Как сварить твердотопливный котел. Как изготовить самодельный котел на твердом топливе
На сегодняшний день осталось немало зданий и сооружений, обогреваемых классической печью и твердотопливным котлом. На самом деле различий между ними практически нет, даже коэффициент полезного действия у них одинаков. В связи с этим домовладельцы в последнее время отдают предпочтение именно последним. Соорудить котлы на твердом топливе своими руками не составит труда — их устройство не требует особых навыков или наличия профессионального инструмента.
Выделяют несколько типов твердотопливных котлов. Однако сложная конструкция некоторых из них не позволяет соорудить их без специальных навыков. Существует две группы отопительных установок:
- 1. Классические;
- 2. Пиролизные.
Технология производства
По сравнению с обычной печью самодельные котлы на твердом топливе имеют некоторые отличия, особенно это касается теплоотдачи. Стандартная конструкция оборудования:
- Дымоход — необходим для создания тяги, а также отвода угарного газа;
- Топка с колосниками — требуется для поддержки достаточного уровня воздуха;
- Система заслонок — используется в качестве регулятора воздушной тяги;
- Бак — его основная задача нагрев воды для системы отопления.
Инструменты и материалы
Тщательно изучив конструкцию оборудования, становится понятно, что для создания котла потребуется:
- Речной просеянный песок;
- Стальной лист толщиной не менее 5 мм;
- Две дверцы;
- Чугунная колосниковая решетка;
- Лист нержавеющей стали;
- Металлический уголок;
- Печные дроссельные заслонки;
- Отопительные трубы;
- Измерительные приборы: уголок, строительный уровень, рулетка;
- Сварочный аппарат инверторного типа;
- Электрическая дрель с набором сверл;
- Пассатижи.
Несмотря на то, что для изготовления котлов на твердом топливе не требуются особые навыки, умение обращаться со сварочным аппаратом является обязательным условием. Также пригодится опыт работы с инструментом по резке металла и наличие требуемой спецодежды.
Подготовка деталей корпуса
Главной частью твердотопливного котла является топка, температурный режим здесь может достигать до 1000 ⁰С. Именно поэтому при выборе материала следует руководствоваться соответствующими характеристиками.
Для большего срока службы узла, стенки его изготавливаются из жаропрочной стали. При ее отсутствии можно воспользоваться обычной, только в этом случае она должна быть двойной. Вырезаются боковые, передняя, задняя и нижняя стенки из цельного листа стали болгаркой.
Любой котел на твердом топливе имеет свои типоразмеры, которые следует переносить на металл измерительными инструментами или линейкой большой длины. Кроме стенок камеры из стальной профильной трубы необходимо вырезать ребра жесткости, а из уголка — усилители для стыков.
В передней стенке следует сделать отверстия размером равным габаритам дверцы топочного и зольного бункера. Обратите внимание, что перед выполнением данной работы необходимо нанести четкую разметку. После чего при помощи дрели просверлите отверстия по углам. Чтобы предотвратить повреждения стального листа, направляйте болгарку от центра к краю.
Бак для воды и теплообменник
Наиболее эффективными являются котлы длительного горения, оснащенные двумя баками для воды. Выполняются они из листа нержавеющей стали в виде прямоугольников, сваренных между собой.
Теплообменник — это комплект обычных труб, которые применяются в системе водопровода. Они свариваются так, чтобы в результате образовался максимально возможный проточный цикл. Благодаря большой площади достигается наиболее эффективный процесс теплоотдачи между теплоносителем и сгораемым топливом.
Сборка котла
Из-за высокой металлоемкости готовый котел, выполненный своими руками, имеет большой вес, поэтому осуществлять его сборку лучше всего непосредственно на месте установки.
Перед монтажом оборудования необходимо выложить фундамент. Для этих целей используется термостойкий кирпич. На кладку устанавливается дно зольника, а по его периметру размещаются вертикальные стойки, соединяющиеся между собой при помощи сварки.
В самом корпусе привариваются направляющие, на которые впоследствии укладываются колосники, далее монтируются теплообменники. С внешней стороны топки навариваются вертикальные ребра жесткости. Завершающий этап: самодельный котелпочти готов, остается только смонтировать наружные стенки и верхнюю плиту.
Промежуток между стенками заполняется песком. Это необходимо для дополнительной аккумуляции тепла, а также для предотвращения перегрева стенок топки. Для засыпки используется прокаленный речной песок, в содержании которого исключены органические включения. Кроме того, это поможет предотвратить появление неприятного запаха в процессе горения твердого топлива.
На верхней плите размещаются баки из нержавейки, подключенные к контурам. Устанавливаются дверцы камер — котел готов к эксплуатации.
Пиролизный котел
Такие котлы на дровах работают на основе принципа пиролиза, то есть преобразования под воздействием высокой температуры твердого топлива в газообразное состояние в условиях нехватки кислорода. Оно намного более высокоэффективно, работа такого котла отличается увеличенной продолжительностью в сравнении с классическими котлами, работающими на твердом топливе. Закладка топлива, в зависимости от его вида и качества, производится от 1 до 3 раз в сутки.
Чтобы изготовить котел потребуется:
- Металлическая труба толщиной не менее 3 мм и диаметром 300 мм;
- Сварочный аппарат;
- Труба диаметром 60 и 100 мм;
- Металлический лист толщиной 4 мм.
Отрежьте трубу длиной 100 и 80 см. Вырежьте дно из листового металла и приварите. Дополнительно можно приварить ножки.
Далее изготовьте распределитель воздуха. Для этого необходимо при помощи болгарки вырезать круг из листового металла диаметром меньше на 20 мм, чем основная труба. В середине круга просверлите отверстие диаметром 20 мм. В нижней части распределителя установите крыльчатку с металлическими лопастями методом сварки. Их ширина не должна превышать 50 мм. После чего приваривается труба диаметром 60 мм к верхней части регулятора. Ее высота должна быть выше высоты котла. Сверху труба оборудуется заслонкой для регулировки подачи воздуха.
Вырезается дверца для чистки золы в нижней части котла. К плите котла приваривается труба для дымохода, диаметр которой 100 мм. В горизонтальном положении ее длина не должна превышать 40 см, после чего она переходит в теплообменник.
Вырежьте крышку с отверстием для распределительной трубы. Стоит учесть тот факт, что она должна плотно прилегать к топке.
Пиролизный котел нуждается в ограниченном доступе кислорода. Поэтому топливо в него укладывается с минимально возможным количеством свободного пространства.
Заключение
Решая задачу, как осуществить отопление твердотопливным котлом своими руками, необходимо точно следовать вышеуказанным советам по его монтажу. Это обеспечит получение в итоге экономичного и бюджетного устройства, способного обогреть помещение с наименьшими перепадами температур в разное время суток.
Популярность загородного жилья растёт. Но из-за отдалённости участка для дома нередко приходится искать неординарные виды отопления без использования газа или электричества. Самой эффективным агрегатом для такого независимого обогрева является твёрдотопливный котёл. Разберёмся в премудростях его изготовления своими руками.
Устройство и схема твёрдотопливного котла
Данная установка представляет собой классическую печку на дровах или другом подобном горючем, соединённую с полостями для жидкого теплоносителя. Топливо в этом оборудовании поджигается, во время его горения разогревается жидкость (обычно это вода) и, курсируя по трубам, она отдаёт тепло дому.
Во всех твёрдотопливных котлах есть основные элементы:
Топливо разогревает жидкость, которая курсирует по трубам и отдёт тепло дому
Описываемые агрегаты для подогрева теплоносителя отличаются лишь внутренним устройством.
Различные виды твёрдотопливных котлов
В зависимости от схемы сжигания горючего есть два типа установок:
Последние представляют собой традиционный тип, когда природное сырьё поджигается снизу. К первому варианту относятся агрегаты с замедленным прогоранием топлива. На поджигаемое сверху горючее также сверху дозировано подаётся воздух. Так твёрдое топливо очень медленно сгорает внутри своей камеры сверху вниз, а его загрузка производится крайне редко.
Среди котлов с верхним розжигом особо выделяются пиролизные. Они используют явление, называемое пиролизом. Это разложение (тление) дров (или другого подобного топлива) с выделением газа. В таких установках при недостатке кислорода горючее фактически не горит, а разлагается в одной камере, при этом во второй, соседней камере, догорает пиролизный газ. Здесь твёрдое топливо обычно продавливается поршнем, совмещённым с трубой для подачи воздуха в первичную камеру (отсек для дров).
В пиролизных котлах дрова медленно тлеют, при этом в соседней камере догорает газ
В результате происходит крайне медленное сжигание горючего. При этом котёл отдаёт много тепла. Такое отопление в доме с теплоносителем в виде воды является очень эффективным.
В то же время по виду сжигаемого топлива котлы разделяют на:
Вверху дровяного котла находится топка, а внизу - зольник
С первыми двумя понятно. А что касается пеллетного агрегата, то в нём сжигаются специальные спрессованные брекеты из опилок. Их и называют пеллетами.
В любых описанных котлах конструкция теплообменника может иметь одну из следующих компоновок:
Второй вариант обычно приобретают в готовом виде в магазине теплового оборудования.
Теплообменник состоит из гнутых труб, дополненых листовыми регистрами
Подготовка к работе
Рассмотрим принцип построения описанных котлов отдельно для каждого вида, однако набор инструментов всегда останется неизменным. Заготовки для собираемых агрегатов должны быть только из чугуна, как из самого стойкого к огню и жару металла.
Применяемые инструменты и материалы
Нам пригодится следующий арсенал:
Можно обойтись и без сварки, но в этом случае стенки котла придётся скреплять с помощью кирпичной кладки. Теплообменник в этом случае нужно будет заказать на предприятии.
Примерный расчёт материалов
Для изготовления агрегата на твёрдом топливе изначально необходимо посчитать размеры его топки. А они берутся исходя из мощности котла. Эти киловатты, в свою очередь, рассчитываются так: в качестве исходной величины используют площадь отапливаемого помещения высотой 2,5 м, в среднем принимают мощность котла равной количеству квадратных метров дома, поделённому на десять.
Пусть, к примеру, у нас площадь отапливаемого помещения равна 80 кв. м. Тогда необходимая мощность котла:
N = 80 / 10 = 8 кВт.
При сгорании 1 кг твёрдого топлива, согласно справочным данным, выделяется около 4 кВт. В соответствии с вышеприведённым расчётом для отопления 80 м 2 достаточно 8 кВт.
Значит, из вышесказанного следует, что наша топка должна вмещать хотя бы 2 кг горючего (8 квт / 4 квт = 2). Известно, что 500 кг высушенного твёрдого топлива занимает примерный объём в 1 м 3 . Получается, искомую величину топки можно найти, если поделить кубометр на 500 кг и умножить на 2 кг.
Нас устроят следующие габариты:
Для проверки объёма перемножаем данные величины. V = 0,2 х 0,3 х 0,5 = 0,03 м 3 .
Этот параметр больше нашей расчётной величины, равной 0,004 м 3 . Значит, принятые габариты нас устроят. Теперь можно сделать эскиз.
Выход для дымохода можно расположить сзади котла
Исходя из значений габаритов агрегата, запасёмся прямоугольными листами чугуна толщиной 8 мм для изготовления котла, а также теплообменником. Нам понадобятся следующие детали.
Последний элемент сделаем из чугунной трубы с помощью гибочного станка. При необходимости воспользуемся сварочным аппаратом.
По теплообменнику курсирует нагретая вода
Переднюю часть теплогенератора в сборе с дверцами лучше приобрести на «блошином» рынке - там их много! Также необходимо докупить решётку, устанавливаемую над зольником. Через неё будет сыпаться зола из топки. Теплообменник же можно заказать отдельно в сварочном цехе.
Материалы для котлов длительного горения
Для пиролизного агрегата, а также для изделия с возможностью редкой закладки дров используем цилиндр. Это должна быть чугунная бочка или труба диаметром примерно 400 мм. Её высота составит около 1 метра. Для верхней части, как и для днища, необходима круглая заготовка с тем же диаметром 400 мм.
Для пиролизного котла понадобится перегородка, похожая на верхушку. Это будет чугунный круг также диаметром 400 мм. Он отделит камеру для твёрдого топлива от отсека для догорания пиролизного газа. Для проникновения газов в нём нужны отверстия. Такой же круг пригодится для поршня.
Навскидку видно, что объём данных установок также превысит расчётную величину 0,004 м 3 .
Пошаговая инструкция по изготовлению твёрдотопливного котла
Сначала соберём классический агрегат на дровах с нижним розжигом.
Отапливающий котёл на дровах
При изготовлении такого агрегата следует действовать поэтапно:
Соединяя стенки корпуса, следует соблюдать перпендикулярность, для этого нужно воспользоваться угольником
В зольник ссыпается пепел от сгорания топлива
Внутри гнутая труба
Испытание агрегата производят только после полной установки всей отопительной системы.
Видео: твёрдотопливный котёл своими руками
Пеллетный котёл своими руками
Данный агрегат практически не отличается от дровяного. Только в качестве твёрдого топлива в нём используются прессованные опилки - пеллеты.
Пеллеты удобны в использовании
Исходя из вышесказанного, инструкция по сборке котла на данном виде топлива будет идентична описанной ранее. Только решётка для зольника здесь используется с более узкими щелями, чтобы гранулы сразу не проваливались вниз.
Твердотопливный котёл длительного горения своими руками
Данный агрегат отличается от вышеописанного тем, что дрова или пеллеты загружаются и поджигаются в нём сверху, а не снизу. Также корпус изделия цилиндрический. Инструкция по изготовлению выглядит так:
Для корпуса котла можно использовать трубу диаметром 400 мм
В котле дительно горения обязательна труба для подачи воздуха
Пиролизный котёл своими руками
В данном изделии устройство напоминает только что описанное. Но необходимо добавить несколько деталей.
Так как изготовить пиролизный котёл самостоятельно очень сложно, его обычно приобретают целиком. Описанная ниже инструкция представляет собой примерный план действий при монтаже самодельной установки.
Поначалу используют тот же цилиндр, что и в предыдущей технологии. Далее осуществляют следующие действия:
Поршень продавливает топливо во время его горения
Все котлы связывают с общей системой отопления одинаковым образом, поэтому дальнейшее описание - одно для всех приведённых инструкций.
Монтаж обвязки
Подсоединение обвязки к теплогенератору выполняется поэтапно:
Подающий водопровод соединяется с котлом с помощью шарового крана
Расширительный бак служит стабилизатором давления в системе
К радиаторам присоединяется подающая линия отопления
Циркуляционный насос лучше монтировать на обратной линии
Монтаж котла производят в соответствии со строительными нормами. Здесь главное - соблюдение правил пожарной безопасности.
Расстояние от стен до котла должно быть не менее 35 см.
Место для теплогенератора выбирают в частном доме из следующих соображений:
Приведённые инструкции доказывают, что сделать твёрдотопливный котёл своими руками не так уж и сложно. Главное, необходима некоторая сноровка в слесарных делах. Также нужно уметь обращаться со сварочным аппаратом. В то же время сооружённый по всем правилам твёрдотопливный котёл практически не требует ухода. Достаточно лишь раз в сезон очищать его от золы.
Твердотопливные котлы – это не только способ обеспечить автономное отопление дома, но и сэкономить на энергоресурсах.
Действительно ли так выгодно делать твердотопливный котел своими руками? Или же лучше купить готовый агрегат от надежного производителя? Например, на сайте компании Теплодар https://www.teplodar.ru/catalog/tverdotoplivnye-kotly/ представлено 11 моделей отопительных котлов на твердом топливе и 37 их модификаций.
Прежде чем воодушевляться идеей создания твердотопливного котла своими руками, следует разобраться, какие же конструкции сегодня вообще в ходу. В целом все существующие разработки можно разделить на 4 группы:
- котлы традиционные,
- пиролизные дровяные (газогенераторные),
- длительного горения,
- котлы пеллетные.
Традиционные конструкции напоминают обычную печь для дома или буржуйку с минимумом необходимого – окно для загрузки топлива, топочная, зольник и дымоход. Зольник часто выполняет и роль заслонки, с помощью которой регулируют тягу. Никакой тебе автоматики, электроники, градусников и прочих деталей, а значит, гораздо меньше шансов, что что-то выйдет из строя. Главный конструкционный элемент твердотопливного котла – это теплообменник, через который теплоноситель получает «заряд» тепловой энергии. Теплообменник может быть трубчатым или представлять собой емкость для воды из сплошных листов стали.
Впрочем, сегодня традиционными можно назвать и котлы, которые отличаются более сложной системой дроссельных заслонок и перегородок внутри агрегатов – с их помощью можно более тонко регулировать воздушную тягу, а также увеличивать путь горячего воздуха к трубе. Благодаря перегородкам возрастает КПД котла – устройство отдает больше тепловой энергии теплоносителю, в трубу попадает меньше горячего воздуха.
Такие котлы – практически всеядны. Уголь, дрова, пеллеты, да хоть мусор – лишь бы сухое, лишь бы горело. Конечно, совсем простые конструкции не отличаются экономностью – их КПД едва достигает 50%, а зачастую составляет всего-навсего 15–20 процентов. Такие низкие показатели обусловлены тем, что сгорание топлива происходит за очень короткий период времени, выделяется слишком много тепловой энергии, которая попросту вылетает в трубу, или перегревает теплоноситель . Те же дрова сгорают за считанные минуты и для поддержания тепла внутри дома придется как минимум раз в час выполнять полную загрузку топочной дровами. Уголь горит 2–4 часа, опять же, выделяя слишком много энергии. Более современные котлы с дроссельными заслонками и перегородками лишены этого недостатка, они способны выдавать и все 80 % КПД, и гореть на полной загрузке до 8–12 часов, в зависимости от материала, регулируя температуру сгорания.
Пиролизные котлы для дома работают на том же твердом топливе, однако используют совершенно иной принцип работы, выдавая на порядок больше тепловой энергии и отапливая дом на одной закладке в разы дольше. Неудивительно, что такие агрегаты и стоят в полтора-два раза дороже классических твердотопливных устройств. В чем же фишка? Суть работы пиролизного (газогенераторного) котла заключается в так называемой сухой перегонке топлива – под воздействием высоких температур и при недостаче кислорода древесина выделяет пиролизный газ, а в топочной остается древесный уголь.
Реакция пиролиза осуществляется при температуре от 200 до 800°С, причем процесс этот происходит с выделением тепловой энергии, которая идет на подсушивание дров и прогрев воздуха. Затем пиролизный газ поступает в камеру сгорания, где он смешивается с воздухом и возгорается – так и получают основную массу тепловой энергии. Следует отметить, что в процессе сгорания пиролизного газа активные углероды также участвуют в процессах окисления, в результате чего дым на выходе из трубы практически не содержит вредных соединений, состоит в основном из водяного пара и углекислого газа. Впрочем, и выброс СО 2 в окружающую среду в три раза меньше, чем в случае с использованием обычного дровяного или угольного котлов. Чистить пиролизный агрегат придется гораздо реже – в процессе такого поэтапного сгорания топлива образуется минимум золы и сажи, практически все выгорает.
Помимо преимуществ, связанных с высоким КПД, следует отметить возможность получения высоких температур даже из влажных дров. Во-вторых, процессы горения пиролизного газа легко управляются автоматикой, что позволяет своевременно регулировать интенсивность сгорания и экономить топливо.
Максимальная мощность пиролизных агрегатов достигается при использовании сухой древесины (10–20 % содержания влаги). В целом использование сырого топлива снижает мощность котла практически на 50 %, при этом расход топлива увеличивается вдвое. Можно ли сделать пиролизный котел для дома своими руками? Это не только сложно, но и опасно – ошибки в конструкции могут привести даже к взрыву такого самодельного агрегата.
Эта конструкция понравится тем, кто нечасто бывает дома или не хочет постоянно загружать топливо. Агрегаты длительного горения представляют собой разновидность твердотопливного котла, в котором процесс горения (тления) происходит в верхней части топливного слоя, соответственно, и воздух подается сверху. По всему диаметру корпуса идет встроенный водяной контур, благодаря чему теплоноситель прогревается хорошо независимо от того, на какой глубине происходит горение. За счет горения только верхнего слоя длительность работы котла на одной загрузке дров составляет до 30 часов, а некоторые модели, которые подходят для любого вида топлива, могут работать на угле почти неделю! В большинстве котлов нет никакого энергозависимого оборудования, к тому же стоят они относительно недорого, и их можно сконструировать самостоятельно.
Правда, у таких конструкций есть и минусы, в частности, подкидывать топливо в процессе горения котла невозможно. Влажные дрова для топки не подходят, они должны быть хорошо просушены как минимум до 20 % влажности и распилены на короткие бруски. Если отапливать углем, то только высококачественным, с низким содержанием шлаков. Еще один существенный минус – ограниченные мощности агрегатов. Большинство самых популярных моделей работают в рамках 40 кВт.
Упомянем также и о пеллетных котлах – это разновидность твердотопливных, с той лишь разницей, что вместо дров или угля используются топливные гранулы из отходов деревообрабатывающей промышленности. Большинство агрегатов оборудованы специальным бункером, откуда топливо попадает в топочную в автоматическом режиме.
Неважно, делаете ли вы твердотопливный котел своими руками или собираетесь приобрести готовый – вы должны стремиться к получению агрегата с оптимальными характеристиками. Какие именно показатели должны быть у хорошего агрегата?
Начнем с того, какой теплообменник лучше – стальной или чугунный. Чугунный в домашних условиях не изготовить – потребуются не только навыки, но и литейное оборудование, которое так просто в магазине не купишь. Большинство готовых моделей для дома представлены секционными конструкциями, которые отделяются друг от друга при транспортировке и снова собираются при монтаже. В процессе эксплуатации чугун покрываются так называемой сухой ржавчиной, которая, как правило, не прогрессирует и служит своего рода защитной пленкой. Значительно медленнее протекает и влажная коррозия, чем обусловлена долговечность изделий из чугуна – некоторые производители дают гарантию на 10 лет эксплуатации, а в целом такой для дома может прослужить 25 лет. Плюс чугунных теплообменников в более простом обслуживании – чистить их нужно нечасто, поскольку даже существенный нагар не уменьшает КПД котла. Ремонт котла или увеличение его мощности осуществляется также очень просто – путем замены секций или добавления их количества. Среди главных недостатков числятся:
- большой вес котла, из-за чего ему даже бывает нужен отдельный фундамент,
- большие затраты при транспортировке и неудобство в процессе монтажа,
- боязнь термического удара – нельзя загружать в топочную холодные дрова, подавать в разгоряченную систему холодную воду и т. п.,
- высокая тепловая инерционность – долго нагреваются, но и долго остывают.
Сталь намного эластичнее чугуна, а потому разница температур ей не страшна, даже если по обратной линии будет поступать холодная вода. Благодаря этой способности в твердотопливных котлах из стали допустимо использовать чувствительную автоматику. К тому же благодаря меньшей инерционности такие котлы быстрее нагреваются и быстрее остывают, что позволяет оперативно регулировать температуру в помещениях.
Стальные котлы представляют собой монолитную сварную конструкцию, из-за чего перевозка агрегата усложняется, хотя в целом вес котла намного меньше и он не так боится механических повреждений, как чугунный. Что касается ремонтопригодности, то мнения специалистов тут разделяются – кто-то считает, что после появления течи котел лучше выбросить, поскольку в домашних условиях невозможно создать сварной шов такого же качества, как на заводе, а кто-то утверждает обратное. Видимо, все зависит от индивидуального мастерства обращения со сваркой. Однако в любом случае ремонт чугунного агрегата выглядит проще – нужно лишь заменить прохудившуюся секцию.
Большинство чугунных агрегатов независимы от источников электропитания, да и среди стальных много таких – они и стоят дешевле, и не требуют установки циркуляционных насосов. Правда, при установке радиаторов отопления следует придерживаться специальной системы, чтобы теплоноситель под естественным давлением, возникающим внутри котла при нагревании, перемещался по трубам. Вследствие дешевизны такие котлы рекомендуется приобретать даже если в доме уже есть отопительный агрегат – он будет выручать вас в моменты отключения электричества.
Кирпичный твердотопливный котел для дома – один из самых простых и популярных в деревенских условиях. Часто такие котлы можно увидеть в кухонных помещениях – там они совмещают несколько функций. И самое главное – изготовить его может даже человек, никогда не бравший в руки сварочный аппарат.
Из инструментов вам понадобится болгарка с дисками по металлу, сварка, электроды, печной кирпич и раствор для его кладки, листовой металл, уголки, трубы. Если вы действительно не обладаете сварочными навыками, лучше остановиться только на разметке и порезке деталей, а уже сварочные работы получить человеку опытному, знающему. Все-таки сварочные швы в теплообменниках должны быть очень качественными.
Плюс самодельного котла в том, что вы сами можете рассчитать его мощность, габариты, выбрать размеры камеры сгорания топлива. При желании вы сможете установить плиту для приготовления пищи или кормов для домашнего скота, или же сделать кирпичный свод, который будет аккумулировать тепло во время горения топлива и отдавать его в систему.
Чаще всего можно встретить горизонтальную конструкцию регистра, которая изготавливается из круглых труб диаметром 40-50 мм и прямоугольного профиля. Последний упрощает стыковку труб и позволяет делать более качественные швы.
Как сделать твердотопливный котел - пошаговая схема
Шаг 1: Нарезаем заготовки
С помощью болгарки нарезаем трубы и прямоугольный профиль на отрезки нужной длины. В отрезках прямоугольного профиля, которые будут служить вертикальными стойками, следует проделать круглые отверстия под трубы. Это делается с помощью газового резака. Всего нужно 4 отверстия под трубы диаметром 50 мм в передних стойках, и еще 4 того же диаметра в задних. Не забудьте прорезать отверстия для подключения к отопительной системе. Все наплывы, которые образовались при сварке или резке, следует зашлифовать с помощью болгарки, чтобы они не мешали циркуляции воды.Шаг 3: Отвод и подвод теплоносителя
Когда конструкция будет собрана, необходимо приварить отрезки труб для отвода и подвода теплоносителя. Также следует заварить прямоугольные трубы с торца отрезками металла 60 мм на 40 мм.
Шаг 4: Проверка регистра
Перед установкой теплообменника не забудьте проверить его герметичность. Делается это легко и просто – конструкция устанавливается вертикально, нижнее отверстие закрывается любым удобным способом, а через верхнее заливается вода. При отсутствии протечек можно смело монтировать теплообменник.
Дальше готовый теплообменник монтируют в кирпичный корпус, который возводится по тем же правилам, что и любая плита. Между кирпичом и теплообменником должен оставаться зазор не менее 1 см. Теплообменник очень важно выставить так, чтобы сохранялся небольшой подъем в сторону точки выхода горячей воды. Разница между точкой выхода и правым передним верхним углом должна составлять не меньше 1 см. Такой прием необходим для улучшения циркуляции теплоносителя и предотвращения возникновения воздушной пробки при заполнении системы водой.
Кирпичную стенку выводят на 3-4 см выше труб теплообменника. Верхнюю часть закрывают чугунной плитой. Дымовая труба может быть по вашему усмотрению металлической или кирпичной – твердотопливный котел может быть выведен и в уже имеющийся дымовой канал.
Все самодельные отдают часть нужного тепла в дымовую трубу, и чем выше и прямее труба, тем больше будут потери. Чтобы увеличить эффективность агрегата, первым делом нужно усложнить путь отхода дыма – сделать отопительный щит, который представляет из себя удлиненный и изогнутый во многих местах дымоход. Проходя по этим каналам, дым отдает все тепло кирпичу, а кирпич в свою очередь обогревает помещение. Часто отопительные щиты монтируют в межкомнатных стенах, таким образом, отапливают сразу несколько комнат.
Но чтобы использовать эту возможность, необходимо либо установить котел в подвальном помещении либо пристроить к стене многоступенчатый дымоход, который занимает много места. Еще один способ эффективно использовать тепловую энергию – установить водонагреватель, который будет обеспечивать вас теплой водой, нагретой за счет горячих газов, выходящих через дымовую трубу. Проще всего такую конструкцию соорудить из металлических труб разного диаметра – труба поменьше, размещенная внутри емкости из трубы большего диаметра, будет служить дымоходом и одновременно нагревательным элементом, передавая тепло в воду.
И самое главное – установив циркуляционный насос в уже действующую систему, вы автоматически повышаете КПД на 20-30 %.
Естественная циркуляция однозначно необходима, когда дом будет отключен от электричества, однако в остальное время включайте насос и радуйтесь быстрому повышению температуры воздуха в доме.
Твердотопливные котлы являются самым экономичным способом отопления любого помещения. Доступность топлива, независимость от энергетической системы, простота в эксплуатации - все это обуславливает огромную популярность котлов среди населения. К сожалению, далеко не каждый в состоянии приобрести действительно качественное оборудование, поэтому многие из них ищут, как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками - чертежи, схемы, пояснения и отзывы. В нашей статье вы узнаете, по каким принципам работает отопительное оборудование, в чем заключаются особенности конструкций и их последующая эксплуатация.
Разновидности котлов
Все существующие твердотопливные котлы можно условно разделить на 3 группы:
- пиролизные;
- классические;
- пеллетные
Существует и ряд иных классифицирующих признаков, но именно принцип сгорания топлива является определяющим при выборе котла.
Пиролизный
В котлах подобного типа топливо сгорает медленно при минимальном доступе воздуха, за счет чего увеличивается количество горючего газа и при повторном его сгорании КПД котла повышается до 85-90%. И хотя некоторые считают, что изготовить собственноручно такой котел очень сложно, мы расскажем и, главное, покажем, как правило сделать пиролизный твердотопливный котел длительного горения своими руками (чертежи см.ниже).
Классический
Конструктивно это стандартная деревянная печь, где за счет меньшего размера топочной камеры топливо сгорает чуть медленнее. Как правило, именно такие котлы предпочитают изготавливать самостоятельно. О том, как сделать такой классический агрегат, вы также узнаете в статье.
Конструкция таких котлов примечательна не только простотой изготовления, но и возможностью подключения второго контура для получения горячей воды одновременно с отоплением.
Пеллетный
Это наиболее эффективные котлы, коэффициент полезного действия которых приближается к 95%. Основное преимущество в полностью автоматическом процессе, где загруженные в бункер пеллеты посредством шнека пересыпаются в камеру сгорания. Сложная конструкция и автоматика делают его самостоятельное изготовление затрудненным.
Разновидности топлива
На сегодняшний день твердое топливо на российском рынке представлено в большом ассортименте. Это:
- дрова, в том числе евро (спрессованные хвойные или лиственные опилки),
- гранулированные биопеллеты (спрессованные опилки, торф, отходы сельского хозяйства и т.д.);
- уголь - все разновидности и фракции каменного и антрацит;
- отходы деревообрабатывающего и сельскохозяйственного производства.
Для того, чтобы отопление было рентабельным, рекомендуется приобретать или изготавливать универсальный котел, который может функционировать на любом виде топлива. Если вы решили приобрести такое оборудование, обратите внимание на , которые работают на альтернативных видах топлива, причем переключение осуществляется очень быстро и легко. Это могут быть следующие варианты:
- электрические комбо;
- твердотопливные комбо;
- универсальные, использующие любые комбинации топлива.
Конструкция и принцип работы
Принцип работы такого котла относительно прост - снизу подтягивается холодный воздух, проходя через стенки камеры, он нагревается, поднимается вверх и обогревает помещение.
В котлах длительного горения, в отличие от традиционных, доступ воздуха должен быть максимально ограничен. Для того, чтобы увеличить продолжительность горения и сократить количество свободного пространства в камере сгорания, необходимо загружать топливо как можно больше и плотнее.
Необходимые материалы и инструменты:
- труба 0,3-0,5 см;
- металлический лист 0,5-0,8 мм;
- уголки металлические;
- арматура;
- труба диаметром 25 см (можно использовать пустой газовый баллон);
- болгарка;
Процесс изготовления
- Сооружаем контролер поступления воздуха. Для этого к трубе привариваете большой болт. Далее вырезаете болгаркой круг по диаметру трубы, с краю делаете отверстие так, чтобы болт свободно входил и соединяете крышку и с болтом обычной гайкой. Этот круг в дальнейшем позволит контролировать количество поступающего воздуха и, соответственно, интенсивность горения.
- На этой же трубе болгаркой вырезаете небольшие горизонтальные просветы - через эти отверстия в топку будет поступать воздух.
- Из металлического листа вырезаете болгаркой круг диаметром на 0,5-1 см меньше диаметра топки. На круге по центру делаете отверстие, куда вставляете трубу с заглушкой. Привариваете ее 200-300 мм от конца.
- Готовите корпус котла. Если в качестве основы используется газовый баллон, необходимо снять его верхнюю часть с краном, если цилиндрическая труба Ø 25 см, завариваете герметично ее днище.
- Изготовление дымохода. В верхней части цилиндра, отступив от края 10 см, вырезаете болгаркой круг Ø 100 мм и привариваете толстостенную трубу.
- Установка воздухоподающей трубы, для чего в дне топки под трубу вырезаете отверстие и вставляете трубу так, чтобы поддувало выходило за корпус котла. Обязательно располагайте ее ниже дымохода, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию воздуха в системе.
- Изготовление теплорассеивающего экрана. Для этого из листа 10 мм вырезаете круг Ø 20-22 см. Чтобы удобно было пользоваться экраном, к нему можно приварить ручку, для чего подойдет арматура.
- Изготовление конвекционного кожуха. Из металлического листа делаете цилиндр диаметром на 5-7 см больше диаметра топки. Сваркой скрепляете основу печи и конвекционную камеру. Котел уже практически готов.
- Изготовление верхней крышки для котла. Если использовался газовый баллон, в качестве такой крышки будет выступать ранее отрезанная часть. Если котел делали из листа, из него же вырезаете круг аналогичного диаметра и для удобства эксплуатации привариваете к нему ручки из арматуры.
.jpg)
Для того, чтобы обеспечить оптимальную циркуляцию воздуха, рекомендуем приварить ножки или опору к днищу котла высотой 25-30 см. В качестве материала могут выступать металлические уголки или швеллер.
Принцип работы подобного котла длительного горения вы можете посмотреть здесь:
Видео 1 Принцип работы котла модели "Слобожанка"
Видео 2 Котел длительного горения
При изготовлении котла имейте в виду, что ответственность за безопасную работу котла несет в большей степени именно корпус. Для его изготовления необходимо использовать жаропрочную толстостенную сталь, толщиной не менее 5 мм. Чем толще будет сталь, тем медленнее будет нагреваться корпус и дольше сохранять тепло.
Как сделать своими руками
Принципиальное отличие пиролизного агрегата от традиционного заключается в наличии 2-х камер сгорания, где в первой сгорает топливо, а во второй - вырабатываемый горючий газ. Между этими камерами монтируется колосниковая решетка, через которую циркулирует воздух.
Принцип движения теплоносителя через такой котел продемонстрирован на рисунке
Для изготовления пиролизного котла понадобятся следующие материалы и инструменты:
- лист 4 мм;
- трубы толщиной 2 мм;
- сварочный аппарат и электроды;
- плифовальные круги;
- болгарка;
- дрель;
- полосы, арматура и уголки.
Чертеж
Как правильно и в какой последовательности собирать пиролизный котле, вы найдете в видео.
Видео 3 Изготовление и испытание твердотопливного котла 15-25 кВт
Твердотопливный котел длительного горения можно сделать своими руками. Для этого вам понадобятся чертежи, материалы, правильные расчеты и терпение. В итоге вы получите энергоэффективную и недорогую в обслуживании систему отопления, которая безотказно будет работать не одно десятилетие.
Сегодняшний рынок заполнен предложениями об экономичном изделии с водяным контуром для отопления помещений. По заявлениям производителей оно способно при минимальных затратах на топливо максимально долго сохранять тепло в жилье. Такое оборудование очень удобно в использовании в тех местах, где нет возможности применить альтернативный вид отопления (например, согрев природным газом).
Однако стоимость этого изделия далеко не всегда радует дешевизной, поэтому выгодным вариантом будет взять чертеж твердотопливного котла и собрать его самостоятельно.
Разбираемся в конструкции
Огромный ассортимент материалов и доступность информации позволят не испытывать сложностей с изготовлением котла.
Но любой самодельный агрегат, в том числе и твердотопливный котел, требует для сборки знаний тонкостей конструкции и производственного процесса.
Что необходимо иметь
Для выполнения работ понадобится:
- эскиз;
- навык выполнения сварочных работ;
- умение пользоваться газовым резаком;
- навыки конструктора для того, чтобы правильно выполнить разметку и раскрой материала;
- навыки каменщика;
- , работающий на твердом топливе, потребует умения пользоваться электрическими инструментами: например, резьба болгаркой или электроножницами по металлу.
Сбор материала
Для того чтобы приступить к работе, необходимо запастись материалом. Обязательно понадобятся:
- огнеупорный кирпич, строительный песок (глина);
- трубы прямоугольного и круглого профиля, листовой металл;
- колосники;
- дверки для топочного и зольного отверстия;
- чугунная плита для приготовления пищи;
- водонагреватель и насос для циркуляции воды;
- гравий или щебень, вода.
Инструменты
Производственный процесс не обойдётся без болгарки (электрических ножниц по металлу), сварочного аппарата. Также понадобится газовый резак, для работы которого необходим кислородный баллон и баллон с пропаном.
Также стоит запастись маркером по металлу, уровнем, метровой линейкой, шпателем, щипцами, пассатижами, электрической дрелью с набором свёрл. В целях безопасности обязательно нужно подготовить средства индивидуальной защиты - маски и очки. Можно приступать к работе.
Особенности конструкции
Обычное оборудование подобного типа состоит из теплообменника, загрузочного бункера, дымохода, блока управления, форсунки, камеры отвода горячих газов и камеры сгорания.
Самодельный котел, работающий на твердом топливе, в зависимости от положения теплообменника может быть горизонтального и вертикального типа.
В оборудовании горизонтального типа он монтируется в кирпичный корпус. В то время как в оборудовании вертикального типа теплообменник устанавливается на прочный бетонный фундамент.
На фундаменте выстраивается поддувальная камера из кирпича. Над камерой монтируется колосниковая решётка.
Принцип работы
Принцип действия этого оборудования основан на нагревании воды в системе при помощи тепла от сжигания топлива. Подробно процесс работы представлен такими этапами:
- в камеру сгорания загружается топливо. К слову, в виде него могут использоваться торфяные брикеты, уголь, дрова, пеллеты, опилки и прочее;
- нагретый воздух поднимается вверх и выводится через дымоход;
- в процессе движения этот воздух нагревает теплообменник, а он осуществляет нагрев воды;
- нагретая вода вытесняет из системы холодную - происходит циркуляция и остывшая вода возвращается в область теплообменника.
Объём камеры сгорания должен соответствовать номинальной мощности оборудования или же максимальной отапливаемой площади. Это прямая зависимость.
На практике ещё придётся учитывать сезонность, пики потребления горячей воды, функциональную сложность системы отопления или горячего водоснабжения. Камера отвода горячих газов выполняет функции выходного коллектора, который выводит продукты горения по дымоходу.
Повышение КПД
Чтобы повысить КПД агрегата, необходимо учитывать особенности теплообменника, а также полноту и период сгорания топлива. Чем больший размер будет иметь площадь теплового контакта, тем больше тепла будет передано воде от сгорающего топлива. От эффективности сгорания топлива зависит процесс нагрева воды до нужной температуры. Поэтому к расчёту конструкции необходимо отнестись со всей ответственностью - она должна быть безопасной и надёжной.
Эти свойства оборудования напрямую зависят от качества корпуса: он должен быть изготовлен из жаропрочной стали толщиной не менее 5 мм. В случае если для корпуса используется лист из чугуна, то его толщина может быть более 8 мм. Для внутренней системы рекомендуется использовать трубы диаметром до 50 мм с толщиной стенки от 3 до 4 мм.
При конструировании надо продумать сужение водопровода от направления движения горячей воды в сторону холодной и расширение его в обратном направлении. Для этого придётся использовать трубы меньшего диаметра, например, 25 мм.
От теории к практике
Чаще желающие смастерить оборудование своими руками останавливают выбор на вертикальном твёрдотопливном котле. Процесс изготовления будет рассмотрен на примере твёрдотопливного котла для отопления дома площадью 100 м2. Эта система состоит из семи радиаторов и разводки системы водопровода.
Этапы
Итак, делаем теплообменник:
- изготавливаем вертикальные основания теплообменника. Для этого берём четыре профильные трубы длиной по 30 см каждая, которые будут располагаться со стороны камеры сгорания;
- в них газовым резаком делаем по четыре отверстия диаметром 5 см. Неровности убираем угловой шлифовальной машинкой (болгаркой). Должно получиться восемь отверстий;
- в трубах, которые будут находиться в задней части оборудования, проделываем четыре отверстия диаметром 40 мм и четыре диаметром 50 мм. Все они должны располагаться со стороны соединения с передними стойками. В результате должно получиться по восемь отверстий;
- в профильной трубе длиной 500 мм вырезаем отверстие для крепления патрубка, через который будет происходить вывод отработанной воды;
- в верхней части задней стойки делаем отверстие для подачи воды в систему.
Сборка
После чего приступаем к сборке теплообменника. Вертикальные основания соединяются профильной трубой. Для этого её кладём на установленные перпендикулярно поверхности основания. Места соединения провариваем сваркой. Всю эту конструкцию с обратной стороны соединяем профильной трубой с отверстиями для отвода воды. В результате получаем переднюю стенку теплообменника.
Далее вертикальные основания устанавливаем перпендикулярно, и свариваем четырьмя трубами круглого сечения. Получается задняя стенка теплообменника. Переднюю и заднюю стенки соединяем между собой. Для этого надо подвести продольные трубы к отверстиям и проварить их, а затем к конструкции привариваем патрубки для подачи и вывода воды. Стыки завариваем с использованием кусочков металла и проверяем прочность теплогенератора.
После проверки прочности сварки закрываем пробкой патрубок для отвода воды, а в отверстие для подвода заливаем воду. Проверяем герметичность сварочных соединений на видимые протечки.
Корпус
Изготовление корпуса тоже потребует усилий. Для этого из листов жаропрочной стали вырезаем восемь стенок – 2 передние, 2 задние и 4 боковые. Площадь каждой из них должна быть 850 х 300 мм. Все замеры производим метровой линейкой, отрезаем материал болгаркой. После чего вырезаем две пластины размером 450 х 450 мм: одну для днища, другую для верхней плиты котла.
Делаем два отверстия под дверки в передней стенке: первое - на уровне колосника для поджигания топлива и очистки камеры сгорания, а второе – немного выше по уровню для загрузки топлива. В работе используем дрель и болгарку. Из листа нарезаем рёбра жёсткости длиной 80 см.
Монтаж котла
После того как будет изготовлен теплообменник и подготовлены детали для корпуса, можно приступить непосредственно к монтажу самого оборудования. Лучше всего это делать на том месте, где будет стоять самодельный котёл на твёрдом топливе. Конструкция получится очень тяжёлой и неподъёмной.
Что надо будет сделать:
- выкладываем кирпичный фундамент, на который затем устанавливаем нижнюю пластину из стального листа;
- вертикально по периметру нижней пластины устанавливаем внутренние стенки теплогенератора;
- внутрь этого корпуса помещаем колосники и сам теплообменник. Здесь надо учесть, что труба для отвода воды должна быть ниже трубы для её подвода;
- устанавливаем внешние стенки;
- между внутренними и внешними стенками располагаем слой промытого и прокалённого песка для повышения КПД;
- привариваем рёбра жёсткости с внешней стороны котла, а на верхнюю часть корпуса прикрепляем оставшийся лист;
- устанавливаем дверки в отверстия и монтируем дымоотвод.
На поверхность конструкции можно установить чугунную плиту и получить возможность приготовления пищи. Или вместо неё приспособить сделанный своими руками нагреватель для воды. В результате всех мероприятий получится экономичный и надёжный самодельный котёл на твёрдом топливе.
Популярное
- Огэ английский язык тренировочные тесты
- Как подготовиться к УЗИ почек: полезные советы
- К чему снится тюлень мужчинам, женщинам и детям?
- Вкусные крабовые салаты с грибами и кукурузой Крабовый салат с грибами и сыром
- Салат с курицей и огурцом
- Похищение человека видеть во сне
- Молитвы о примирении враждующих после сильной ссоры супругов, родственников, друзей
- «Пошли в лобовую атаку»: как конгресс заставил Дональда Трампа подписать закон о санкциях против России
- Существовал ил на самом деле пророк Даниил?
- БГУ. История БГУ. Белорусский государственный университет Легко ли учиться в БГУ