Из всей отопительной техники, которую используют сегодня в быту, наиболее давно известны твердотопливные котлы. Благодаря простоте конструкции и принципа работы, доступности топлива агрегаты этого типа получили широкое распространение. Сегодня для многих жителей частных домов в сельской местности подобная техника стала своеобразной «палочкой-выручалочкой». Постоянно растущая цена бытового газа, сложности с получением разрешений на установку газового автономного отопителя способствуют тому, что твердотопливный котел сегодня, как минимум, не утратил своей востребованности у населения, проживающего недалеко от лесных массивов — источником дров.
Твёрдотопливные котлы отопления: слева — смонтированный и действующий, справа — без подключения к контуру, на стадии монтажа.
На сегодняшний день существует два варианта решить проблему автономного отопления на твердом топливе: купить готовое заводское изделие или изготовить твердотопливный котел своими руками. Стоимость современного высокотехнологичного отопительного агрегата достаточно высока, но диапазон цен широк — от 3-х до нескольких десятков тысяч рублей, что делает прибор доступным широкому кругу потребителей.
При наличии определенной технической подготовки твердотопливный котел можно собрать и самостоятельно, используя и рекомендации по изготовлению моделей этих устройств, наиболее популярных при монтировании своими руками.
Концепция твердотопливного котла
Самодельный автономный котел, работающий на твердом топливе – это, по большому счёту, обычная печь, установленная в бочке с водой. Основная задача такого устройства — нагреть за счет тепла от сгорания дров или угля котельную воду, которая будет подаваться в радиаторы домашнего отопления.
Но такое устройство, заманчивое к самостоятельному изготовлению в связи с примитивностью, будет не эффективным в плане обогрева и не рентабельным из-за высокого расхода топлива — простейшие конструкции котлов имеют КПД всего в 10-15%.
Примитивный водяной котёл на твёрдом топливе с экономайзером дымовой трубы Важно! Работа отопительного котла на твёрдом топливе зависит от качества тяги и, соответственно, приточной вентиляции. Даже качественно изготовленный котел не сможет обеспечить эффективный обогрев помещения, если вентиляция не устроена соответствующим образом.
Самодельные котлы собирают не только из металла, но и монтируют из кирпича. Кирпичные устройства сооружают обычно в загородных домах, где к эстетике устанавливаемого оборудования предъявляются более высокие требования, чем в помещениях хозяйственного или технического назначения.
Котлы из металла являются наиболее простыми устройствами, изготовление которых допускает использование подручных материалов и возможно с помощью доступных инструментов. Но из этого не следует, что их производство и монтаж можно выполнить без, как минимум, эскизов заготовок и узлов, а также чётко разработанной технологии — последовательности, способов выполнения отдельных этапов подготовительных и основных работ.
Выбираем конструкцию обогревательного котла
Печи для обогрева и твердотопливные котлы при сходстве процессов горения различаются по функциональности. Отопительный котёл, в отличие от печи, должен не только обогревать помещение по месту установки, сжигая дрова или уголь, но и снабжать отопительный контур нагретым теплоносителем. Но для выполнения второй задачи мало разместить в печи теплообменник (участок отопительного контура) — необходимо также обеспечить непрерывность горения топлива и равномерность циркуляции теплоносителя через этот змеевик.
Трубный теплообменник твёрдотопливного котла из огнеупорного кирпича Какую конструкцию котла выбрать, чтобы было легче его изготовить своими руками, с какими сложностями придётся столкнуться в процессе работы? На эти вопросы можно получить ответ еще на стадии проектирования. Чертежи самодельных твердотопливных котлов дают достаточное представление о том, как выглядит та или иная конструкция, и на что следует обратить внимание в процессе изготовления.
Пример схематичного изображения твёрдотопливного котла снаружи: виды спереди, сбоку и сзади. Каждая разновидность котельного оборудования, работающего на твердом топливе, имеет свои особенности конструкции и нюансы изготовления. Планируя самостоятельную сборку отопительного агрегата, необходимо решить, какой конструкции отдать предпочтение — с нижним или верхним (шахтным) способом горения.
Агрегаты с нижним горением — это оборудование, в котором дверка для загрузки дров расположена в верхней части камеры сгорания, но сгорание топлива происходит снизу, в результате чего верхние слои закладки под собственным весом перемещаются вниз, а дожигание дыма происходит в верхней части. В зависимости от модели, движение воздуха через топку происходит снизу вверх принудительно (вентилятор) или же естественным путём (тяга), что обуславливает независимость от электросети, но пониженную эффективность и меньший объём загружаемого топлива.
Схематичное изображение в разрезе твёрдотопливного котла с нижним горением топлива
В твёрдотопливных котлах шахтной конструкции загрузка дров производится через дверку, которая расположена в верхней части камеры сгорания. Такие агрегаты оборудуются принудительной тягой, которая направлена сверху вниз — гонит дым в нижнюю часть топки, где он в смеси с воздухом сгорает, а по пути подогревает и дополнительно просушивает топливо нижних ярусов.
Схема работы твёрдотопливного отопительного котла с верхним способом горения топлива К самостоятельному изготовлению больше подходит агрегат с нижним способом горения, так при его сборке можно обойтись без вентилятора для принудительной тяги.
Твёрдотопливный стальной котёл нижнего горения без отделки Важно! Чем сложнее конструкция оборудования, тем выше технологические требования к качеству исполнения её составляющих, которые не должны иметь отклонений от расчётных параметров. Не менее ответственен и процесс сборки такого агрегата.
По способу горения котлы на твердом топливе могут быть рассчитаны на обычный режим или же работать с выходом на пиролиз — процесс разложения твёрдого топлива на две составляющие и с последующим раздельным их сжиганием. Отдавая предпочтение второму, более сложному, варианту, придется учитывать необходимость установки второй камеры сгорания, что увеличит габариты отопителя и, соответственно, потребует большего количество материалов.
Выбор типа отопительной техники во многом определяется видом твердого топлива, которым будет снабжаться нагревательный прибор. Если у вас под рукой в большом количестве дрова, лучше будет, если сделанный вами котел будет рассчитан на топку дровами. При большей доступности каменного угля подойдет другая модель. Длительность горения закладки, качество обогрева определяются типом твердотопливного котла, его мощностью и ю конструкции.
На заметку: температура горения угля значительно выше, чем у дров, поэтому , теплообменник и корпус котла под уголь изготавливаются из стали большей толщины. Альтернативой может стать создание корпуса и топочной камеры котла из огнеупорного кирпича.
Если нет возможности создать внешний корпус агрегата из стали необходимой толщины, рациональным решением станет кирпичный твердотопливный котел. Футеровка огнеупорным кирпичом позволит создать просторную, удобную и устойчивую к высоким температурам камеру сгорания.
Сооружение камеры сгорания из огнеупорного кирпича с размещением внутри теплообменника Выбор котла с конструкцией приемлемой сложности необходимо делать после анализа технического исполнения и объективной оценки своей компетенции и возможностей. При наличии сомнений, чтобы исключить вероятность неоправданной порчи материала, лучше отдать предпочтение агрегату простой, понятной по чертежам конструкции — даже такой твёрдотопливный котёл способен обеспечить дом теплом в холодное время года.
Основные требования к конструкции самодельного отопителя
В классическом виде нагревательный агрегат, от которого будет работать домашнее отопление, состоит из следующих элементов:
- топочная камера (бункер) для сжигания дров, угля, топливных брикетов;
- колосники, через которые осуществляется подача в камеру сгорания воздушной массы;
- теплообменник трубчатого типа или накопительная емкость для котловой воды;
- дымовая труба для вывода наружу продуктов горения топлива;
Важное требование, которое придется учитывать ещё на стадии проектировании котла, это размеры топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной, вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного перемешивания. Кирпичные котлы в этом плане предпочтительнее, так как кирпич имеет меньшую теплопроводность, что обеспечивает в керамической топке более высокую температуру горения, чем в металлическом агрегате.
Топочная камера должна быть устроена таким образом, чтобы максимально концентрировать тепловую энергию на нагреве теплообменника.
Топка из стали котла на твёрдом топливе
Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От конструкции этого элемента, качества материала и исполнения зависит КПД котельного оборудования. Название теплообменника определяется материалом его изготовления — чугунный или стальной. Теплообменные змеевики этих агрегатов — трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением труб в обиходе часто называют водяными рубашками.
Чугунные теплообменники рассматривать не будем, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Однако можно использовать готовые узлы из чугуна, снятые со старых агрегатов, демонтированных в силу каких-то причин. Такая замена распространена, когда выполняется модернизация твердотопливного котла или его ремонт.
Для изготовления стального теплообменника используют толстостенные трубы. Нужную конфигурацию трубе придают её гибкой под нагревом либо использованием отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединяемых с фрагментами змеевика электросваркой.
Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.
Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку Поэтапное изготовление котла на твердом топливе. 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 сборка промышленных изделий выполняется на высокоточном промышленном оборудовании из специально подобранных материалов с соблюдением технологических параметров. В основе каждой заводской модели котла лежат точные тепловые расчеты. Возможности работы в домашних условия несоизмеримо скромнее производственных, поэтому при выборе модели, подлежащей изготовлению, надо исходить из существующих реалий, в том числе, своего личного потенциала как монтажника.
Инструментарий и материалы
Имея чертеж и спецификацию обогревательного агрегата, можно определиться с перечнем необходимого инструмента. Хотите ли вы сделать большой котел или планируете собрать маленький отопительный прибор для дачи на твердом топливе своими руками, список приспособлений будет приблизительно одинаков.
Комплект инструмента для самостоятельного изготовления твёрдотопливного обогревательного агрегата Для работы потребуется следующий инструмент и приспособления:
- сварочный аппарат;
- малая болгарка с отрезным и шлифовочным дисками (защитные очки);
- электродрель со свёрлами по металлу;
- газовые ключи №№1,2;
- молоток;
- набор рожковых или накидных ключей и отвёрток;
- пассатижи;
- угольник на 90 град.
Основной материал при изготовлении — сталь, толщина которой для котла должна быть не меньше 5 мм, для колосников — от 7 мм.
Кроме того, понадобятся:
- стальной уголок 50х50 — для каркаса котла;
- листовая нержавеющая сталь — при наличии в конструкции накопительной ёмкости;
- стальные толстостенные трубы диаметром 32- 50 мм — для изготовления теплообменника-змеевика.
Полный перечень материалов и их расход составляется предварительно на основании технических чертежей.
Изготовление корпуса и теплообменника
Корпус котла, зачастую выполняющий и роль топочной камеры, является основой всей конструкции. Для снижения деформаций стенок под воздействием высокой температуры, ограждающие конструкции топки изготавливаются двухслойными с засыпкой между слоями сухого просеянного песка, играющего роль фиксатора геометрии. Наружные и внутренние оболочки топки выполняются каркасными, что также повышает жёсткость конструкции. Кроме того, для увеличения прочности стенки камеры сгорания снаружи можно обшить стальным уголком или профилем в виде рёбер жёсткости.
Изготовление корпуса твёрдотопливного котла сваркой заготовок из листовой стали На передней стенке болгаркой или газовым резаком согласно чертежа вырезаются два проёма — для дверцы бункера и подзольника.
Совет! Перед резкой листовой стали необходимо мелком произвести разметку будущих проёмов с выполнением отверстий малого диаметра (3-4 мм) по углам.отверстий — это позволит выполнить резку с большей точностью.
После окончания резки заготовок из листовой стали и профиля для корпуса можно приступать к созданию теплообменника. Используем нарезанные водопроводные трубы, которые путем сварки соединяются в единый герметичный контур. Главная задача — создать герметичный проточный фрагмент максимальной протяжённости для увеличения площади нагрева трубы.
Как сделать теплообменник, правильно расположить трубы и выполнить сварку, рассказывает предлагаемое вашему вниманию видео.
Сборка
По готовности всех элементов конструкции приступают к сборке, которую лучше выполнять по месту монтажа агрегата — иногда габариты и вес готового устройства не позволяют переместить его со сборочной площадки на место окончательного размещения.
Чаще всего установка котла производится на специально сооружённый бетонный фундамент с креплением агрегата сваркой к закладным деталям — анкерам. Монтаж начинают с установки каркаса, после чего выполняют его оборудование комплектующими и листами обшивки. Все сварные соединения выполняются с устройством фасок и обработкой сварных швов — удаление шлака и шлифовка.
На заметку: После сборки корпуса выполняют тщательную визуальную проверку его герметичности, по результатам которой производится дополнительная проварка швов.
В готовый корпус устанавливаются колосники (стальная решетка) и теплообменник, который сваркой подключают к контуру отопления Во время монтажа змеевика важно выполнить проектный угол его наклона, иначе будут созданы препятствия естественной циркуляции теплоносителя в контуре.
Корпус твёрдотопливного котла на стадии устройства наружных рёбер жёсткости Важно! Изготовление накопительной ёмкости из нержавеющей стали с врезкой её в контур лучше доверить профессионалам, так как работа с этим материалом требует специального оборудования и практических навыков.
По окончании сборки котёл для защиты от коррозии окрашивается двумя слоями жаростойкой краски с предварительной подготовкой поверхности.
Термостойкая краска Ecoterra для покрытия поверхностей, работающих в условиях высоких температур Изготовленный самостоятельно обогревательный котёл отличается долговечностью и простотой ухода, которая заключается в периодической очистке от золы топки и уходе за дымоходом.
Заключение
После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми элементами выполняют его опрессовку водой под давлением, по результатам которой производят устранение дефектов, а затем — комплекс пусконаладочных работ. Не стоит пренебрегать и установкой регулятора тяги, который облегчит эксплуатацию твёрдотопливного котла в различных погодных условиях.
Твердотопливные котлы работают не так, как обычные, у которых тепло идёт непосредственно от огня. Такие агрегаты устанавливают в частных и дачных домах, загородных коттеджах или производственных помещениях. В домашних условиях можно изготовить твердотопливный котёл своими руками, пользуясь специальными схемами и чертежами. При этом необходимо придерживаться пошаговой инструкции, соблюдая все меры безопасности.
Не забываем про меры безопасности с подобным котлом
Принципы работы
В котле на твёрдом топливе одной закладки может хватить на семь часов горения. Если вовремя не подкинуть дрова, то температура в комнате начнёт быстро снижаться. Это происходит из-за принципа свободного движения газа : горячие потоки воздуха поднимаются и затем выходят наружу. Устройство длительного горения может поддерживать тепло в помещении один-два дня, самые дорогие модели выдерживают до семи суток.
По чертежам твердотопливного котла своими руками можно понять то, что эффективность его работы заключается в правильном строении. В обычном агрегате внизу располагается топливо, пламя от него поднимается к распределителям воздуха. Затем горячий кислород попадает в камеру подогрева, из которой выходит по трубам к радиаторам отопления . Вентилятор обеспечивает своевременную подачу воздуха к пламени.
В этом видео вы узнаете, как сделать котел отопления своими руками:
В твердотопливном котле находятся сразу две камеры сгорания, а сама топка расположена в верхней части. В неё закладывают дрова или уголь, а воздух поступает с помощью специальных вентиляторов. Когда прогорает верхний слой топлива, подаются новые потоки кислорода. Это позволяет дровам гореть очень медленно, отдавая большее количество тепла помещению.
Приобрести можно несколько моделей такого оборудования. К бюджетным агрегатам относятся дровяные котлы - в них нельзя закладывать ничего, кроме поленьев. Остальные устройства топят углем, опилками, бытовым мусором, брикетами.
На инженерных чертежах твердотопливные котлы своими руками изображают с месторасположением основных элементов:
- дверца топки находится сверху;
- в этой же части дымовой патрубок соединяется с дымоходом;
- внизу встраивают зольник, через который очищают котёл;
- с помощью заслонки в верхнюю часть воздушной камеры поступает кислород.
Зольник конструкции полностью герметичный, он не выполняет функции поддувала, так как воздух поступает через верх. Обе камеры, зольник и дымовая труба расположены в стальном корпусе котла со стенками толщиной 5-7 мм.
Недостатки и преимущества
У самодельного агрегата крупные размеры и сложная конструкция. Его лучше использовать для обогрева коттеджа или дома с большими комнатами. Устройство не будет экономичным в маленьких дачных домиках. К преимуществам котла относятся:
- автономность системы отопления;
- длительный срок эксплуатации и надёжность конструкции;
- эффективность и экономичность;
- высокий коэффициент полезного действия;
- доступность и универсальность топлива;
- экологически чистое отопление дома.
У данного котла имеется ряд плюсов и минусов Изготовленные своими руками твердотопливные котлы также имеют ряд преимуществ перед покупным вариантом: самодельный агрегат обойдётся дешевле, его можно сделать более мощным, а также поменять конструкцию на более удобную. Среди недостатков выделяют :
- необходимость постоянно чистить устройство;
- сложность схем и чертежей котлов на твёрдом топливе своими руками;
- предварительное оборудование небольшого помещения для котла.
Придать стальному листу форму цилиндра можно только с помощью вальцовочного станка. Но можно заменить сталь пустым пропановым баллоном или прочной железной трубой с подходящим диаметром. Толщина стенок ёмкости должна превышать 5 мм.
Инструкция по изготовлению
Сначала необходимо подготовить все схемы и чертежи. После этого следует подобрать материалы и инструменты , которые понадобятся при работе:
- дрель и сварочный аппарат;
- плоскогубцы;
- шлифовальную машинку;
- болгарку;
- рулетку, уровень;
- пустой баллон и стальные листы;
- асбест, трубу из стали;
- петли, ручки, уголок;
- вытяжку и волокно для прохода дымовой трубы.
На баллоне согласно чертежу рисуют все разметки, вырезают отверстие под зольник. В верхней части наносят отметку, по которой будут удалять верхушку. Её необходимо срезать болгаркой. По центру нужно сделать проём для выхода дымовой трубы. На крышку приваривают металлическое кольцо, также крепят сталь на внутренние и внешние стороны баллона.
Чтобы собрать подобный котёл не забываем про нужный инструмент
К нижней части подготовленной трубы прикрепляют металлический круг, который будет играть роль распределителя воздуха. Из металла режут крепления, приваривают их по линии среза, подложив асбестовый шнур. К срезанной верхушке нужно приварить ручку и надеть крышку на баллон. Болгаркой изготовляют патрубок, скрепляют его с дымовой трубой, соединяют конструкцию с корпусом.
К проёму зольника прикручивают металлическую дверцу. Измеряют внутренний диаметр баллона, делают разметку на стальном листе. Нужно вырезать круг диаметром, превышающим корпусный на 5 мм. Из металлического уголка изготавливают шесть одинаковых лопастей и крепят к круглой детали - это будущий вентилятор. Количество закладываемых дров зависит от размера теплообменника. Его нужно сварить из стальных стенок, затем вставить готовый элемент в корпус.
Листовым металлом покрывают весь корпус котла для большей прочности и надёжности. Сверху и снизу делают патрубки для входа и выхода воздуха. В стали вырезают проём для зольника так, чтобы он совпал с отверстием на баллоне, сверху металл сваривают. Так образуется герметичный корпус с круглой топкой внутри. В готовую конструкцию нужно загрузить топливо. Для этого снимают крышку, достают ограничитель подачи кислорода, загружают уголь или дрова. Трубу возвращают на место, бросают в топку горящую спичу. Как только топливо начинает загораться, нужно закрыть крышку. Ограничитель будет опускаться по мере сгорания дров.
Для установки своими руками котла на угле в помещении нужно выделить специальное место. Следует дополнительно сделать разрез для вывода дымохода в крыше или стене. Под баллон нужно оформить небольшой пьедестал из кирпича. Примыкающие стены обшивают сталью или другим жаропрочным материалом. Все стыки дымохода промазывают герметиком, присоединяют его к патрубку на котле, а второй конец выводят наружу.
Перед тем как установить угольный котёл в доме, необходимо протестировать его на улице . Так как с баллона срезают верхушку, то время работы топки сокращается с десяти до пяти часов. Если нет желания каждый промежуток времени подкладывать дрова, но можно соединить вместе два баллона.
Герметик можно заменить асбестовым шнуром, проклеив его по всем стыкам и швам. Необходимо постоянно следить за температурой системы и не допускать её перегревания. На трубопроводе не устанавливают запорный вентиль.
Помещение нужно постоянно проветривать, ведь даже незначительное количество угарного газа может привести к плохому самочувствию. Рядом с конструкцией не держат легковозгораемые предметы, ограждают её от детей и домашних животных.
Желательно оборудовать своими руками для ТТ котла отдельную подсобку, так как он немного загрязняется во время работы. Нужно следить за его состоянием, количеством топлива и доступом кислорода.
Приняв решение соорудить котел для отопления частного дома своими руками, придётся разобраться с несколькими вопросами. Начинают с выбора используемого топлива. Вариантов тут достаточно много:
Есть наработки (скорее теоретические), такие как комбинации нескольких видов топлива для разных этапов нагрева, совмещённые в одной конструкции. Практически не применяются, ввиду сложности расчетов и отсутствия опыта практического использования. Часто конструируют универсальные «мультитопливные» котлы, работающие на разных типах горючего одного вида (твёрдого или жидкого). Имеют меньший КПД в сравнении с адаптированными под конкретное топливо, но за счёт универсальности популярны в среде самодельщиков.
Низкое распространение самодельных газовых котлов объясняется высокой взрывоопасностью газа и сложностью получения разрешительных документов. Технически, самодельный отличается от своих собратьев только конструкцией горелки и повышенными мерами безопасности. Рассчитывая КПД котла, необходимо учитывать реальную (не теоретическую) калорийность (теплотворность) газа. Обвязка газового котла отопления своими руками практически не изготавливается – используют стандартные покупные элементы – фильтры, расширительный бачок, взрывной клапан.
Биогаз для самодельных котлов набирает заслуженную популярность, сдерживаемую необходимостью находиться в непосредственной близости от биогазового реактора. Использование пиролизного газа происходит в твердотопливных одноимённых котлах, где он является побочным продуктом безкислородного горения, и в рамках этого «газового» блока не рассматривается.
Большинство самодельщиков изготавливают котлы на газе с одним контуром отопления, ссылаясь на трудности в проектировании двухконтурной системы.
Хотя если внимательно разобраться, то станет ясно, что изготовление и монтаж двухконтурного газового котла своими руками, при соответствующей квалификации, не составляет особого труда
Электричество как носитель энергии
Электроотопители — самая распространённая группа самодельных котлов. Это обусловлено относительной простотой изготовления, большим выбором различных водонагревательных элементов, хорошей проработанностью вопроса на практике. Изготавливая своими руками, надо решить какой тип нагрева будет использован – активный, с помощью ТЭНов, или реактивный, с помощью реактора. Нагревание подготовленной воды происходит при прохождении через неё тока.
Соорудить своими руками электрокотел отопления реакторного типа значительно сложнее, ввиду применения химически инертных электродов и подготовленной воды (теплоносителя) с омическим сопротивлением. Мастера, изготавливающие котлы для отопления своими руками, стараются использовать прямой электрический нагрёв воды, получая приемлемый КПД, небольшие габариты и низкую стоимость комплектующих. По большому счёту нужен насос, ТЭН, приемлемых габаритов бак, и элементы автоматики.
В сети много различных схем и инструкций, как собрать и осуществить монтаж котлов отопления своими руками.
Использование отработанного масла
Принцип работы сродни котлам на жидком топливе. Помимо своей основной функции — нагрева воды, они выполняют ещё одну немаловажную роль – это утилизацию отработанного в столовых, барах и кафе масла. Собирая своими руками котел отопления на отработанном масле, мы помогаем нашей экологии, используя при этом бесплатный источник энергии.
Котлы на твёрдом топливе
Собирая самодельные котлы для отопления частного дома надо знать, что нагрев теплоносителя, в большинстве конструкций, основан на прямом нагреве воды при сжигании топлива. Нагрев по типу конденсационных котлов в самодельных устройствах не используется.
После природного газа наиболее высокой калорийностью обладает уголь, пеллеты, а так же:
Пеллеты в самодельных котлах
Использование обычного режима горения пеллет в самодельных котлах экономически не целесообразно, так как добиться высокого КПД можно только используя покупную горелку специального типа – пеллетную. Её цена на данный момент неподъёмная для самодельщиков, а так же относительно высокая стоимость пеллет существенно сдерживают изготовление котлов этого типа.
Принципы самостоятельного конструирования
Конструирование котла условно можно разбить на четыре части: теоретические расчеты, составление схемы будущего котла (или коррекция имеющейся схемы), приобретение необходимых компонентов и непосредственно сборка и налаживание.
Ключевым моментом в самостоятельном конструировании является расчет параметров будущего котла.
По известным формулам, рассчитывается объём отапливаемого пространства в кубометрах. Следующим этапом будет расчет выходной мощности котла, независимо от типа топлива. При расчете мощности необходимо использовать поправочный коэффициент, учитывающий теплоизоляцию помещения.
Зная необходимую мощность можно определяться с типом топлива и соответственно с конструкцией котла.
Конкретные схемы и расчеты в статье не приводятся — это материал отдельной брошюры. Формат этого материала предусматривает лишь предварительное ознакомление и теоретическое обоснование для самостоятельного моделирования. Даётся общее направление поиска необходимой для конструирования справочной информации.
В статье подробно рассказывается как по чертежам сделать котел медленного и сверхдлительного горения своими руками. Процесс, только на первый взгляд кажется трудным и неповторимым, но следуя инструкциям из статьи, у Вас получиться сделать ничуть не хуже, чем у мастеров, главное внимательно смотреть видео.
Чертеж простого котла длительного горения
Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).
В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.
1 - дымовая труба; 2 - водяная рубашка; 3 - щелевой теплообменник; 4 - загрузочная дверка; 5 - дрова; 6 - нижняя дверка для поджига и чистки; 7 - колосники; 8 - дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.
Отопительные системы и оборудование стоят достаточно дорого. Не каждая семья может себе позволить приобрести новый котел для установки на даче. Придется потратить значительную сумму на его покупку и последующий монтаж. Однако при желании всегда можно изготовить котел на дровах своими руками, способный обогреть жилую площадь.
По своему конструктивному исполнению самодельные дровяные котлы могут быть различными. От их устройства зависит эффективность обогрева и простота эксплуатации. Решив сделать все своими руками, стоит сначала обратить внимание на самую простую конструкцию. Пиролизные дровяные котлы требуют наличия определенных знаний и навыков. Хотя их КПД значительно выше.
Обыкновенный котел
Сначала разберем, как изготовить простой дровяной котел своими руками. Модель представляет собой два цилиндра, помещаемых друг в друга. Первый используется в качестве топки. При горизонтальном расположении он может изнутри обкладываться огнеупорным кирпичом.
Второй выступает в качестве конвекционного носителя или используется для подогрева теплоносителя. Закладка дров производится непосредственно в топку.
Подручные материалы
Для уменьшения объема сварочных работ можно использовать толстостенную трубу или бочку. Возможно также использование других подручных материалов.
Сваренную из толстого листа прямоугольную топку можно без труда разместить внутри цилиндрической емкости.
Особенности конструкции
В дровяном котле предусматривается поддувало для притока свежего воздуха и дымоход для отвода отработавших газов. Поддувало располагается в нижней части трубы и позволяет нижнему ряду дров тлеть, вырабатывая дополнительное тепло. Закладка дров в самодельные котлы производится через верх. Для этого подготавливается специальный люк.
Чтобы каждая заложенная стопка дров горела как можно дольше, часто предусматривается специальный груз, выполняемый в форме диска с лопастями и отверстием, имеющим диаметр 20 мм. При надавливании груза происходит сжимание горящего топлива. При этом объем поступающего воздуха значительно сокращается, так как он может проходить только через имеющееся отверстие.
Способ подключения
К системе отопления такой котел можно подключить двумя способами:
- врезав трубы с водой прямо в бочку. Циркулируя между трубами, она будет нагреваться, чтобы затем, поступив в систему отопления, нагревать радиаторы;
- врезав дымоход в бак с теплоносителем. Отработавшие горячие газы будут поступать в емкость, постепенно нагревая теплоноситель.
Пиролизный котел
Принцип действия твердотопливных пиролизных котлов, работающих на дровах, основан на разрушении древесины под действием высокой температуры при низком содержании кислорода. Они используются для длительного обогрева помещений различного назначения.
Такой котел состоит из двух камер. Первая используется для загрузки топлива. Во вторую попадают отработавшие газы и вторичный воздух для длительного горения. Сделать такой агрегат своими руками сложнее, чем обычный, но можно.
Основные элементы прибора
Дровяной котел изготавливается из металлической бочки. Желательно емкостью 200 литров. Крышка у бочки срезается и к ней приваривается бортик. Из массивной заготовки или любого другого утяжелителя изготавливается круглый поршень. Его диаметр должен быть немного меньше внутреннего диаметра бочки.
В крышке вырезается отверстие для установки воздуховодной трубы диаметром 100 мм. По высоте труба минимум на 20 см должна быть выше бочки. Сбоку в бочку вваривается дымоходная труба. Для нее также используется прокат диаметром 100 мм.
Воздуховодная труба приваривается к поршню. На верхнем торце трубы предусматривается заслонка, регулирующая количество поступающего воздуха. К нижней части поршня привариваются ребра, используемые для утрамбовки топливной массы.
В процессе эксплуатации котла дрова загружаются непосредственно в топку и поджигаются. Сверху устанавливается крышка с поршнем. По мере сгорания топлива поршень станет опускаться вниз, нагнетая давление в нижней камере. За счет этого и минимального количества кислорода дрова начнут медленно тлеть.
Выделяющийся при пиролизе газ поступит в верхнюю камеру, температура в которой может достичь 900C. Через дымоход остатки продуктов горения удаляются в атмосферу.
Такие самодельные котлы, изготовленные по всем правилам, способны на одной закладке проработать больше суток из-за длительного горения.
Готовим материал и инструменты
Приступая к изготовлению котла на дровах своими руками и стремясь выполнить все в кротчайшие сроки, стоит позаботиться о наличии:
- схемы будущего котла;
- стальных труб различной длины, диаметра (400, 500, 100 и 150 мм);
- стального листа толщиной минимум 4 мм;
- проката для изготовления ножек;
- двухсотлитровой бочки;
- термостойкой смеси, используемой при кладке печей и каминов;
- сварочного аппарата;
- электродов подходящей марки и размера. Как правило, для выполнения сварочных работ используются электроды диаметром 3 – 4 мм;
- болгарки.
Процесс сборки
Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.
Отрезаем от толстостенной трубы диаметром 100 мм отрезок, длина которого будет равна высоте топки. К нижней части привариваем болт. Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра, как труба или большего. Просверливаем в круге отверстие, достаточное для прохождения болта, приваренного к трубе. Соединяем круг и воздуховодную трубу, закрутив гайку на болт.
В итоге мы получим трубу для подачи воздуха, нижняя часть которой может закрываться свободно двигающимся металлическим кругом. В процессе эксплуатации это позволит регулировать интенсивность горения дров и, следовательно, температуру в помещении.
С помощью болгарки и диска по металлу делаем в трубе вертикальные прорези толщиной приблизительно 10 мм. Через них воздух будет поступать в топочную камеру.
Корпус (топка)
Для корпуса потребуется цилиндр с герметичным дном диаметром 400 мм и длиной 1000 мм. Размеры могут быть иными, в зависимости от имеющегося свободного пространства, но достаточными для закладки дров. Можно использовать готовую бочку или приварить к стальному толстостенному цилиндру днище.
Иногда котлы для отопления изготавливают из баллонов из-под газа для более длительного срока службы.
Дымоход
В верхней части корпуса формируем отверстие для отвода газов. Его диаметр должен быть не менее 100 мм. К отверстию привариваем трубу, через которую будет осуществляться отвод отработавших газов.
Длина трубы выбирается в зависимости от конструктивных соображений.
Соединяем корпус и устройство подачи воздуха
В днище корпуса вырезаем отверстие диаметром равным диаметру воздухоподающей трубы. Вставляем трубу внутрь корпуса таким образом, чтобы поддувало выходило за пределы днища.
Воздухоподающая труба должна заканчиваться на несколько сантиметров раньше начала дымохода.
Из металлического листа толщиной 10 мм вырезаем круг, размер которого немного меньше диаметра корпуса. Привариваем к нему ручку, изготовленную из арматуры или стальной проволоки.
Это значительно упростит последующую эксплуатацию котла.
Конвекционный кожух
Из листовой стали изготавливаем цилиндр или отрезаем кусок трубы, диаметр которой на несколько сантиметров больше наружного диаметра топки (корпуса). Можно использовать трубу диаметром 500 мм. Соединяем вместе конвекционный кожух и топку.
Сделать это можно с помощью металлических перемычек, привариваемых к внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности топки, если зазор получился достаточно большой. При меньшем зазоре можно приварить кожух к топке по всему периметру.
Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра как топка или чуть больше. Привариваем к ней ручки, используя электроды, проволоку или другие подручные средства.
Учитывая, что в процессе эксплуатации котла ручки могут сильно нагреваться, стоит предусмотреть специальную защиту из материала с низкой теплопроводностью.
Ножки
Для обеспечения длительного горения к дну привариваем ножки. Их высота должна быть достаточной, чтобы поднять дровяной котел минимум на 25 см над уровнем пола. Для этого можно использовать различный прокат (швеллер, уголок).
Поздравляем, вы изготовили дровяной котел своими руками. Можно приступать к обогреву дома. Для этого достаточно загрузить дрова и поджечь их, открыв крышку и теплорассеивающий диск.
