Делаем твердотопливный котел своими руками

Твердотопливные котлы своими руками из кирпича с водяным контуром можно изготовить с теплообменниками разной формы и конструкции из отрезков труб или полос листового железа. С некоторыми вариантами таких котлов можете ознакомиться в данной статье.

Схема устройства

Схема работы котла на твердом топливе

Современные технологии производства выпускают модели, дымовые выбросы которых не превышают допустимых значений. По сравнению с угольными котлами они вырабатывают гораздо меньше углекислого газа. Внутренняя поверхность котла должна быть оснащена огнеупорным покрытием, увеличивающим срок службы. Это немало важный фактор при неоднократном использовании сырых дров.

Действие дровяных котлов отопления основано на процессе горения. Чтобы не возникала опасность задымления, необходимо строго соблюдать предписываемые параметры высоты дымовой трубы.

Положительным моментов в работе твердотопливных котлов является их многофункциональность, простота ремонта и монтажа, продолжительный срок эксплуатации. При покупке данного оборудования следует обратить внимание на то, чтобы отопительный котел на твердом топливе был оснащен топкой затяжного горения.

Конструкция котла на твердом топливе

Рисунок 1. Чертеж конструкции отопительного агрегата.

Прибор на твердом топливе состоит из следующих частей:

  • бункер;
  • колосники;
  • емкость для воды;
  • трубчатый теплообменник;
  • дымоход;
  • дроссельные заслонки.

Конструкция отопительного агрегата представлена на чертеже (рис. 1).

Сюда входит бункер, предназначенный для сжигания твердого топлива. Он оборудован колосниками для подачи воздуха. В конструкцию входит емкость для воды, которая представляет собой теплоноситель отопительной системы. Трубчатый теплообменник – это основной элемент котла.

Дымоход предназначен для создания тяги, которая необходима для поддержания горения в топке. Дроссельные заслонки регулируют тягу воздуха и перекрывают каналы после отключения огня в котле. Для поддержания постоянного тепла в доме котел снабжен водяным аккумулятором.

Аккумулятор по своей конструкции представляет собой бак, который устанавливают в верхней части котла. Этот бак во время горения отопительного котла накапливает тепло. После выключения котла горячая вода проходит по системе отопления и нагревает помещение.

Рисунок 2. Схема отопления котла с указанием размеров.

Добавочная емкость из стали, которую располагают над аккумулятором, представляет собой резерв горячей воды для хозяйственных целей.

Такой бак предназначен для получения горячей воды и создания удобств для хозяйства в дачных домах. Он не является обязательным элементом отопительного котла. Монтируется дополнительно в случае отсутствия горячего водоснабжения в доме.

Предварительно нужно составить схему отопления котла и его составных частей. С целью улучшения качества прогрева помещения разрабатывают своими руками чертежи. Составляют схему отопительного котла для конкретных условий.

Схема отопления котла с указанием размеров представлена на рис. 2, где показаны контроллер контура котла, загрузочная дверца, дверца зольника, дымосос, муфта, патрубок, подвод холодной и горячей воды, магистраль котлового контура.

Пиролизный котел: преимущества и недостатки

Очевидные плюсы:

  • Увеличенная камера загрузки для топлива;
  • Высокий КПД, позволяющий дольше поддерживать заданный температурный режим;
  • На одной загрузке топлива способны работать до 24 часов;
  • Возможность регулировки мощности от 40 до 100%;
  • При сжигании не образуется сажа, только зола да и то в минимальном количестве.

Недостатки:

  • Классический недостаток — высокая стоимость котла. Изготовить пиролизный котел своими руками решает эту проблему;
  • Требуется принудительная тяга, вследствие чего возникает необходимость в постоянном подключении к электроэнергии;
  • Внушительные габариты конструкции;
  • Обязательное использование сухой древесины. Добиться эффективного процесса пиролиза с топливом с повышенной влажностью невозможно. Содержание влаги, существенно снижает КПД.

Как повысить КПД твердотопливного котла, в том числе и изготовленного своими руками

Недостаток всех твердотопливных котлов в том, что часть тепла уносится в дымовую трубу, снижая их эффективность – особенно при прямой и высокой дымовой трубе. Чтобы уменьшить потери тепла, и увеличить КПД котлов на твердом топливе можно воспользоваться способами, которые я применил в своём доме.

Читайте также:  Калькулятор расчёта общего объёма системы отопления

Первый способ — использование энергии дымовых газов для дополнительного нагрева помещения

Для этого необходимо, чтобы твердотопливный котёл находился в подвальном помещении или в цокольном этаже дома и перепад высоты между подом топливника котла и верхним срезом дымовой трубы был достаточно большой – не менее 7 м.

Для использования тепла, которое уносится в дымовую трубу, в комнате или между комнатами возводится отопительная печь или отопительный щиток. Твердотопливный котёл располагается так, чтобы он находился под печью или щитком. Конструкция отопительной печи выполняется так, что через её дымообороты проходят дымовые газы из котла. При выходе из топливника печи устанавливается задвижка, которая закрывается при топке котла и открывается, когда необходимо протопить печку, например в межсезонье, когда котёл ещё не топится или в другом случае.

Рис. 7 Вариант расположения твердотопливного котла (горизонтального) в доме: 1 — теплообменник; 2 — корпус  котла; 3 — плита или 14 — свод из кирпича (как вариант); 4 — обратка; 5 — циркуляционный насос; 6 — запорные краны; 7 — труба с нагретой водой (подающая); 8 — топливник печи; 9 — печь; 10 — задвижки; 11 — перекрытия; 12 — расширительный бак системы отопления; 13- дымовые каналы печи;  15 — топочная дверка; 16 — поддувальная камера.

Если вместо печи соорудить отопительный щиток, то здесь вообще никаких проблем, так как он представляет собой только дымовые каналы. Длина дымовых каналов рассчитывается, как и при кладке печи.

При таком варианте дымовые каналы печи или щитка аккумулируют часть тепла дымовых газов из котла, а в последствии отдают их в помещения. Даже когда радиаторы отопления уже остыли, стенки печи ещё долго излучают тепло, которое бы просто ушло наружу.

Второй способ — использование энергии газов для нагрева воды

Кроме этого, на твердотопливном котле можно установить самодельный водонагреватель, вода в котором будет нагреваться горячими газами, выходящими из котла, через металлическую дымовую трубу. Проще всего такой водонагреватель изготовить из двух отрезков металлических труб диаметром 300-400 мм и 100-110 мм. Внутренняя труба служит одновременно дымовой трубой твердотопливного котла и нагревательным элементом, передавая энергию дымовых газов воде.

Третий способ — принудительная циркуляция теплоносителя

Этот способ позволяет повысить КПД котла на твердом топливе, который установлен в системе отопления с естественной циркуляцией на 20-25%. Для этого необходимо параллельно вмонтировать в уже действующую систему циркуляционный насос с помощью байпаса, который позволяет переключать отопление на естественную и принудительную циркуляцию, в зависимости от того есть электроэнергия или нет.

Видео по теме:

Ниже Вы можете просмотреть видеоролик о том, как можно сделать своими руками твердотопливный котел из кирпича:

//

>Водонагреватели на твердом топливе.

>Электрические котлы отопления

>Печи с водяным отоплением

>Твердотопливные отопительные котлы длительного горения

>Котлы на твердом топливе длительного горения своими руками

< Предыдущая Следующая >

Устройство и принцип работы

Основой принципа работы пиролизного котла длительного горения является выработка газа.

Весь рабочий процесс котла проходит в два шага:

Схема работы пиролизного котла

  1. образование газа в одном из отделений топки, медленное его горение при температурном режиме примерно четыреста градусов,
  2. полное сжигание газа, после попадания его во второе отделение. Температурный режим здесь выше в три раза. Кислород подается принудительно с помощью вентилятора.

Та часть газа, которая называется горючей, состоит из двадцати процентов водорода, шести процентов метана, двадцати процентов углерода. При попадании газа из первого отделения во второе, он сжигается с большой отдачей тепла. Воздух подается принудительно с помощью вентилятора, в этом заключается активная рабочая фаза в отделении полного сгорания.

В результате такого сгорания твердого топлива тяжелые массы и сажа сгорают до конца, а те газы, которые остаются не содержат в себе никаких вредных примесей. Когда идет процесс горения пламя имеет белый цвет. Это свидетельствует о полном выгорании. Дымоход не засоряется сажей и дегтем. Наблюдается пассивный режим горения. Нет копоти. Идет прямая тяга из топки в трубу дымохода.

Читайте также:  Кирпичная печь шведка своими руками — 85 фото и подробная схема

Управление при таком горении будет заключаться лишь в регулировке заслонок отделения топок, дымохода, подачи газа в отделение окончательного сгорания. Время полного сгорания топлива максимум восемь часов, оно зависит от того режима, который выбран. Подобные пиролизные котлы длительного сгорания очень просты и в обслуживании удобны. Они не требуют постоянного присутствия хозяина рядом.

Инструкция конструирования газопиролизных котлов не сложная. Они состоят из топочной камеры сжигания, запираемой дверкой, патрубка обратной подачи жидкости, форсунки, дымоходной трубы, канала подачи вторичного воздуха, теплообменника, патрубка подачи жидкости, регулятора температурного режима и давления.

Схема устройства пиролизного котла

Монтаж твердотопливных котлов

Все отопительные котлы, включая твердотопливные, пиролизные и пеллетные агрегаты, устанавливаются по одной, универсальной схеме, состоящей из следующих шагов:

  1. Работы по подготовке основания.
  2. Монтаж системы, отвечающей за отвод продуктов горения топлива.
  3. Обустройство бойлерной комнаты.
  4. Проектирование и подведение элементов отопительной системы.
  5. Создание обвязки для горячего водоснабжения.
  6. Установка расширительного бака и подключение системы, обеспечивающей безопасное функционирование оборудования.

Регулятор тяги для котлов

Не так давно интенсивность горения дровяных отопителей регулировалась исключительно вручную, путем открывания или закрывания дверцы зольника, откуда происходит подача воздуха в топку за счет естественной тяги дымохода.

Сейчас этим занимается специальное устройство — регулятор тяги для твердотопливных котлов. Хозяину дома только и остается, что выставить желаемую температуру теплоносителя. Вопрос в том, насколько хорошо справляется данный элемент со своими функциями и нужен ли он вообще.

Главную роль в устройстве регулятора играет термостатический элемент, помещенный внутрь цилиндрического корпуса и связанный механически с рычагом и цепочкой, прикрепленной к дверце зольника.

Элемент представляет собой герметичную колбу, наполненную термочувствительной жидкостью, значительно расширяющейся при нагревании. Он находится в том конце корпуса, который вкручивается внутрь водяной рубашки котла и непосредственно контактирует с теплоносителем.

Конструкция изделия от разных производителей может отличаться.

Типовой механический регулятор тяги состоит из следующих элементов:

  • Погружная гильза;
  • Термостатическая капсула;
  • Шток;
  • Исполнительный механизм;
  • Рычаг;
  • Пружина;
  • Настроечная рукоятка;
  • Цепь.

Функционирует устройство следующим образом:

  • жидкость в термостатическом элементе нагревается, контактируя с нагревающимся теплоносителем;
  • благодаря расширению рабочей среды в термостатическом элементе, исполнительный механизм перемещает рычаг;
  • при перемещении рычага ослабляется цепочка и заслонка начинает закрывать отверстие;
  • за счет уменьшения потока воздуха в топку, интенсивность горения топлива снижается;
  • теплоноситель остывает и вместе с этим сжимается рабочая среда в термостатическом элементе;
  • рычаг перемещается вверх, приоткрывая заслонку;
  • регулировка выполняется циклически до полного прогорания топлива, при остывании теплоносителя рычаг поднимает заслонку в верхнее положение.

На торце устройства расположена рукоятка настройки. Она ограничивает ход рычага, определяя крайнее положение воздушной заслонки. Это дает возможность задать определенную температуру теплоносителя, которая будет поддерживаться в автоматическом режиме.

К сожалению, не все котлы пригодны для установки подобного устройства. Потому, прежде чем купить регулятор тяги твердотопливного котла,следует убедиться в том, что Ваш котел пригоден для подобного вида работ и имеет специализированное отверстие для прибора.

Основными плюсами регулятора тяги являются:

  • Простота установки;
  • Отсутствие необходимости электрического снабжения;
  • Простота эксплуатации;
  • Регулятор тяги твердотопливного котла, цена которого очень важна, относительно дешев. Это является видимым преимуществом, потому, очень часто выносится как достоинство, благодаря удачному соотношению цены и качества.

Установить регулятор тяги очень просто, для этого просто необходимо следовать небольшой инструкции:

  • Необходимо хорошо прогреть котел вручную;
  • Вторым шагом будет установка температуры на приборе в 65 градусов по Цельсию;
  • Далее стоит измерить температуру жидкости в системе, и когда она достигнет установленной, то есть 65%, прикрепить регулятор, оставив заслонку приоткрытой, с зазором в пару миллиметров.
Читайте также:  Зачем платить за проект отопления частного дома или квартиры

Следуя этой простой инструкции, можно без труда установить регулятор тяги для твердотопливных котлов, регулируя показатели системы сразу после крепления.

Полезные советы по изготовлению

Чтобы в самодельном котле вы могли использовать любой вид твердого топлива, и устройство прослужило как можно дольше, для топки лучше применять трубы из жаропрочной легированной стали. Но этот материал очень дорогой, более доступной альтернативой будет бесшовная стальная труба 20 марки (используется для перемещения пары).

Если для камеры топки вы используете баллон, то стоит учесть, что итак небольшой объем уменьшится из-за срезанного верха и зольника. Решить проблему можно очень простым способом, сделать котел из двух баллонов, тогда объема топки точно хватит. Также можно обойтись без зольника, а отрезанный верх баллона использовать как крышку. Второй способ весьма эффективный при обогреве небольших помещений.

Когда котел уже готов, дверцу зольника необходимо герметизировать. Вначале плотно подгоните ее к проему на петлях, а по периметру дверцы надо установить асбестовый шнур. Если в вашем котле будет и дополнительная дверца для частичной загрузки, то ее также следует герметизировать.

Поэтапное изготовление твердотопливного котла своими руками

Конечно, сделать промышленный водяной котел своими руками со 100% КПД не получится, но и простое оборудование самостоятельного производства будет отвечать требованиям теплосистемы, если соблюсти все правила и тонкости сборки, монтажа.

Инструменты и материалы

Для работы мастеру пригодится следующий набор:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка с отрезным, шлифовальным диском;
  • электродрель и сверла по металлу;
  • газовый ключ (№ 1-2);
  • молоток;
  • накидные или рожковые ключи, отвертки;
  • пассатижи;
  • угольник на 90 градусов;
  • листы стали толщиной от 5 мм для котла и от 7 мм для колосников;
  • стальные уголки 50х50 для каркаса котла;
  • листы стали для накопительного бака (лучше брать нержавейку);
  • толстостенная стальная труба или набор труб диаметром 32-50 мм для теплообменника.

Особенности изготовления корпуса и теплообменника

Корпус стального агрегата будет выполнять роль топочной камеры, поэтому для уменьшения риска деформации стенок при нагревании, конструкции нужно делать двухслойными. Между листами засыпается чистый сухой песок, который будет поддерживать стабильность формы и нивелировать возможные риски деформации.

Газовый отопительный котел для частного дома и его устройство

Оболочки корпуса изнутри и снаружи должны быть каркасными, чтобы повысить жесткость изделия, а для увеличения прочности стенок камеры сгорания, их снаружи обшивают стальным уголком или профильной трубой, выставляя элементы как ребра жесткости. Переднюю стенку нужно оснастить двумя проемами – один для зольника, второй для дверцы закладочного бункера.

Как только все заготовки для корпуса сделаны, можно изготавливать теплообменник. Для него потребуются нарезанные водопроводные трубы, соединять сваркой так, чтобы получился герметичный контур. Главное требование, изготовить контур так, чтобы проточный отрезок змеевика был максимально возможной длины – это увеличит площадь нагрева трубы, а значит, повысит КПД агрегата.

Инструкция по изготовлению

Когда есть всё необходимое (материал и инструмент), остается лишь собрать котел в такой последовательности:

  • Берем 2 бочки с разным диаметром, толщиной стенок не менее 4 мм;
  • Болгаркой вырезаем отверстия под зольник и водяной контейнер;
  • Устанавливаем один цилиндр меньшего диаметра во внутрь другого;
  • Привариваем крышку над ними, зольник, топку;
  • Закрываем дверцу;
  • Привариваем водопроводные трубы, патрубок для обратного клапана (сброса давления);
  • Внутри печи монтируем решетку;
  • Делаем отверстие под дымоход;
  • Устанавливаем трубу;
  • Проверяем герметичность.

Когда  в котле отсутствуют течи, он подсоединяется к системе отопления и водопроводной сети.

Инструкция по изготовлению
Инструкция по изготовлению

Если в качестве теплоносителя будет отработанное масло или антифриз, то заливаться они будут вручную. Подключения к водопроводу, приваривания патрубков для этого не нужно.

Инструкция по изготовлению
Инструкция по изготовлению
Инструкция по изготовлению

После установки котла своими руками в систему отопления нужно проверить корректность его работы. Правильно собранное устройство будет нагревать теплоноситель (воду или масло) в процессе сжигания топлива. Если он плохо это делает, то следует проверить наличие воздушных пробок в сети отопления, понизить давления паров за счет их сброса.

Инструкция по изготовлению
Инструкция по изготовлению
Инструкция по изготовлению
Инструкция по изготовлению
Инструкция по изготовлению

В любом случае нужно понимать принцип работы такого рода котла, чтобы не было эксцессов и проблем в процессе его эксплуатации.