Твердотопливные котлы верхнего горения

 

Отопительный твердотопливный котел длительного горения — лучший для экономии

На рынке бытовые твердотопливные котлы длительного горения появились сравнительно недавно и на сегодняшний день еще не получили широкого распространения. Но это лишь дело времени, поскольку они являются одним из лучших способов обогрева дома. Как выглядят котлы длительного горения, можно посмотреть на фото.

 

Классические твердотопливные котлы работают следующим образом:

• в специальной камере горит топливо – уголь, дрова, пеллеты, солома и пр.;
• образовавшаяся в результате сгорания топлива тепловая энергия поступает в теплообменник;
• в свою очередь, теплообменник передает тепло воде (или другой жидкости, выступающей в роль теплоносителя).

Принцип работы таких отопительных устройств крайне прост, но они весьма неудобны в эксплуатации. Любое топливо сгорает всего за 2-8 часов, а после этого необходимо добавлять новую порцию, предварительно удалив из топки золу. Промышленные котельные решали эту проблему просто – замена топлива выполнялась вручную. Позже появились котлы, в которые уголь поступал по мере сгорания из огромного бункера (прочитайте: «Современные угольные котлы длительного горения для отопления «).

Автоматические твердотопливные котлы длительного горения могли работать без вмешательства человека даже неделями, но они обладали серьезными недостатками – прежде всего, высокой ценой и большими размерами. По этой причине они не лучшим образом подходили владельцам небольших домов (прочитайте: «Какие самые лучшие котлы для отопления дома, сравнение видов «).
Немного позже появились котлы, способные не только работать на одной порции топлива длительное время, но и не занимающие большую площадь. В настоящее время для отопления дома используется два типа оборудования, имеющие разные принципы работы.

 

Пиролизные котлы (газогенераторы)

Пиролиз – это процесс горения, происходящий при ограниченном количестве кислорода. В результате этого образуется зола (твердый остаток) и пиролизный газ (смесь летучих углеводородов и углекислоты).

Процесс выделения тепла в газогенераторных котлах происходит в два этапа. Сначала в одном из двух отсеков, при практически полном отсутствии кислорода, медленно тлеет твердое топливо. Поступление воздуха ограничивается просто, с помощью механической заслонки. При необходимости можно ускорить процесс, увеличив количество поступающего кислорода.

Во второй камере сгорают продукты, образовавшиеся в результате тления топлива. Данный процесс легко регулируется. С помощью термостата можно вырабатывать такое количество тепла, которое необходимо в данное время.
Устройство твердотопливного котла длительного горения таково, что камера, в которой сжигается пиролизный газ, находится под колосником. Таким образом, горение направлено сверху вниз, а это означает, что для обеспечения движения продуктов сгорания необходима принудительная тяга.

Газогенераторы обладают массой преимуществ:

• топливо сгорает полностью, в результате образуется мелкая зола, которая может служить хорошим удобрением;
• одной порции топлива хватает надолго (некоторые модели котлов способны гореть на одной закладке сутки и даже более), поэтому отопление получается экономичным;
• отсутствие необходимости часто чистить зольник;
• автоматическая регулировка температуры теплоносителя;
• можно использовать даже крупные дрова, которые в обычных котлах зачастую сгорают не полностью.

Но есть у них и недостатки:

• стоимость газогенераторных котлов выше, чем классических моделей;
• необходимость подключения к электросети (для обеспечения принудительного наддува и работы термостата). Прочитайте: «Подключаем тт котел длительного горения своими руками «;
• использовать можно только сухое топливо, а некоторые модели (самые дешевые) способны работать только на дровах;
• при малой нагрузке горение становится нестабильным и сопровождается значительным загрязнением дымохода.

 

Котлы верхнего горения

Котлы твердотопливные отопительные длительного горения способны работать на одной загрузке топлива больше суток, сохраняя одинаковую эффективность.

Это возможно благодаря следующим факторам:

• колосник и зольник отсутствуют (внизу находится глухой поддон, так как горение нижней части топлива недопустимо);
• цилиндрическая форма топки способствует использованию верхней части топлива;
• распределитель воздуха подвижен, во время закладки топлива он поднимается, а во время горения опирается на сырье, опускаясь по мере его расходования;
• в той области, куда поступает воздух, происходит только частичное окисление углеводородов. Продукты горения с частицами золы переносятся в верхнюю часть топки (между ней и областью первичного горения находится металлический диск). Затем к пиролизному газу присоединяется воздух, в результате чего он дожигается и отдает тепло теплообменнику;
• в начале камеры, где сжигается газ, находится автоматический регулятор тяги – устройство, благодаря которому по тепловому расширению корпуса определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений;
• теплообменником является весь корпус котла, а вода циркулирует сверху вниз.

Во время работа котла в него можно добавлять небольшие количества топлива, например, бытовые отходы. Главная трудность, с которой предстоит столкнуться – сделать так, чтобы зола не препятствовала горению топлива и уносилась воздушным потоком.

 

Такие котлы имеют множество преимуществ:

• длительный период работы на одной закладке топлива – время зависит лишь от размера топливника;
• сохраняются все достоинства пиролизных котлов, в том числе и КПД, таким образом, устройства верхнего горения можно считать усовершенствованными вариантами газогенераторов;
• долговечность и отсутствие сложных механизмов;
• универсальные котлы способны использовать в качестве топлива не только древесину и продукты ее переработки, но и уголь (прочитайте: «Котел отопительный универсальный многотопливный для дома «).

Тем не менее, даже самые лучшие твердотопливные котлы длительного горения имеют недостатки. Это:

• немалая цена;
• недолговечность опорной балки и диска, служащего препятствием между зонами горения твердого топлива и газа;
• недостаточная эффективность наддува, из-за чего может скапливаться большое количество золы, снижающей теплоотдачу котла;
• не рекомендуется использовать крупное топливо, в том числе не колотые дрова – в этом случае невозможно обеспечивать горение только верхней части закладки котла длительного горения на дровах ;
• нельзя помещать в топку влажное сырье;
• при неполной загрузке трудно разжечь топливо;
• чувствительность к температуре теплообменника (даже незначительное увеличение скорости циркуляции приводит к образованию конденсата и коррозии). Чугунные твердотопливные котлы длительного горения долговечнее, так как менее подвержены коррозии.

 

Виды твердотопливных котлов длительного горения

Все устройства подобного типа встречаются только в напольном варианте, так как для монтажа на стену их масса слишком велика. Прежде чем сделать выбор твердотопливного котла длительного горения, будет не лишним ознакомиться с самыми известными производителями.

Отопительное оборудование может иметь разную мощность. Данный показатель следует выбирать в зависимости от назначения котла (детальнее: «Как и какой твердотопливный котел выбрать: выбор и сравнение «).
Устройства Stropuva (производятся на территории Литвы и Украины) имеют мощность от 7 кВт. Котлы небольшой мощности подходят для частных домов малой площади. Украинские Бураны могут иметь мощность до 40 кВт. Среди котлов российского производства встречаются модели, обладающие мощностью в 95 кВт – они предназначены для отопления больших домов.

Котлы Логика (страна-производитель – Польша) достигают 200 кВт. Они подходят для домов площадью около 2000 «квадратов». Обычно их используют для обогрева теплиц, складов и других крупных объектов. Под названием Логика продаются и немецкие котлы Будерус. Они производятся в Польше для немцев и в дальнейшем реализуются под чужой маркой.

Выбирая лучший твердотопливный котел длительного горения, нужно обратить внимание и на материал, из которого изготовлен теплообменник и корпус – это может быть чугун или сталь. Изделия из чугуна более долговечные – на них дается около 5 лет гарантии.

 

В то же время, стальные агрегаты имеют меньшую массу по сравнению с чугунными приборами. Стальные котлы при большой мощности (а соответственно, и размерах) имеют вес в два раза меньше, чем чугунные.

Нужно учитывать, что качество стали весьма отличается. Лучшие изделия делают из специальной жаростойкой стали. Также нередко в качестве защиты топливника применяется шамотный кирпич. Среди отечественных моделей таким требованиям отвечают котлы Прометей (производитель – новосибирский завод «Сибэнерго»).
Агрегат может служить не только для обогрева дома, но и для подогрева воды для бытовых нужд. Что касается теплообменника, то он может быть либо проточным, либо иметь накопительную емкость. Отопительные котлы с проточным водяным контуром должны иметь большую мощность.

При желании, сделать прибор длительного горения можно и самостоятельно, но для этого потребуется сварочный аппарат. Основой конструкции может служить стальная бочка, но лучше использовать отрезок магистральной трубы – она имеет стенки большей толщины, и изделие получится долговечным. В нижней части котла следует сделать дверцу для удаления золы, несмотря на то, что конструкции промышленного производства обычно ее не имеют.

Монтаж котлов длительного горения

Экономичные твердотопливные котлы длительного горения можно устанавливать самостоятельно, в отличие от газовых агрегатов. Необходимо учитывать, что стенки конструкции ощутимо нагреваются даже у самых лучших моделей, поэтому прибор нужно устанавливать на расстоянии минимум 50 сантиметров от стены.

Если же стены сделаны из горючего материала, то их дополнительно защищают кирпичной кладкой или обшивают оцинкованными листами с асбестовой прокладкой. Между перекрытием (деревянной стеной) и дымоходом оставляют свободное пространство не менее 25 сантиметров. Его заполняют базальтовой ватой и снова зашивают оцинковкой с асбестовой прокладкой.
Посмотрите видео о твердотопливных котлах длительного горения:

Даже маломощные стальные агрегаты обладают значительной массой (более 100 килограммов), при закладке топлива их вес увеличивается еще примерно на 50%. Поэтому под котел длительного горения требуется фундамент, на деревянное перекрытие его устанавливать нельзя. Обычно он представляет собой полуметровый слой армированного бетона с бутом или щебнем. Именно создание фундамента и является самым длительным этапом монтажа котла длительного горения.

Оставляйте отзывы:

Как сделать котел длительного горения на дровах и угле своими руками

Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь заботят 3 параметра — тепловая мощность агрегата, его цена и длительность горения с 1 загрузки. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Существует способ вдвое сократить затраты – сделать котел длительного горения своими руками либо поручить работу мастерам – умельцам, имеющим хорошую репутацию. Здесь же вы сможете подобрать конструкцию и чертежи, а также изучить порядок изготовления самодельного отопителя.

Как увеличивается длительность горения твердого топлива

Мечта многих домовладельцев – поставить котел на твердом топливе, к которому не придется бегать с дровами каждые 4—6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительной техники применяют приставку «продолжительность горения» ко всем подряд теплогенераторам, в том числе и пеллетным, работающим самостоятельно до 7 суток.

Разновидности классических котлов с увеличенной топливной камерой

Продолжительность процесса горения принято обосновывать использованием режима тления при ограниченной подаче воздуха. Но сжигать дрова и уголь подобным способом – неэффективно, и вот почему:

1. Дровяные и угольные котлы достигают своего КПД 70—75% во время максимального горения. При тлении эффективность агрегата снижается до 40—50% (как у обычной буржуйки).
2. Тлеющие дрова выделяют мало тепловой энергии. Кому нужен «долгоиграющий» теплогенератор, не обогревающий дом в полной мере?
3. Свежесрубленное дерево определенных пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо невозможно нормально сжечь в режиме тления.

Заводской котел с увеличенным топливником, где дрова горят сверху вниз

В действительности, твердотопливные котлы длительного горения – это те, что имеют увеличенную топливную камеру, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше в топке дров, тем дольше они горят и выделяют тепло.

Бытовые котлы, способные работать с одной закладки 8—12 часов на дровах и до 24 часов на угле, бывают таких видов:

• классические, с принудительной подачей воздуха;
• действующие по принципу верхнего горения (типа прибалтийской «Стропувы»).

Эти конструкции ТТ-котлов вполне реально изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструментария и практики в сварочном деле. Еще на просторах интернета можно встретить чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие отопители довольно громоздкие и непростые в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.

Классический котел продолжительного горения

В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом Виталием Дашко. Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Надежность и эффективная работа котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

• мощность – 22–24 кВт;
• длительность горения (в среднем) на дровах 10—12 часов, минимум – 8 ч;
• то же, на угле – до 1 суток;
• КПД — 75—77%;
• максимальное рабочее давление в системе отопления – 3 Бар, номинальное – 1.5 Бар;
• количество воды в котловом баке — 50 л;
• масса изделия — 150 кг;
• размер загрузочного проема (ширина х высота) 360 х 250 мм;
• общий объем топки — 112 л, полезный (под загрузку топлива) — 83 л;
• глубина топки — 46 см, оптимальная длина полена – 40 см.

Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения разной мощности, в линейку входят агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера составляет около 450 у. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, чьи контакты указаны на странице «Наши эксперты» .

Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:

Теплогенератор успешно функционирует как на дровах, так и на угольном топливе. Полезная вместительность топливника посчитана до нижней кромки загрузочного проема, поскольку камеру нежелательно заполнять доверху. Работа котла происходит в таком порядке:

1. После закладки и розжига твердого топлива дверцы герметично закрываются.
2. На электронном блоке управления выставляется желаемая температура теплоносителя, рекомендуется не ниже 50 °С. Затем блок включается в работу нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.
3. При разогреве до установленной температуры вентилятор отключается, доступ воздуха в топливник прекращается. ТТ-котел находится в режиме ожидания, дрова тлеют очень слабо и практически не дают тепла.
4. После падения температуры в котловом баке контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

Контроллер изменяет производительность вентилятора по своему усмотрению с целью достичь максимальной эффективности горения. Сжигание тлением в данном самодельном котле отсутствует, он либо находится в состоянии ожидания, либо сжигает дерево и уголь в интенсивном режиме.

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

В отопительной установке реализован классический способ сжигания твердых видов топлива с прямой передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, являющемуся днищем котлового бака. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отбирающий теплоту дымовых газов. Подогретый в канале воздух подается в топку снизу, через колосниковую решетку. Длительность горения обеспечивается за счет:

1. Большого объема топливника.
2. Полного перекрытия доступа воздуха в топку в режиме ожидания. После отключения вентилятора срабатывает гравитационная заслонка, закрывающая воздуховод и таким способом не дающая тяге дымохода раздувать угли.

Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:

Инструменты и материалы для изготовления

На заготовки для сборки твердотопливного котла долгого горения обычно идет низкоуглеродистая сталь марок Ст 3, 10, 20. Лучший вариант – Ст 20, сделанные из нее теплогенераторы служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (Ст 35, 45) имеет свойство прикаливаться от высокой температуры, а потому для сварки теплогенератора непригодна.

Если у вас имеется достаточный опыт сварочных работ и возможность купить металл подороже, то камеру сгорания можно изготовить из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением, рассказано в этой статье .

Перечень заготовок, из которых вы станете собирать твердотопливный котел своими руками, приведен в виде таблицы:

Совет. Заготовки лучше всего рубить на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Так вы сэкономите массу времени на ручную резку и зачистку от заусенцев.

Дополнительно потребуются такие материалы:

• уголок равнополочный 50 х 4 мм для изготовления колосников;
• труба DN50 – на теплообменник и патрубки подключения системы отопления;
• труба DN150 – на дымоходный патрубок;
• труба профильная 60 х 40 мм для воздушного канала;
• полоса стальная 20 х 3 мм;
• базальтовый утеплитель плотностью 100 кг/м³ и толщиной 2 см;
• гладкий листовой металл 0.3—0.5 мм с полимерной окраской;
• готовые ручки на дверцы;
• шнур, картон асбестовый.

Из инструментов стоит отметить аппарат сварочный, болгарку и дрель, для сварки используются электроды АНО-21 либо МР-3С. Остальное — стандартный набор измерительных приспособлений и инструментов, имеющийся в каждом доме.

Вентилятор и блок управления польского производства

Применяемый в ТТ-котле комплект автоматики, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры – польского производства (не перепутайте с китайским, он выглядит так же). Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Сборка отопительного агрегата

Первый этап изготовления котла долгого горения заключается в сборке корпуса топливника из металла толщиной 4 мм сваркой на прихватках. Все начинается с днища агрегата, к которому прихватываются боковые стенки, крышка свода и проемы для дверок, как изображено на фото:

Лист днища выпускается в каждую сторону в соответствии с чертежом, в то же время он служит нижним обрамлением дверцы зольника. Внутри камеры на сварке закрепляются полочки из уголков, куда будет опираться колосниковая решетка. Собранный топливник тщательно проваривается по всем стыкам и проверяется на герметичность.

Второй этап – монтаж водяной рубашки из металла 3 мм. Ее толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топливника следует приварить отрезки стальной полосы, выпустив их на 20 мм. К ним прихватываются стальные листы обшивки.

Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне колосниковой решетки и не омывает зольную камеру.

Посередине в шахматном порядке ставятся так называемые клипсы. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке котлового бака и приваренный к топке встык. Второй конец клипсы обваривается вокруг отверстия, как показано на фото:

На фото справа видно, где находится низ водной рубашки

Несколько слов о том, как сделать добавочные клипсы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенок на глубину 50—100 мм, а затем приварить с обеих сторон.

Третий этап – монтаж жаровых труб в верхнюю часть котлового бака. Для этого в задней и фронтальной стенке согласно чертежу прорезаются отверстия, куда вставляются трубы. Их торцы герметично провариваются, как и все стыки водяной рубашки.

Жаровые трубы теплообменника расходятся веером

Четвертый этап – изготовление дверец и колосниковой решетки. К дверкам изнутри приваривают полосу в 2 ряда, а между ними вкладывают асбестовый шнур, это будет уплотнение притвора. Колосники делают из уголков №5, приваренных наружным углом вниз. Так они служат рассеивателями воздуха, подающегося вентилятором в зольник.

На пятом этапе в стенки котлового бака врезаются штуцеры для присоединения подающего и обратного трубопровода, устанавливается патрубок дымохода и воздушный канал из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольную камеру на середине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.

Этап шестой – приварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной обшивки котла длительного горения.

Этап седьмой. последний. Котловой бак обкладывается с боковых сторон и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется с помощью шнура. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить дверцы.

Плотное базальтовое волокно хорошо утепляет корпус и спокойно выдерживает высокую температуру. Стекловату применять не стоит.

В конце к ответному фланцу воздуховода крепится вентилятор, а блок управления устанавливается на котле сверху. Датчик температуры необходимо вложить под базальтовый утеплитель со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений, по вашему желанию:

• встроить в котловой бак водяной контур подогрева воды на ГВС;
• предусмотреть погружную гильзу для установки термометра – на случай отключения электричества, когда дисплей контроллера погаснет;
• то же – для монтажа группы безопасности;
• установить электрический ТЭН, подогревающий теплоноситель после прогорания дров.

Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле с целью ее нагрева на хозяйственные нужды. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8—12 мм и выгнуть из нее змеевик в виде спирали. Последняя наматывается внутри котлового бака вокруг жаровых труб, а концы выводятся наружу с задней стороны агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.

Примечание. Практика эксплуатации данных теплогенераторов показала, что монтаж электрического нагревателя необходим тем домовладельцам, кто желает отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях длительности горения хватает, чтобы не бегать в котельную среди ночи с целью подбросить дровишек.

Пленку с крашеного металла лучше снять сразу, а дверки покрыть термостойкой эмалью

Ножки агрегату можно приделать на любом этапе, выбрав подходящие отрезки металлопроката. Подробности и секреты сборки ТТ-котла смотрите в авторском видео мастера — создателя отопительного агрегата:

Котел с верхним горением топлива

На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:

1. Прибалтийские агрегаты фирмы «Стропува» (Stropuva) и их производные от других изготовителей.
2. Дровяные печи типа «Бубафоня».

Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.

Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:

Оригинальная схема котла, взятая с сайта http://stropuva.ru/

В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:

1. Нельзя подкинуть в топку поленьев, пока не сгорит предыдущая закладка. Физически это возможно, но тогда принцип верхнего сжигания нарушится, пламя охватит все слои топлива.
2. При работе на свежих опилках и другом мелком мусоре остатки топлива «зависают» на стенках.
3. Эффективность ТТ-котла не слишком высока, поскольку в нем отсутствует теплообменник. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливника для теплообменника не осталось места.

Больше критических недостатков у теплогенератора нет, а кое-что в самодельной версии можно исправить по своему разумению. Например, поставить днище и колосники, организовав зольную камеру. Избавиться от недостатка с догрузкой тоже можно, если поставить между загрузочным и зольным проемом дополнительную дверцу. Данная идея модернизации котла верхнего сжигания принадлежит другому нашему эксперту – Владимиру Сухорукову, о чем он рассказывает в своем видео:

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, — топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:

Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:

• труба DN 400 со стенкой 5 мм – на топливник;
• то же, DN 50 – на подачу воздуха и водяные патрубки;
• то же, DN 100 – для дымохода;
• заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы с диаметром 38 см;
• полоса 40 х 4 мм – для распределителей воздуха;
• арматура диаметром 16—20 мм периодического профиля – на колосники;
• базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг/м³;
• тонколистовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):

1. Схема 1. Взять тонкостенную трубу большего диаметра, хотя найти таковую непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
2. Схема 2. Два листа металла согнуть в 2 местах под углом 60°, а потом сварить две половинки вместе. Понадобится пресс – листогиб.
3. Схема 2. Варить рубашку из 6 листов – сегментов на клипсах.
4. Схема 3. Сварить прямоугольный короб, отчего увеличится объем котлового бака.

Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.

Изготовление теплогенератора

Производство работ начинается с вырезания заготовок и проемов в стенке трубы по размерам на чертеже. Из вырезанных частей делаются дверцы, к ним прилаживаются навесы и покупные ручки. Из арматуры варится колосниковая решетка, показанная на фото:

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

1. В круглой заготовке для груза прорезать отверстие, вставить в него трубу и обварить.
2. К нижней части груза приварить 6 изогнутых полос, что послужат распределителями воздуха.
3. Прикрепить к топке днище, установить внутрь колосники.
4. Вырезав отверстие по центру крышки для воздушной трубы, приладить ее к топливнику. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
5. Приварить патрубок дымохода.
6. Смонтировать водяную рубашку по выбранной схеме, герметично обварить все стыки.
7. Произвести врезки патрубков для теплоносителя.
8. Выполнить утепление и обшивку котла, установить дверцы.
9. Поставить на верх воздушной трубы заслонку.

Для распределения воздуха достаточно шести полос

Установить автоматику и наддув на котел верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается.

Проводить испытания котла лучше, конечно, на улице

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь и своих сторонников. Помимо продолжительности работы с 1 загрузки, у них есть другая общая черта: сварить агрегат не может любой человек и процесс сборки не так прост, как может показаться. Конечно, энтузиаст со временем справится с задачей, но людей подобного склада немного. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.

Рекомендуем:

Как делается обвязка твердотопливного котла Как почистить газовый котел с промывкой теплообменника Как выбрать водогрейный котел для теплого пола и правильно подключить его к гребенке?

Котлы и горелки > Как сделать котел длительного горения на дровах и угле своими руками

Котлы верхнего горения: что такое, виды, принцип работы

Проблема отопления – одна из самых сложных задач, которые приходится решать владельцам загородных домов. Проигнорировать вопросы организации отопительной системы никак не получится – жить в неотапливаемом помещении зимой невозможно. Резкие перепады температур быстро приведут в негодность всю отделку. Также существенно сокращается срок службы постройки. Оптимальное решение вопросов отопления – организация отопительной системы водяного нагрева, где по трубам и радиаторам будет циркулировать теплоноситель. Основная проблема – это подобрать тепловой генератор или же котел, который преобразует внешние источники энергии в тепловую. Исходя из особенностей климата, а также степени доступности энергоресурса, все большую популярность сегодня завоевывают агрегаты длительного горения, в частности котлы верхнего горения на твердом топливе. Что это такое, рассмотрим ниже.

Чем хорош котел длительного горения?

Традиционно в частных домах устанавливаются газовые котлы. Однако не во всех местах имеются магистрали с таким топливом. Кроме того, для подключения индивидуальной газовой линии при наличии магистрали потребуются серьезные затраты.

Если прибавить к этим затратам обязательные процедуры согласований, составлений проектов, в которых полностью соблюдены все требования, то процесс установки такого котла только отпугнет хозяев. Тем более если есть достойные альтернативные решения.

Казалось бы, если нет возможности установить газовый котел, то всегда можно приобрести электрический. Выбор такого оборудования достаточно велик. Котлы имеют высокий КПД, они легкие в регулировке, количестве систем контроля, а также оснащены автоматической системой управления. Однако все эти плюсы становятся недостатками, когда владельцы начинают вспоминать о стоимости электричества. Обычная семья легко разорится на таком отоплении. Кроме того, в поселках, которые удалены от областных и городских центров, напряжение не особо качественное – в сети можно наблюдать сильные перепады. И владелец электрического котла ставит себя в зависимость от качества и стабильности подачи тока.

На фоне постоянного технологического прогресса в тень ушел традиционный метод отопления жилья дровами и другим твердым топливом. А ведь дрова – это хороший источник энергии, к тому же – возобновляемый. Недостатка в древесине для отопления сейчас нет. Можно использовать дрова, которые владельцы домов заготавливают самостоятельно, либо их приобрести. Также немало деревообрабатывающих предприятий продают отходы производства.

Но печь есть не во всех домах. Да, она эффективна и за счет своей конструкции хорошо удерживает тепло. Достаточно хорошо затопить печь, чтобы обеспечить дом теплом на сутки. Но есть один нюанс: как быть с циркуляцией теплоносителя по контурам отопительной системы? Ведь если просто поддерживать горение в печи, то это будет большой расход топлива. Эту проблему можно решить с помощью твердотопливных котлов верхнего горения.

За счет особой конструкции этого устройства, основанной на физико-химических свойствах видов твердого топлива, можно загружать дрова один раз в течение 12-15 часов. Некоторые модели могут работать и больше на одной загрузке.

Преимущество котлов длительного горения с верхним горением еще и в том, что, кроме дров, можно использовать ряд других материалов. Применяют все, что горит – это могут быть брикеты из отходов деревообрабатывающих производств, а также уголь или торф. Также сейчас в качестве источника энергии особую популярность приобрели так называемые евродрова.

Принцип действия

Как работают обычные твердотопливные печи, известно всем. В топку закладывают топливо – брикеты либо уголь. Из нижней камеры подается поток воздуха, который необходим для процесса. Уровень интенсивности горения в данном случае ограничивается только количеством кислорода.

Это обыкновенный костер, который заключен в металлический корпус, требующий постоянного добавления запаса топлива. Продукты горения напрямую выводятся в дымоход – данная система имеет множество поворотов и лабиринтов. Это улучшает теплоотдачу и приводит к росту КПД. Однако это не повышает общей энергетической отдачи. Термическое разложение древесины – быстрый процесс, после которого остается масса отходов, а в атмосферу выбрасывается неиспользованная энергия.Эта энергия получается благодаря особым характеристикам дерева, которые, в свою очередь, обуславливаются биохимическим составом. Когда древесина нагревается, она не просто окисляется до угля, но и выделят углекислый и угарный газы. Воздействие высоких температур всегда ведет к синтезированию летучих соединений на основе углеводорода. Эти соединения имеют достаточно сложную химическую формулу. Сами по себе газы – отличное топливо, которое в обыкновенной печке уходит в никуда.

Процесс, когда древесина разлагается на газы, называют пиролизом. Температуры сгорания, а также теплоотдача здесь значительно выше, чем при обычном горении. При этом окислительные процессы древесины так глубоки, что после пиролиза практически не остается никаких отходов. В атмосферу выходит лишь пар, а также углекислый газ.

Отсюда имеем, что гораздо рациональнее использовать древесное топливо, минимизировав при этом процесс открытого сгорания. Нужно добиться выделения газов, которые и являются источником тепла. На базе этих принципов и работают котлы верхнего горения и пиролизные агрегаты. Вот о них далее и поговорим.

Виды котлов длительного горения

Существует два вида твердотопливных агрегатов, работающих на дровах:

• Пиролизные.
• Системы с верхним способом загрузки.

Оба варианта дают возможность получить качественную автономную систему отопления.

Котлы верхнего горения: особенности

В обыкновенных котлах, а также в печах и каминах топливо горит снизу-вверх. Это можно объяснить физическими процессами при горении. Данная схема неэффективна. Этот недостаток полностью устранили в таких агрегатах. В чем особенность котла длительного горения с верхним горением? Она заключается в способе преобразования энергии. Так, топливо сгорает не внизу, а сверху. Воздух подается также сверху и непосредственно к зоне горения, а не снизу через специальные колосники. Это энергонезависимые источники тепла – и это плюс таких систем. Но они отличаются цикличностью работы. Пока не сгорит закладка, другую добавлять нельзя. Топочная камера таких котлов достаточно вместительная. Внизу топливо не горит – оно ждет, пока до него дойдет очередь. По мере того как сгорает верхний слой, задействуется и нижний. Воздух подается сверху через специальные каналы или же рассеиватели. Эти каналы — горячие снизу. Воздух из верхней части топочной камеры постепенно попадает вниз. За счет нагрева он быстрее вступит в реакцию с твердым топливом. Благодаря этому обеспечивается высокий КПД котлов верхнего горения.

Распределитель воздуха в камере сгорания может двигаться – он способен подниматься при закладке топлива. Когда начинается процесс горения, он опирается на топливо. Так кислород попадет лишь в зону горения. Там происходит только тление, а продукты сгорания попадают исключительно в верхнюю часть. Там они отделяются массивным металлическим диском. Затем к этим газам добавляют воздух, и продукты дожигаются. А выработанное тепло попадет на теплообменник.

Зачастую эти системы имеют цилиндрическую форму. Однако существуют и прямоугольные модели. Топочная камера, как уже упоминалось, достаточно вместительная, за счет чего достигается максимальная продолжительность процесса горения. Цилиндрическая форма делает устройство компактным и дает возможность экономить пространство.

Преимущества

Котлы с верхним горением топлива достаточно долговечны и надежны. За счет постепенного распределения нагрузки в зоне сгорания по направлению сверху-вниз корпус котла не разогревается более чем до 400 градусов. За счет более простой конструкции такие системы безопаснее, нежели газовые или электрические.

Зачастую такие агрегаты рассчитаны на разные виды твердого топлива. Это могут быть дрова, уголь, торф, различные горючие смеси, гранулы, отходы древесного производства. Процесс горения может длиться до 5 суток в зависимости от конструкции. Если использовать дрова, то одной загрузки котла верхнего горения может хватить на период от 8 до 30 часов.

Недостатки

К минусам этого оборудования можно отнести требовательность и привередливость к качеству горючего. Если заставить агрегат работать на сырых дровах, то его КПД существенно снизится. Оптимальный уровень влажности топлива для твердотопливных котлов длительного горения с верхним горением составляет 13-20 %. Если использовать более сырой продукт, котел будет выдавать значительно меньше тепла. Кроме того, в данной ситуации аппарат может даже потухнуть. Кроме того, если жечь в котле сырые дрова, будет выделяться много сажи и золы. Нужно периодически проводить очистку и самой печи, и дымохода. Также к недостаткам можно отнести необходимость ручной загрузки.

Пиролизный

Здесь используется немного другой принцип. Механизм строится на расщеплении топлива на пиролизный газ и кокс. Эту задачу решают за счет низкой интенсивности горения. Топливо не горит, а тлеет. В результате образуется газ, который горит, соединяясь с кислородом.

Почему нет настенных?

Котел длительного горения с верхней загрузкой выполняется лишь в напольном виде. Вес его слишком большой для монтажа на стену. Но конструктивно – это самый обычный твердотопливный котел. Мощность зависит от назначения. Оборудование может не только отапливать помещения, но и подогревать воду. При этом теплообменник может быть проточным или использоваться в качестве емкости для накопления. Теплообменник бывает как стальным, так и чугунным.

Котел из чугуна меньше подвержен воздействию коррозии. Это очень важная характеристика. На стенках камеры появляется конденсат, а это достаточно агрессивная среда. Чугунные котлы изготавливаются в виде секций. Это делает процесс транспортировки значительно проще.

А если самостоятельно?

Вполне можно изготовить котел верхнего горения и своими руками, причем из подручных средств. Для этого нужна двухсотлитровая бочка, труба и швеллер. Так, в бочке вырезается верхняя часть, а края разравниваются. Сверху делается отверстие. В него вставляется труба, которая направляется вверх. На ней делают заслонку для регулирования подачи воздуха. Наиболее сложный этап – регуляция. Труба не должна находится слишком низко, иначе процесс горения будет быстрым.Если оснастить такую конструкцию специальным грузом, за счет которого горючее будет оседать медленно, а также подвижной системой распределения воздуха, можно получить достаточно эффективную систему. Одна закладка будет сгорать за 20 часов.

Заключение

Котлы верхнего горения на твердом топливе – это отличный и экономичный способ обеспечить дом теплом. Цена такого тепла будет очень доступной. Стоимость нового агрегата данного типа начинается от 50 тысяч рублей, что вполне приемлемо.

 

Источники: http://teplospec.com/tverdotoplivnoe-otoplenie/otopitelnyy-tverdotoplivnyy-kotel-dlitelnogo-goreniya-luchshiy-dlya-ekonomii.html, http://otivent.com/kak-sdelat-kotel-dlitelnogo-goreniya-na-drovax-i-ugle-svoimi-rukami, http://fb.ru/article/320098/kotlyi-verhnego-goreniya-chto-takoe-vidyi-printsip-rabotyi

Как вам статья?