Твердотопливные котлы своими руками

0
587

Какое самое дешевое топливо для котла? Разумеется это газ. Поэтому все владельцы домов и коттеджей в большинстве своем предпочитают установку газовых котлов отопления – дешево и сердито. Однако не на всех просторах нашей необъятной Родины осуществлена газификация. Поэтому в некоторых регионах люди вынуждены отапливать дома по старинке – на дровах, угле, пеллетах и пр. Если вы поинтересуетесь стоимостью твердотопливного котла, то цифра вас неприятно удивит – она начинается от 50.000 рублей и выше. Мы же предложим вам создать твердотопливный котел своими руками. Вам понадобятся некоторое оборудование, ну и, конечно же, полезные способности мастера.

Материалы и инструменты

Итак, проведите осмотр своего арсенала в гараже и на даче и найдите следующее.

  • Пластины для создания топки – из жаростойкой стали 4-5мм.
  • Листы стали 2-3 мм – из них будет изготавливаться корпус устройства.
  • Стальные трубы – они понадобятся для создания теплообменника. Их диаметр и длина будут рассчитаны, исходя из вашей конкретной ситуации.
  • Металлические трубы – из них в дальнейшем будет сооружаться дымоход.
  • Решетка колосника и варочная плита .
  • Дверца зольника и камеры сгорания .
  • Жаростойкий кирпич .
  • Цементный раствор .

Виды твердотопливных котлов

На сегодняшний день доступны 4 вида котлов на твердом топливе, которые отличаются не только конструкцией, но и значением КПД, сложностью схемы и обслуживанием. Для начала ознакомимся с общей схемой работы каждого из этих 4 видов.

Классический твердотопливный котел

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Классический твердотопливный котел

Они оснащаются теплообменником из чугуна или стали: КПД таких котлов составляет около 85%. Принцип работы прост: в топку загружаются дрова (любое другое твердое топливо). Во время их горения нагревается бак с водой, которая в дальнейшем поступает в систему отопления и ГВС. А дым, который образуется в процессе сгорания, удаляется через дымоход.

Пеллетный котел

КПД такого котла уже чуть выше и составляет 90%. К преимуществу такого вида котлов относится автоматизация работы, так как подача топлива по мере его сгорания производится системой бункер + шнек. Однако это преимущество и стало недостатком: такая конструкция очень сложна в изготовлении.

Пиролизные котлы

КПД таких котлов составляет уже около 92%. Повышается оно за счет того, что весь процесс горения разделен на 2 этапа: на первом сгорает само топливо при недостатке кислорода. В результате этого процесса выделяются пиролизные газы, которые поступают в другую камеру. Там происходит сгорание этих газов и также выделение тепла в результате этого. Именно это и способствует увеличению эффективности работы котла, а также достижению экономии в расходе топлива.

Котлы длительного горения

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Котел длительного горения

Как вы наверняка поняли из названия, главная особенность этого оборудования – в длительном процессе горения. Это означает, что топливо вам нужно подкладывать реже, чем для других видов котлов (1 раз за 2-3 суток). Дело в конструктивной особенности котлов: процесс сгорания топлива делится на несколько этапов. Сперва большой объем топлива медленно тлеет в топке с минимумом подачи кислорода. В результате этого тления образуется газ, который далее подается в камеру сгорания и там загорается из-за активной подачи кислорода. Прогорание дров в таких котлах начинается с верхней части. Это способствует выработке большего количества тепла.

Схема работы котла на твердом топливе

Как проектировать устройство, не зная его принцип работы и основные детали? Разумеется, это невозможно. Поэтому сперва мы узнаем, а как же происходит непосредственно весь процесс сгорания топлива, нагрева воды и пр. Стоит отметить, что здесь и далее мы будем разбирать схему работы классического котла на твердом топливе.

Камера сгорания – именно с нее начинается работа котла. Вы открываете дверцу камеры и закладываете внутрь порцию топлива. Работающая горелка начинает процесс горения топлива.

Объем камеры сгорания можно определить несколькими способами. 1. Рассчитать его под свои условия (формулы в достатке предоставлены на просторах интернета). 2. Взять себе готовый расчет (объем камеры сгорания в зависимости от площади отопления, мощности котла, особенности системы отопления, схемы обвязки и пр.)

Камера отвода горячих газов – является частью камеры сгорания. Именно через нее горячие газы транспортируются в верхнюю часть котла к дымоходу для дальнейшего выведения их наружу.

Теплообменник – сердце любого котла отопления. Именно через него проходит теплоноситель и нагревается, а далее поступает в систему. Но все по порядку. После того как горячие газы, образованные в процессе горения, идут на «выход», по пути они и проходят через теплообменник, передавая ему тепло. А он далее передает это тепло протекающей через него воде.

Далее горячий теплоноситель просто теснит холодную воду, циркулируя таким образом по все системе отопления. Возвращается он обратно в котел уже холодным. По сути вся работы устройства основана на законе термодинамики.

Все вышеописанные узлы и детали заключены в корпус котла, который изготавливается из прочной листовой стали толщиной 4-6 мм.

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.

Варианты теплообменников для самодельного котла

Как мы уже сказали, от конструкции и качественного исполнения теплообменника зависит КПД котла. Конечно хочется, чтобы он работал эффективно, а для этого нужно подобрать схему его изготовления. Как вы сами понимаете, таких вариантов довольно много, однако мы рассмотрим только 2 наиболее эффективных на наш взгляд. Приступим.

Вариант №1

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Теплообменник для твердотопливного котла

1 – прямоугольные трубы 60х40 мм. 2 – круглые трубы 50 мм. 3 – круглые трубы 40 мм. 4 – труба отвода нагревшейся воды 50х50 мм. 5 – труба возврата холодной жидкости 50х50 мм.

Это будет теплообменник горизонтального типа, для изготовления которого нам понадобятся трубы 2х типоразмеров – прямоугольные 60х40 мм и круглые, где d= 40 и 50 мм.

Прямоугольные трубы служат для создания каркаса, а уже потом к ним привариваются круглые. Кроме того прямоугольные трубы будет намного удобнее крепить между собой, по сравнению с круглыми.

Изучите схему и заготовьте требуемое количество труб нужной длины.

Оптимально, если толщина стенки труб для теплообменника будет равна 3 мм, а лучше все 5 мм.

  • Чтобы собрать конструкцию в единое целое, вам придется болгаркой вырезать в прямоугольных трубах отверстия под круглые трубы. Делаем это следующим образом: с той стороны теплообменника, которая будет ближе к топочной двери, вырежьте 4 отверстия диаметром 50 мм в вертикально стоящих трубах. Сделать это можно как резаком, так и сварочником.
  • С другого торца нам также нужно в вертикальных стойках подготовить 4 дырки с d= 50 мм (в грани шириной 60 мм.) и 4 отверстия с d=40 мм – в грани шириной 40 мм.
  • Далее вырезаем отверстия для подсоединения труб, отвечающих за подачу и отвод теплоносителя.
  • Все отверстия готовы? Тогда собираем конструкцию целиком. Удобнее будет разместить ее, положив одним торцем на пол, чтобы трубы были перпендикулярно торцу и поверхности пола. Привариваем все трубы, не забывая о трубах для подачи жидкости.
  • Не забываем заваривать торцы прямоугольных труб небольшими железными кусочками.
  • Проверяем теплообменник на наличие протечек: через одно отверстие заливаем воду, второе перекрываем и оставляем его так на некоторое время. Если утечек не обнаружено, то теплообменник готов к дальнейшей эксплуатации.

Вариант №2

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Теплообменник для котла на твердом топливе: второй вариант

1 и 3 – трубы подачи холодной жидкости в теплообменник и отвода горячего теплоносителя соответственно, диаметр 50 мм; 2 и 4 – прямоугольная труба 60х40 мм; 5 – трубы d= 40 мм; 6 – листы стали толщиной 3-5 мм; 7 – укрепляющая поперечина из прямоугольной трубы.

Как вы уже успели заметить, в этом случае круглые трубы заменяются на листовой металл толщиной 3-5 мм. Принцип работы абсолютно идентичен варианту №1. Отверстия проделываются УШМ и ею же зашлифовываются.

Пошаговая инструкция по изготовлению твердотопливного кирпичного котла

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Кирпичный котел на твердом топливе: общая схема

Вообще кирпичный твердотопливный котел считается одним из наиболее эффективных и несложных по конструкции котлов. На его примере мы и разберем тему самостоятельного выполнения.

Сперва мы чуть подробнее убедимся, что кирпичный котел действительно так хорош.

  • Простая и надежная конструкция
  • Сравнительно несложный процесс его изготовления – так как основной строительный материал – это кирпич, то сварочных работ за весь процесс предстоит не так уж и много.
  • Многозадачность – такой котел по своему внешнему виду будет похож на печь. А значит его можно будет приспособить и под некоторые аналогичные печные задачи, а именно – под приготовление пищи. Кроме того он сможет отапливать помещение, в котором сам и находится.

Итак, приступаем к рабочему процессу. Учтите, что теплообменник мы уже изготовили (надеемся вы выбрали подходящую для вас схему).

Шаг 1. Такой котел является стационарным. То есть вы заранее должны выбрать помещение, в котором он будет располагаться, а также место. В этом месте залейте фундамент специально под котел (бетонная плита + цементный раствор + каркас из арматуры + кирпичная кладка). Сверху подготовленного фундамента проложите рубероид – он будет служить изоляционной прокладкой.

Шаг 2. С помощью огнеупорного кирпича формируем нижнюю часть нашего будущего котла: низ камеры топки и зольник с дверцей. Не забудьте, что они разделены колосниковой решеткой.

Шаг 3. На выложенное основание монтируется теплообменник таким образом, чтобы он шел на подъем к точке забора горячего теплоносителя. Помните про главное правило: между кирпичом и стенками теплообменника должен быть минимальный зазор в 10-20 мм. Патрубки подачи и удаления теплоносителя должны выдаваться за пределы стенок корпуса.

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Монтаж теплообменника кирпичного котла на твердом топливе

Расположите котел так: все точки верхней части теплообменника должны располагаться ниже отметки выхода горячего теплоносителя. Разница в высоте между наиболее низкой точкой ТО (верхний правый угол передней части котла) и верхней точкой отвода жидкости должна составлять 10-15 мм.

Это поможет во время дальнейшей эксплуатации котла избежать образования воздушного затора в отопительной системе.

Шаг 4. Дверцу для загрузки топлива делаем в передней части топик. В задней части нужно оставить место для дымоходного отверстия.

Шаг 5. Варочная плита (если вы все-таки хотите использовать устройство и по этому назначению) или обычный лист металла кладется сверху топочной камеры. В свою очередь, поверх плиты или листа кладется слой кирпичей или выкладывается свод камеры.

Шаг 6. Теперь принимаемся за дымоход. Обычно он располагается в верхней или боковой части котла относительно топочной камеры. Сам дымоход выполняется или из железной трубы, или из кирпича (формируется проход). Если вы хотите использовать трубу, то см. шаг 4 – именно для нее вы оставили отверстие.

Шаг 7. Очередь дымовой заслонки: она устанавливается в теле дымохода.

Шаг 8. Теперь дайте раствору схватиться и полностью высохнуть. Только после этого произведите подключение всех труб котла.

Горизонтальный твердотопливный котел из бочки

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Схема горизонтального котла на твердом топливе

Другим альтернативным кирпичному котлу вариантом является стальной котел.

Воду он нагревает за счет «водяной» рубашки: одна труба располагается в другой трубе и омывается теплоносителем.

Главный плюс горизонтального котла – длительный процесс горения. Из-за горизонтальной конструкции можно загружать большое количество топлива, которое будет медленно гореть, выделяя тепловую энергию. Это позволит не так часто наведываться в котельную для дополнительной подзаправки. Согласитесь это очень удобно.

Итак, поэтапно изготавливаем котел из железной бочки.

  • Подберите отрезок стальной трубы таким образом, чтобы ее диаметр отрезка был на 16-24 см меньше диаметр вашей бочки (по бокам между котлами должно остаться 8-12 см). Длина отрезка должна равняться длине основного корпуса.
  • Располагаем нижнюю часть камеры сгорания, зольник и решетку колосника внутри подобранного отрезка трубы. Решетку можно сварить из плотных стальных пластин. Нижнюю часть топки лучше проложить огнеупорным кирпичом.
  • Теперь закупориваем большую емкость, приваривая с обоих концов круги из стали. Далее привариваем ножки, на которых котел будет стоять.
  • В переднем торце в области внутренней трубы УШМ вырезаем будущие дверцы топки и зольника.
  • В заднем торце, то есть с противоположной стороны, вырезается отверстие под дымоход и сваркой фиксируется фланец для его последующего монтажа.
  • В нижней части большой бочки нужно проделать проход для трубы, подающей холодную жидкость в теплообменник. Аналогично в задней части – для отводящей трубы.
  • Чтобы уменьшить теплопотери, обвяжите корпус будущего оборудования теплоизоляционным материалом.
  • Подключите получившуюся конструкцию и проверьте ее на наличие протечек, а потом проведите пробный запуск.

Вертикальныйтвердотопливный котел из бочки

Твердотопливные котлы своими рукамиТвердотопливные котлы своими руками Вертикальный твердотопливный котел

Теперь рассмотрим по порядку процесс создания вертикального устройства.

  • В центральную часть железной бочки вваривается железная заслонка из листового металла 3-5 мм. Она будет отделять верхнюю часть, где нагревается жидкость, и нижнюю, где сгорает топливо.

Не забудьте перед этим в заслонке проделать отверстие: к нему подсоединяется внутренняя труба (сваркой). Она идет насквозь от топочной камеры к верхней части устройства.

  • В верхней части приварите круглый лист с заранее вырезанной прорезью для монтажа внутреннего дымохода и фланца для установки наружного дымохода.
  • Приварите ножки для последующего устойчивого расположения котла.
  • Прорежьте отверстие для монтажа входной трубы в нижней части бочки и приварите ее. На колпаке самой бочки проделайте аналогичные операции по монтажу отводного патрубка. Проверьте полученную конструкцию на герметичность.
  • В низу бочки подготовьте отверстия для будущих дверок зольника и топки.
  • Разместите топочную камеру, зольник и колосниковую решетку в нижней части бочки. Если решетки нет, то можете воспользоваться огнестойким кирпичом.
  • Не забудьте про теплоизоляцию, которой нужно обмотать корпус котла.
  • Подсоедините котел к системе отопления и водоснабжения и проведите пробны запуск.

Как повысить КПД работы самодельного твердотопливного котла

Конечно, что и говорить – самодельное устройство не сможет сравниться с заводской моделью. Последняя разработана и рассчитана на экономичное потребление топлива, удобную эксплуатацию и обслуживание. Ну и, конечно же, высокий КПД. Сами понимаете, в домашних условиях вы не сможете воссоздать полностью аналогичное устройство. Однако и в наших силах немного повысить качество нагрева воды твердотопливным котлом, изготовленным своими руками. И вот несколько полезных советов:

  • Сделайте трубу отвода газов длиннее. В идеале, если дистанция между топочной камерой и высшей точкой дымохода составляла 7 метров и больше. Это возможно, если смонтировать устройство в подвале.
  • Монтаж запасного теплового щитка. В его конструкции должна быть предусмотрена дополнительная труба извилистой формы для отвода газов горения. Располагаться этот щиток должен непосредственно над котлом.
  • Установка резервного бака с водой. Он будет нагреваться от тепла продуктов сгорания. Так у вас будет запас воды, которую можно будет использовать на любые свои нужды.
  • Установка циркуляционного насоса. Это проверенный метод, который повышает эффективность системы на 20% минимум.

Изготовление твердотопливного котла: видео

Более подробно весь процесс создания твердотопливного котла своими руками вы можете увидеть в следующем сюжете:

Заключение

Помните о том, что к работе над этим проектом стоит приступать, если у вас есть навыка мастера сварки. В противном случае все работы по сварке нужно будет заказывать на стороне у специалиста или не стоит браться за проект вовсе. Однако если вы уверены в своих силах, то самодельный агрегат позволит вам отопить свой дом и сэкономить приличную сумму денег на покупке заводской модели.

Свежие записи

Надёжный и экономичный твердотопливный котёл своими руками

Твердотопливные котлы своими руками Самодельный котёл на твердом топливе

Для организации бытовой системы отопления твердотопливные котлы являются наиболее экономичным вариантом. Но, несмотря на всё богатство выбора доступного на рынке оборудования и довольно широкий ценовой и функциональный диапазон, далеко не каждому потребителю под силу купить агрегат, оптимально удовлетворяющий его нужды. С другой стороны, котёл, работающий на твёрдом топливе, вполне реально изготовить своими руками. И сохранить при этом значительные средства, которые пришлось бы заплатить за заводское оборудование. Всё, что нужно для этого – знания устройства и принципа работы этой категории отопительных установок, а также навыки работы с различным инструментом и материалами, в частности, металлом.

Выбираем тип твердотопливного котла

Как понять, какой котёл будет оптимальным для обслуживания конкретной системы отопления? Очевидно, следует определиться с видом топлива, требуемой мощностью агрегата и особенностями его конструкции, процесса монтажа и последующей эксплуатации, а также с особенностями подключаемой системы отопления.

Твердотопливные котлы своими руками Самодельный котёл на твёрдом топливе

Среди материалов, которые можно использовать в качестве твёрдого топлива, наиболее широкое распространение получили:

  • уголь;
  • торфяные брикеты;
  • пеллеты;
  • дрова;
  • опилки и другие горючие отходы производства.

Виды твёрдого топлива для котлов отопления на фото

Твердотопливные котлы своими руками Торфяные брикеты Твердотопливные котлы своими руками Дрова для твердотопливного котла Твердотопливные котлы своими руками Древесный уголь для твердотопливных отопительных котлов Твердотопливные котлы своими руками Топливные гранулы для отопительных котлов Твердотопливные котлы своими руками Древесные топливные брикеты для котлов на твёрдом топливе Твердотопливные котлы своими руками Евродрова (топливные брикеты для пикника) Твердотопливные котлы своими руками Брикеты из переработанного мусора Твердотопливные котлы своими руками Древесные опилки для котлов отопления

С целью повышения рентабельности и эффективности системы отопления можно изготовить универсальный агрегат, который сможет работать с различными видами топлива.

Выбор типа и конструктивного исполнения отопительного котла напрямую зависит от того, каким топливом вы собираетесь пользоваться, требуемой производительности системы отопления, а также места, где он будет установлен. Для самостоятельного изготовления подходят следующие модификации твердотопливных отопительных агрегатов:

Оснащаются стальным или чугунным теплообменником, могут использоваться и для отопления, и для целей горячего водоснабжения. КПД таких котлов составляет около 85%.

Твердотопливные котлы своими руками Классический котёл на твёрдом топливе

  1. Пиролизные

Обеспечивают раздельное сгорание топлива и выделяемых при этом летучих газов, благодаря чему существенно повышается эффективность и, следовательно, экономичность отопительной системы.

Твердотопливные котлы своими руками Схема пиролизного котла на твердом топливе

  1. Пеллетные

Эффективность этой разновидности котлов отопления достигает 90%. Главным их достоинством является высокая степень автоматизации рабочих процессов, а недостатком – сложность конструкции.

Твердотопливные котлы своими руками Принцип работы пеллетного котла

  1. Длительного горения

Способны непрерывно работать на протяжении всего отопительного сезона, требуя загрузки топлива 1 раз в несколько суток, что выгодно отличает их от классических твердотопливных котлов.

Твердотопливные котлы своими руками Компоновка твердотопливного котла длительного горения

Основы проектирования

Для того чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и удобный в эксплуатации – твердотопливный котёл, необходимо понимать физику процесса его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип действия отопительного котла на твёрдом топливе:

  • топливо загружается в камеру сгорания;
  • нагретые в процессе сгорания топлива воздух и другие газы поднимаются вверх и отводятся через дымоход;
  • по пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в с вою очередь нагревает тепловой агент (в большинстве бытовых систем отопления – воду);
  • нагретый тепловой агент вытесняет холодный, проходя всю систему отопления и возвращаясь после остывания назад в теплообменник.

Всё дело в свойстве любой нагреваемой среды подниматься выше холодной — это один из основополагающих законов термодинамики.

Твердотопливные котлы своими руками Принцип работы водяной отопительной системы

Для реализации этого принципа помимо корпуса, выполненного из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали, в конструкцию твердотопливного котла включаются следующие элементы:

Её объем определяется сложной формулой, которую, впрочем, довольно легко отыскать в интернете, равно как и готовое решение – объем камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальной площади отопления.

Твердотопливные котлы своими руками Расположение топки твердотопливного котла

На практике размеры топки зависят не только от параметров котла и свойств топлива, а также особенностей самой отопительной системы – схематической, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребностей в горячем водоснабжении и пр.

Этот узел является продолжением камеры сгорания и выполняет функцию выходного коллектора для вывода продуктов горения.

Твердотопливные котлы своими руками Система отвода нагретых газов

  1. Внутренняя система подачи и отвода теплоносителя

Речь идёт о теплообменнике (теплообменном регистре), а также его основных патрубках – входном и выходном, который служит для приёма остывшего теплового агента, его нагрева и отвода в систему отопления.

Твердотопливные котлы своими руками Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла

Важные моменты

На эффективность работы отопительного котла на твёрдом топливе всегда влияют два фактора:

  1. Конструктивные особенности теплообменника

Чем большей будет площадь теплового контакта, тем больше энергии за единицу времени будет передано от сгорающего топлива тепловому агенту – воде.

Варианты исполнения самодельного теплообменника на фото

Твердотопливные котлы своими руками Горизонтальный теплообменник из профильных труб Твердотопливные котлы своими руками Горизонтальный теплообменник из листовой стали и профильной трубы Твердотопливные котлы своими руками Самодельный горизонтальный теплообменник Твердотопливные котлы своими руками Стальной вертикальный теплообменник для котла своими руками

Если топливо сгорает неэффективно – теряет пиролизный газ или не успевает нагреть теплоноситель до необходимой температуры, на лицо недоработки в конструкции. Поэтому к расчёту и процессу изготовления последней следует отнестись с максимальной ответственностью – после сборки изменить её будет невозможно.

Твердотопливные котлы своими руками Самодельный дровяной котёл: дверца топки

Конструкция котла должна быть надёжной и безопасной и ответственность за это несёт не что иное, как корпус. Он выполняется из толстой (не менее 5 мм) стали, желательно жаростойкой. Впрочем, последняя стоит заметно дороже обычной, поэтому следует запомнить, что чем толще металл, тем медленнее он будет нагреваться. А значит, для того, чтобы котёл средней мощности не обжигал руки и не делал из помещения котельной сауну, корпус котла должен иметь около 8 мм в толщину.

Твердотопливные котлы своими руками Твердотопливный котёл-печь со встроенным теплообменником

Исключение составляют конструкции с верхней крышкой из чугуна, которая выполняет функцию печи. Толщина и размеры чугунного листа будет зависеть от конструктивных параметров корпуса и рабочих характеристик котла (но не менее 8 мм).

Для организации внутренней трубопроводной системы котла необходимо использовать трубы толщиной стенок 3-4 мм и диаметром 50 мм. Для обеспечения тока теплоносителя следует предусмотреть сужение (от 50 до 25 мм) трубопроводов в направлении от горячего к холодному, к примеру от котла к радиаторам) и расширять их на обратном пути теплоносителя.

Пространственная схема и компоновка твердотопливного теплогенератора

Размеры твердотопливного котла зависят от габаритов и ориентации в пространстве камеры сгорания. Более широкое распространение получили вертикальные конструкции, поскольку такое расположение позволяет сэкономить место в котельной.

Традиционная схема вертикального твердотопливного котла:

  • в нижней части размещается зольник с поддувалом;
  • над зольником устанавливается чугунная колосниковая решётка;
  • решётка встраивается в дно топки, которая должна быть оснащена надёжной дверкой;
  • в над зоной топки в плоскости наибольшего теплового контакта располагается рабочая часть теплообменника. Твердотопливные котлы своими руками Принципиальная схема вертикального котла на твёрдом топливе

Для настройки и контроля за работой агрегата в процессе эксплуатации вам понадобится специальное оборудование. К таковому можно отнести датчики температуры воды на входе и выходе из теплообменника и узлов системы отопления, датчики загрузки камеры сгорания, давления в ней и на отдельных участках котла и т.д.

Принцип естественной циркуляции теплоносителя реализовать его успешно удаётся далеко не всегда. Поэтому часто отопительный котёл оснащается дополнительным водяным насосом, который принудительно подаёт теплоноситель на теплообменник и/или в систему отопления.

Насос — энергозависимый агрегат, а значит, важно предусмотреть возможность подачи теплоносителя в обход на случай отключения электроэнергии. Во-первых, для того, чтобы отопление функционировало, а во-вторых, чтобы котёл или коммуникации не разорвало паром или не повредило температурой.

Если в конструкцию твердотопливного котла включается насос, необходимо предусмотреть возможность регулировки его рабочих параметров, а также аварийного отключения. Твердотопливный котёл в случае поломки узлов и коммуникаций отопительной системы остановить невозможно. Поэтому необходима система отвода излишнего тепла – амортизационный бак с компенсационным клапаном или другое, уместное в вашем случае решение.

Твердотопливные котлы своими руками Обвязка твердотопливного котла

Что нужно для работы?

В первую очередь мастерская, то есть место, где вы будете заниматься изготовлением основных узлов и сборкой агрегата. Кроме того, вам понадобится довольно обширный список инструментов, в который можно смело включать:

  • сварочная маска, краги и спецодежда;
  • бытовой инверторный сварочный аппарат и электроды;
  • дисковая пила с набором дисков для резки металла;
  • электродрель с набором свёрл по металлу;
  • рулетка, угольники, строительный уровень.

Для сборки котла на твердом топливе понадобятся следующие материалы:

  • листы стали толщиной от 5 мм;
  • металлические уголки;
  • чугунная колосниковая решётка;
  • стальные водопроводные трубы различного диаметра;
  • дверцы для зольной и топочной камеры;
  • дроссельные заслонки печного типа.

Перед тем, как приступать к изготовлению элементов и узлов котла, необходимо выполнить конструктивные расчёты, определиться с принципиальной схемой и нарисовать чертёж котла, не забыв указать все его конструктивные составляющие и их главные параметры.

Твердотопливные котлы своими руками Дымоотвод твердотопливного котла: внутри и снаружи здания

И самое главное: соблюдайте технику безопасности как в процессе работы, так и по отношению к качеству исполнения твердотопливного котла. Малейшая оплошность с вашей стороны может стать причиной серьёзных проблем, в т.ч. повышенного риска возникновения пожара.

Изготовление твердотопливного котла длительного горения своими руками на видео

Делаем твердотопливный котел своими руками

Из всей отопительной техники, которую можно использовать в быту, наиболее доступными и понятными являются твердотопливные котлы. Благодаря принципу работы, простоты конструкции и доступности топливного ресурса, нагревательные приборы этого типа получили широкое распространение. Сегодня для многих жителей частного сектора подобная техника стала своеобразной «палочкой-выручалочкой». Постоянно растущая цена бытового газа, сложности с получением разрешений на установку газового автономного отопления, вынуждают население ориентироваться на твердотопливный котел.

Твердотопливные котлы своими руками

На сегодняшний день существует два варианта решить проблему автономного отопления на твердом топливе: купить готовое заводское изделие или сделать твердотопливный котел своими руками. Оба варианта можно считать вполне удачными и целесообразными. Если у вас есть достаточно средств, можно купить современный и высокотехнологичный отопительный аппарат. При желании и наличия определенной технической подготовки сделать твердотопливный котел не составит большого труда. Благо, сегодня имеется масса литературы на эту тему, а в интернете всегда есть схемы устройства подобного оборудования.

Концепция твердотопливного котла

Самодельный автономный котел, работающий на твердом топливе – это другими словами, обычная печь, установленная в бочке с водой. Основная задача такого устройства нагреть за счет сгорания дров или угля котельную воду, которая будет уже расходиться по радиаторам домашнего отопления.

Простейшая конструкция, которую можно сделать самостоятельно, будет крайне неэффективной в плане обогрева, и нерентабельной в плане расхода топлива. Элементарные конструкции котлов имеют КПД всего 10-15%.

Твердотопливные котлы своими руками

Важно! Работа любого отопительного прибора зависит от приточно-вытяжной вентиляции. Даже качественно сделанный котел не сможет обеспечить эффективный обогрев помещения, если нет в наличии вентиляции, оборудованной соответствующим образом.

Самодельные котлы делают не только из металла, но так, же использует для этой цели строительные материалы. Нагревательные агрегаты из кирпича обычно ставят в загородных домах, где вместе с обогревом жилых помещений не меньшее значение имеет эстетика внешнего вида. Котлы из металла являются наиболее простыми устройствами, сделать которые можно из подручных средств, используя определенный набор инструментов. Главное перед началом работы, определиться с концепцией нагревательного прибора, четко сформулировать цели и задачи, которые будут поставлены перед оборудованием.

Определяем вид и тип нагревательного котла

Основное различие между печью и твердотопливным котлом заключается в процессе горении. Нагревательный прибор должен не только сжигать дрова или уголь, давая максимальный выход тепловой энергии, но выполнять работу по нагреву теплоносителя в течение продолжительного времени. Соответственно для данной отопительной техники выдвигаются и иные требования. Просто установить в печь водогрейный контур мало, должный эффект, не получится. Необходимы технические условия для того, что бы горения топлива осуществлялось непрерывно, а воды в теплообменнике равномерно циркулировала по всей системе отопления.

Твердотопливные котлы своими руками

Какой тип котла выбрать, что бы было возможно его изготовить своими руками, с какими сложностями придется столкнуться в процессе работы? На эти вопросы можно получить ответ еще на стадии проектирования. Чертежи самодельных твердотопливных котлов дают вполне конкретное представление о том, как должна выглядеть конструкция и на что следует обратить внимание во время работы.

Твердотопливные котлы своими руками

Каждый вид котельного оборудования, работающего на твердом топливе, имеет свои особенности, тонкости и нюансы конструкции. Делая самостоятельно отопительный агрегат, можно сделать выбор в пользу нижнего способа горения или отдать предпочтение верхнему горению. Агрегаты с нижним горением бывают двух типов:

  • традиционный, классический тип с одной камерой сгорания;
  • шахтного типа, когда горение осуществляется в другой камере сгорания.

Оба типа вполне подходят для того случая, когда у вас появилось желание создать нагревательный прибор собственноручно.

Твердотопливные котлы своими руками

Важно! Чем сложнее выглядит конструкция оборудования, тем выше технологические требования к качеству исполнения. Сложные агрегаты имеют четко рассчитанные параметры, соблюдать которые необходимо в процессе изготовления отдельных элементов конструкции. Ответственно выглядит и сборка такого прибора. Нарушение технологических и конструктивных параметров может привести к негативному результату.

По способу горения котлы на твердом топливе могут иметь обычный режим горения или работать за счет пиролиза. Отдавая предпочтение второму варианту, придется учитывать необходимость установки второй камерой сгорания, где будет протекать основной рабочий процесс. Размеры такого котла будут большими, чем аппараты традиционного типа, соответственно потребуется большее количество материала.

Тип отопительной техники во много определяется видом твердого топлива, которым будет снабжаться нагревательный прибор. Если у вас под рукой в большом количестве дрова, лучше будет если ваш сделанный котел будет рассчитан на топку дровами. В случае с каменным углем подойдет другая модель. Длительность горения, качество топлива определяют тип твердотопливного котла, его мощность и эффективность .

На заметку: температура горения угля значительно выше, чем у дров, поэтому колосники, теплообменник и корпус котла изготавливаются из стали большой толщины. Выходом из подобной ситуации может стать создание корпуса и топочной камеры котла из кирпича.

Кирпичный твердотопливный котел станет оптимальным решением в том случае, если у вас нет возможности создать внешний корпус котла из толстой, жаропрочной стали. Футеровка огнеупорным кирпичом позволит создать просторную, удобную и устойчивую к высоким температурам камеру сгорания.

Твердотопливные котлы своими руками

Учитывая все предстоящие технические сложности при изготовлении отопительного агрегата, специалисты теплотехники рекомендуют остановиться на создании самого простого нагревательного прибора. Твердотопливный котел в его классическом виде, вполне способен обеспечить ваш дом теплом в холодное время года.

Основные технологические требования к самодельной конструкции

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, через которую выходят наружу продукты горения;
  • регулятор тяги .

Основные требования, которые придется учитывать сразу, при проектировании котла, размер топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной и вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью, без дополнительной конвекции. Кирпичные котлы в этом плане выглядят предпочтительнее, так как кирпич отличается меньшей теплопроводностью. Температура горения в кирпичной топке будет значительно выше, чем в металлическом агрегате.

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

Твердотопливные котлы своими руками

Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От того, как сделан теплообменник, какова его конструкция и из какого материала он изготовлен, зависит КПД котельного оборудования. В большинстве случаев материал, из которого изготовлен теплообменник, оказывает влияние на название котла. Это может быть чугун или сталь. В основном на бытовом уровне для нагрева теплоносителя используются водяные рубашки, теплообменники трубчатого типа, горизонтального или вертикального расположения.

Чугунные теплообменники рассматривать не будет, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Можно использовать чугунные теплообменники, снятые со старых агрегатов, вышедших из строя ввиду окончания срока эксплуатации. Обычно к такой замене прибегают в том случае, если вас интересует модернизация твердотопливного котла.

Стальной теплообменник изготовить проще. Для этого можно использовать стальные толстостенные трубы, изготовленные из жаропрочной стали. Главное рассчитать его теплоемкость и соответственно придать правильную форму. Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.

Твердотопливные котлы своими руками

Изготовление котла на твердом топливе. Этапы работы. Тонкости и нюансы

Самый экономичный самодельный твердотопливный котел сделать вам не удастся, однако создать вполне пригодный для обогрева и горячего водоснабжения отопительный аппарат можно. Дело в том, что промышленные изделия выполнены из специально подобранных конструктивных материалов, на высокоточном промышленном оборудовании. Все элементы конструкции имеют четкие технологические параметры, включая места сопряжения и присоединения. В основе каждой заводской модели лежат точные тепловые расчеты. Домашние условия значительно ограничивают технологический цикл, поэтому надо исходить из минимальных возможностей и учитывать собственные способности.

Для лучшего представления, с чем вам придется столкнуться, посмотрите видео

Инструментарий и материалы

Когда перед вами лежит чертеж нагревательного агрегата, вы знаете, как должна работать ваша автономная система отопления, следует заняться подбором инструментов для работы и заготовкой материала. Независимо от того, хотите вы сделать большой котел или сделать маленький отопительный прибор для дачи на твердом топливе своими руками, в любом случае потребуется все ваше умение, сноровка и определенный багаж знаний.

Твердотопливные котлы своими руками

Для работы вам потребуются:

Из оснастки потребуется:

  • сверла по металлу;
  • плоскогубцы, щипцы, угольник и строительно-монтажный уровень.

Что касается материала, то основной акцент надо делать на выбор стали. Для изготовления котла потребуется сталь толщиной не менее 5 мм. Для колосников лучше взять сталь толщиной до 7 мм.

В качестве вспомогательных элементов используются стальные уголки, лист нержавеющей стали для изготовления накопительной емкости. На изготовление змеевика потребуются стальные толстостенные трубы.

Этап первый. Изготовление корпуса и теплообменника

Корпус котла является основой для всей конструкции. Он же часто становится и топочной камерой. Для противодействия обычной стали высокой температуре, топку изготавливают с двумя стенками. Пространство между двумя стальными листами потом заполняется просеянным песком, который играет роль изолятора тепла. Для получения необходимой жесткости стальные листы обшиваются стальными трубами или другим профилем. Уголки используются в качестве каркаса, на который уже навешивается основная конструкция.

Твердотопливные котлы своими руками

На передней стенке делается два прямоугольных отверстия, одно для дверцы бункера, другое, чуть ниже уже для подзольника.

Совет! Перед резкой листовой стали необходимо произвести разметку отверстий. Далее сделать сверлом отверстия по углам контура. Такая мера позволит вам вырезать отверстие с большой точностью.

После того, как вы закончили разрезку листовой стали для комплектации корпуса, можно приступать к созданию теплообменника. Используем нарезанные водопроводные трубы, которые путем сварки соединяются в единый контур. Главная задача создать проточный контур с максимально большей поверхностью. В таком случае ваш котел будет обладать большей эффективностью. Как сделать теплообменник, правильно расположить трубы и приварить, рассказывает предлагаемое вашему вниманию видео.

После того, как вы отдельно изготовили основные элементы конструкции, начинайте сборку. Ввиду того, что агрегат является металлоемким изделием, сборку необходимо проводить в месте установки отопительного прибора. На подготовленный фундамент устанавливается каркас, на который посредством винтовых соединений устанавливаются детали корпуса. После сборки все существующие швы между листами тщательно провариваются. Конструкция снаружи усиливается ребрами жесткости.

На заметку: После сборки корпуса, в закрытый котел нагнетается воздушным компрессором воздух. В местах утечки воздуха на стыках сварочные швы необходимо усилить.

Внутрь готового корпуса устанавливаются колосники (стальная решетка) и теплообменник. Во время монтажа теплообменника важно учитывать угол наклона, в противном случае будет нарушена естественная циркуляция теплоносителя в контуре.

Твердотопливные котлы своими руками

Изготовленный отопительный прибор подключается по той же схеме, которая аналогична для всех автономных систем. Изготовление бака теплоаккумулятора лучше доверить специалистам, которые имеют опыт работы с нержавеющей сталью и владеют технологией изготовления закрытых емкостей.

Заключение

После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми рабочими элементами, котел готов к применению. Не стоит забывать о регуляторе тяги, без которого ваше детище не сможет нормально работать. Если вы следовали всем рекомендациям и не пренебрегали советами специалистов, ваш агрегат должен работать нормально. Нередки случаи, когда изготовление твердотопливного котла своими руками дает положительный результат и достигает нужного эффекта. Такие изделия могут работать долго и отличаются надежностью.

Твердотопливные котлы своими руками

Источники: http://bulkaet.ru/tverdotoplivnyj-kotel-svoimi-rukami-vidy-sxemy-chertezhi.html, http://www.remont-express.ru/zagorodniy-dom/nadyozhnyiy-i-ekonomichnyiy-tverdotoplivnyiy-kotyol-svoimi-rukami.html, http://znatoktepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/delaem-tverdotoplivnyj-kotel-svoimi-rukami.html

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here