найти свой вариант, обладающий максимальными качествами. Давайте рассмотрим несколько таких вариантов.

Вариант №1

Это горизонтальная конструкция, изготовленная из двух видов труб — прямоугольного сечения 60×40 мм и круглого 40 или 50 мм. Очень важно теплообменник изготавливать из толстостенных труб, где толщина стенки должна составлять от 3 до 5 мм. Прямоугольные трубы используются для сооружения торцевых конструкций, к которым привариваются трубы круглого сечения. Это делается для удобства стыковки, потому что к плоской поверхности приваривать намного проще, чем к закругленной.

Эффективность забора тепла будет выше, если теплообменник сделать больше. Поэтому, устанавливая твердотопливный котел своими руками, необходимо точно рассчитать его мощность, а, соответственно, и размеры. Есть схемы и конструкции, которые имеют компактные размеры, но по эффективности не уступают котлам больших габаритов. Все дело в конструкции теплообменника, и это надо обязательно учитывать, если площадь помещения для расположения котла не очень большая. Что можно предложить? Вариант один — сделать теплообменник из нескольких рядов труб по вертикали. Оптимальный выход, если рядов будет 4 или 5.

Внимание! В каждую торцевую конструкцию врезается патрубок. Нижний патрубок — это обратка, а верхний — подача.

При сооружении теплообменника возникает много вопросов, связанных со сваркой прямоугольных элементов. Гнуть их нельзя, поэтому придется делать сквозные прямоугольные отверстия болгаркой под размер сечения, а открытые торцы труб заваривать, накладывая металлические пластины. Процесс этот непростой, потому что связан с небольшой длиной сварочного шва, относящегося к категории ответственных. Поэтому после сварки рекомендуется шов зачистить с помощью болгарки и довести до максимального уровня ровности без металлических наплывов.

Теперь необходимо теплообменник проверить на наличие протечек. Ставите его вертикально, закрываете нижний патрубок, а в верхний заливаете воду. Проводите осмотр. Если вода через стыки и швы не просочилась, значит, все нормально.

Вариант №2

Конструкция теплообменников Swep

Здесь вместо труб круглого сечения можно использовать металлические листы толщиной 3–5 мм. Торцевые конструкции также изготавливаются из прямоугольных труб. А вот вместо труб к торцам привариваются листы, вырезанные под необходимый размер.

По сути, конечная конструкция — это своеобразный короб, где роль стенок играют с одной стороны торцевые формы из прямоугольных труб, а с другой — две камеры, ограниченные металлическими листами.

Кладка кирпича и установка теплообменника

Итак, изготовление теплообменника закончено, и можно переходить к сооружению самого твердотопливного котла. Это будет обычная печь, чертежи которой можно найти в Интернете. Здесь важно учесть один размер — это зазор между теплообменником и стенками нагревательного агрегата. Он должен составлять не меньше одного сантиметра. Поэтому котел, а точнее, его размеры выдерживаются строго по размерам теплообменника.

В первую очередь под отопительный прибор заливается хороший бетонный плиточный фундамент. Его необходимо выдержать не меньше месяца, чтобы раствор принял марочную прочность. При возведении этого сооружения обязательно выставление каждого элемента в горизонтальной плоскости. Дело в том, что теплообменник является местом, где могут образовываться воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя. Чтобы эти пробки не появлялись, теплообменник должен располагаться строго вертикально. Внутри котла к нему не подобраться и воздух не спустить. Так что обратите на это особое внимание.

Кирпичные печи на твердом топливе

После того как будет собрано из кирпичей днище котла, необходимо собрать поддувало и топку. В камере сгорания надо будет сделать кладку из огнеупорного кирпича. Под теплообменник обязательно выстраиваются подставки с учетом горизонтальности конструкции. После чего устанавливается сам агрегат, который подсоединяется тут же к системе отопления. Можно на нем сделать выходные патрубки большей длины, провести сооружение котла, а потом подсоединить его к отоплению.

Крышка печки — это толстая чугунная плита, так что позаботьтесь о ней заранее и подрежьте под нужный размер. Она съемная, что позволит при необходимости провести ремонтные работы и чистку от сажи. Такая плита — это еще одна плоскость с высокой степенью теплоотдачи. Ее можно заложить одним рядом кирпичей, сделав своеобразный аккумулятор тепловой энергии, или нарезать на крышке пару отверстий, и получится отличная варочная печь.

Что касается дымохода, то тут два варианта:

1. Металлическая труба.
2. Выложенный из кирпича.

Первый вариант проще сделать самому. К тому же готовые сэндвич-дымоходы сегодня продаются повсеместно, так что с этим проблем не будет.

Кроме горизонтальной конструкции твердотопливного котла, есть и вертикальная. Этот тип является исключительно отопительным. Отличительная его черта — большой вертикальный размер и установка дымохода только сбоку от прибора. В горизонтальном случае его можно установить как сбоку, так и сверху. Есть и еще одно отличие, которое на первый взгляд кажется не самым важным. Но если посмотреть на него с практической стороны, то для многих он окажется важным элементом.

В котлы горизонтальной формы дрова можно укладывать только горизонтально, а в вертикальный прибор — и вертикально, и горизонтально. При этом длина поленьев полностью соответствует размерам теплообменника. Чем больше этот размер, тем длиннее поленья в него можно заложить, а значит, меньше придется пилить. В этом плане угольный вариант не имеет никакого значения.

Как повысить коэффициент полезного действия

Кирпичная печь с котлом водяного отопления

Твердотопливный котел, тем более самодельный, имеет один большой недостаток — часть тепловой энергии уходит в дымоход. Особенно, если труба очень высокая и прямолинейная. Увеличить КПД агрегата можно, если применить следующие рекомендации:

• Увеличить длину трубы. Для этого можно котел установить в подвальном помещении. Необходимо сделать так, чтобы расстояние между топкой и верхней частью дымохода составляло не меньше 7 м.
• Устроить дополнительный тепловой щиток, в котором будет проведена выхлопная труба в изогнутом виде. Для этого щиток устанавливается над котлом, который расположен в подвале. Можно в щиток установить конструкцию по типу радиатора.
• Монтируется парус, как в случае с камином.
• Монтируется бак с водой, которая будет нагреваться за счет тепла дымовых газов. Эту воду можно использовать и для бытовых нужд, и для дополнительной системы отопления.
• Установить циркуляционный насос, который поднимет КПД на 20% — проверенный факт.

Заключение по теме

Самодельный твердотопливный котел из кирпича — это всего лишь один из способов сделать агрегат своими руками. Не будем утверждать, что он самый простой, но практика показывает, что самостоятельно сделать котел только из металла могут не все. Ведь такие агрегаты требуют профессионального подхода к сварочным операциям. И если вы владеете навыками сварщика на уровне любителя или даже полупрофессионала, то не стоит притрагиваться к этому прибору.

Сборка твердотопливного котла своими руками

Сегодняшний рынок заполнен предложениями об экономичном изделии с водяным контуром для отопления помещений. По заявлениям производителей оно способно при минимальных затратах на топливо максимально долго сохранять тепло в жилье. Такое оборудование очень удобно в использовании в тех местах, где нет возможности применить альтернативный вид отопления (например, согрев природным газом).

Однако стоимость этого изделия далеко не всегда радует дешевизной, поэтому выгодным вариантом будет взять чертеж твердотопливного котла и собрать его самостоятельно.

Разбираемся в конструкции

Огромный ассортимент материалов и доступность информации позволят не испытывать сложностей с изготовлением котла.

Но любой самодельный агрегат, в том числе и твердотопливный котел, требует для сборки знаний тонкостей конструкции и производственного процесса.

Что необходимо иметь

Для выполнения работ понадобится:

• эскиз;
• навык выполнения сварочных работ;
• умение пользоваться газовым резаком;
• навыки конструктора для того, чтобы правильно выполнить разметку и раскрой материала;
• навыки каменщика;
• самодельный котел. работающий на твердом топливе, потребует умения пользоваться электрическими инструментами: например, резьба болгаркой или электроножницами по металлу.

Сбор материала

Для того чтобы приступить к работе, необходимо запастись материалом. Обязательно понадобятся:

• огнеупорный кирпич, строительный песок (глина);
• трубы прямоугольного и круглого профиля, листовой металл;
• колосники;
• дверки для топочного и зольного отверстия;
• чугунная плита для приготовления пищи;
• водонагреватель и насос для циркуляции воды;
• гравий или щебень, вода.

Инструменты

Производственный процесс не обойдётся без болгарки (электрических ножниц по металлу), сварочного аппарата. Также понадобится газовый резак, для работы которого необходим кислородный баллон и баллон с пропаном.

Также стоит запастись маркером по металлу, уровнем, метровой линейкой, шпателем, щипцами, пассатижами, электрической дрелью с набором свёрл. В целях безопасности обязательно нужно подготовить средства индивидуальной защиты — маски и очки. Можно приступать к работе.

Особенности конструкции

Обычное оборудование подобного типа состоит из теплообменника, загрузочного бункера, дымохода, блока управления, форсунки, камеры отвода горячих газов и камеры сгорания.

Самодельный котел, работающий на твердом топливе, в зависимости от положения теплообменника может быть горизонтального и вертикального типа.

В оборудовании горизонтального типа он монтируется в кирпичный корпус. В то время как в оборудовании вертикального типа теплообменник устанавливается на прочный бетонный фундамент.

На фундаменте выстраивается поддувальная камера из кирпича. Над камерой монтируется колосниковая решётка.

Принцип работы

Принцип действия этого оборудования основан на нагревании воды в системе при помощи тепла от сжигания топлива. Подробно процесс работы представлен такими этапами:

• в камеру сгорания загружается топливо. К слову, в виде него могут использоваться торфяные брикеты, уголь, дрова, пеллеты, опилки и прочее;
• нагретый воздух поднимается вверх и выводится через дымоход;
• в процессе движения этот воздух нагревает теплообменник, а он осуществляет нагрев воды;
• нагретая вода вытесняет из системы холодную — происходит циркуляция и остывшая вода возвращается в область теплообменника.

Объём камеры сгорания должен соответствовать номинальной мощности оборудования или же максимальной отапливаемой площади. Это прямая зависимость.

На практике ещё придётся учитывать сезонность, пики потребления горячей воды, функциональную сложность системы отопления или горячего водоснабжения. Камера отвода горячих газов выполняет функции выходного коллектора, который выводит продукты горения по дымоходу.

Повышение КПД

Чтобы повысить КПД агрегата, необходимо учитывать особенности теплообменника, а также полноту и период сгорания топлива. Чем больший размер будет иметь площадь теплового контакта, тем больше тепла будет передано воде от сгорающего топлива. От эффективности сгорания топлива зависит процесс нагрева воды до нужной температуры. Поэтому к расчёту конструкции необходимо отнестись со всей ответственностью — она должна быть безопасной и надёжной.

Эти свойства оборудования напрямую зависят от качества корпуса: он должен быть изготовлен из жаропрочной стали толщиной не менее 5 мм. В случае если для корпуса используется лист из чугуна, то его толщина может быть более 8 мм. Для внутренней системы рекомендуется использовать трубы диаметром до 50 мм с толщиной стенки от 3 до 4 мм.

При конструировании надо продумать сужение водопровода от направления движения горячей воды в сторону холодной и расширение его в обратном направлении. Для этого придётся использовать трубы меньшего диаметра, например, 25 мм.

От теории к практике

Чаще желающие смастерить оборудование своими руками останавливают выбор на вертикальном твёрдотопливном котле. Процесс изготовления будет рассмотрен на примере твёрдотопливного котла для отопления дома площадью 100 м2. Эта система состоит из семи радиаторов и разводки системы водопровода.

Итак, делаем теплообменник:

1. изготавливаем вертикальные основания теплообменника. Для этого берём четыре профильные трубы длиной по 30 см каждая, которые будут располагаться со стороны камеры сгорания;
2. в них газовым резаком делаем по четыре отверстия диаметром 5 см. Неровности убираем угловой шлифовальной машинкой (болгаркой). Должно получиться восемь отверстий;
3. в трубах, которые будут находиться в задней части оборудования, проделываем четыре отверстия диаметром 40 мм и четыре диаметром 50 мм. Все они должны располагаться со стороны соединения с передними стойками. В результате должно получиться по восемь отверстий;
4. в профильной трубе длиной 500 мм вырезаем отверстие для крепления патрубка, через который будет происходить вывод отработанной воды;
5. в верхней части задней стойки делаем отверстие для подачи воды в систему.

После чего приступаем к сборке теплообменника. Вертикальные основания соединяются профильной трубой. Для этого её кладём на установленные перпендикулярно поверхности основания. Места соединения провариваем сваркой. Всю эту конструкцию с обратной стороны соединяем профильной трубой с отверстиями для отвода воды. В результате получаем переднюю стенку теплообменника.

Далее вертикальные основания устанавливаем перпендикулярно, и свариваем четырьмя трубами круглого сечения. Получается задняя стенка теплообменника. Переднюю и заднюю стенки соединяем между собой. Для этого надо подвести продольные трубы к отверстиям и проварить их, а затем к конструкции привариваем патрубки для подачи и вывода воды. Стыки завариваем с использованием кусочков металла и проверяем прочность теплогенератора.

После проверки прочности сварки закрываем пробкой патрубок для отвода воды, а в отверстие для подвода заливаем воду. Проверяем герметичность сварочных соединений на видимые протечки.

Изготовление корпуса тоже потребует усилий. Для этого из листов жаропрочной стали вырезаем восемь стенок – 2 передние, 2 задние и 4 боковые. Площадь каждой из них должна быть 850 х 300 мм. Все замеры производим метровой линейкой, отрезаем материал болгаркой. После чего вырезаем две пластины размером 450 х 450 мм: одну для днища, другую для верхней плиты котла.

Делаем два отверстия под дверки в передней стенке: первое — на уровне колосника для поджигания топлива и очистки камеры сгорания, а второе – немного выше по уровню для загрузки топлива. В работе используем дрель и болгарку. Из листа нарезаем рёбра жёсткости длиной 80 см.

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.

Главная > Отопление > Теплообменник для твердотопливного котла. Своими руками.

Теплообменник для твердотопливного котла. Своими руками.

Для своего твердотопливного котла мною был сделан эффективный теплообменник. Конструкция теплообменника продумана таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную площадь теплообмена при простоте изготовления. А площадь теплообмена, как известно, напрямую влияет на эффективность.

Конструктивно теплообменник состоит из трех одинаковых трубных регистров. Все они при установке объединяются в один теплообменник с помощью сварных гребенок. Соединения разъемные, чтобы в случае аварии любого из регистров можно было просто отключить его из работы без разборки котла.

Перед изготовлением регистров я сначала сделал шаблоны из пластиковой трубы, которые решил применять для разметки с целью достижения правильной геометрии сварных соединений.

Отверстия делал без сверления. Сначала большой болгаркой срезал часть металла, затем малой болгаркой со шлифовальным кругом подгонял под разметку, и лишь затем окончательно выбирал шарошкой. Дополнительная ручка на дрели оказывается совсем не лишней, регулятор оборотов тоже. Шарошка лет 15 ждала своей очереди в моих закромах со времен работы на эл. монтаже для снятия фасок внутренних поверхностей труб (при индустриальном способе монтажа) .

Для контроля отверстий при обработке тоже использовал шаблон. Очень удобным у меня оказался в этом качестве старый электролитический конденсатор.

Из оставшихся обрезков профильной трубы от забора сделал «шаблон» для сборки регистров, чтобы три стороны становились жестко, а четвертая, после укладки внутренних труб, поджималась струбцинами. Сначала все собрал на прихватках, и лишь затем окончательная сварка. Таким образом, по одному и тому же шаблону из профильных труб были собраны три абсолютно одинаковых регистра.

Далее занялся изготовлением гребенок для сборки блока регистров. Отверстия в заготовках делал по той же технологии, что и при сборке регистров: болгарки, дрель с шарошкой. С помощью струбцин прижал вкрученные седла с американками к плоской трубе и к трубе гребенки, прихватил сваркой.

После скрутил американки и седла второй гребенки, притянул, чтобы плоскости американок были плотно прижаты, а трубы параллельны в двух плоскостях. Прихватил, раскрутил, вроде бы все осталось в плоскостях. Обваривать пока не решился до окончательной сварки регистров, на всякий случай.

Поиск по сайту.
Вы можете изменить поисковую фразу.

В результате мой твердотопливный котел мощностью порядка 100 кВт был оборудован эффективным и достаточно надежным теплообменником, что подтвердилось в дальнейшем практической эксплуатацией.

Информацию о сборке регистров прислал Виктор:

Источники: http://gidotopleniya.ru/kotly-i-kotelnoe-oborudovanie/tverdotoplivnye/tverdotoplivnye-kotly-svoimi-rukami-chertezhi-kak-izgotovit-6276, http://x-teplo.ru/otoplenie/kotly/tverdotoplivnyj-svoimi-rukami.html, http://www.goandsee.ru/otoplenie/teploobmennik-dlja-kotla.html

Как вам статья?