Модели тт котлов длительного горения своими руками. Как сделать котел длительного горения своими руками – пошаговое руководство. Подсоединение устройства к отопительному контуру
Большинство твердотельных котлов обладают одним существенным недостатком – топливо в них очень быстро выгорает и необходимо следить, чтобы успеть положить следующую порцию. Однако это влечет нерациональное использование дров, брикета, пеллет и, как следствие, высокие затраты на отопление.
Решением подобной проблемы может стать купленный или самодельный котел длительного горения на дровах, который будет поддерживать их продолжительное тление и высокую температуру. Определенные заводские модели могут и вовсе работать без подкладки палений до 20-25 часов. К тому же, они способны отапливаться другими видами твердого топлива, в том числе отходами, которые можно сжигать.
Принцип действия котел длительного горения
Основной принцип работы котлов продолжительного действия основывается не на горении топлива, а на его тлении внутри топочной камеры. В этот момент древесные паленья излучают больше тепла. Добиться такого результата в классическим кирпичных печах невозможно, так как в них не удается создать активную тягу.
Конструкционные особенности печи длительного горения позволяют достичь максимальной эффективности выделения тепла во время продолжительного медленного тления древесины. В самодельных установках одной закладки может хватить более чем на 6-8 часов.
Котел оснащается специальным клапаном – . После того, как поленья начинают обильно гореть, его необходимо перекрыть и максимально сократить поступление кислорода с воздухом внутрь. Постепенно тлея, дрова выделяют так называемый «топочный газ», состоящий из метана, угарного газа и водорода.
Основным источником тепла является именно «топочный газ». Он, попадая в камеру розжига, воспламеняется, очень быстро сгорает и выделяет большое количество энергии.
Смотрите так же, инструкцию о том как своими силами
Как все устроено?
Мастерить котел длительного горения на дровах рекомендуется со стальных труб или бочки диаметром около 30-40 см. При этом толщина стенок обаятельно не меньше, чем 3-5 мм, иначе металл быстро выгорит, установка придет в негодность. В высоту она может достигать 0.8-1 м – чем выше, тем больше дров можно будет заложить. Однако слишком преувеличивать не стоит.
Для увеличения кликните по картинке
Установка делится на три условные части:
- Зона сгорания – в ней отводится дым и тлеет зала
- Зона горения – непосредственно в ней топливо потихоньку тлеет
- Зона загрузки – по высоте она постепенно уменьшается, так как дрова и брикет выгорают
Воздушный распределитель – одно из основных устройств печи, так как он непосредственно влияет на длительность тления, ограничивая зону, в которой происходит горение. Представляет он собой круглый диск из листовой стали толщиной более 4 мм, в котором по середине располагается труба – посредством нее во внутрь топки попадает воздух. Чтобы распределитель беспрепятственно опускался по мере тления топлива, его размер делается немногим меньше топочной.
Чтоб контролировать размер зоны горения, по которой циркулирует воздух, на распределителе имеется крыльчатка высотой до 5 см. Если сделать ее больше, увеличится свободное пространство внутри и дрова будут выгорать очень быстро.
Диаметр трубы для поступления воздуха делается равным 5-6 см. Она может быть цельной или телескопической. При этом отверстие в распределителе не должно превышать 2 см, иначе произойдет перенасыщение кислородом. В верхушке будет не лишней заслонка, которая позволит регулировать тягу.
Самодельный котел длительного горения на дровах может быть также подключен к отоплению в частном доме. Проделать это возможно одним из двух методов:
- Через камеру горения пропускается труба водяного теплообменника, в баке вода будет нагреваться змеевиком, соединенным непосредственно с этой трубой
- Дымовая труба пропускается сквозь выносной бак. Дым в горячем состоянии будет проходить по ней и разогревать теплоноситель
Если сравнивать оба способа, следует отметить: первый намного проще, но второй в несколько раз эффективнее.
Видео — делаем котел на дровах своими руками
Инструкция по изготовлению
Приступая к производственному процессу, необходим начать с подготовки всего самого необходимого:
- Трубы со следующими диаметрами – 30 см, 5-6 см, 10 см (толщина стенок каждой – не менее 3 мм)
- Стальной лист по толщине более 4 мм
- Болгарка
- Аппарат для сварки
- Ручные инструменты
Приступаем к изготовлению котла:
Хорошей альтернативой дровам является — смотрите наш обзор
Дымоход и отражатель
Стенки котла будут постоянно раскаляться и излучать тепловую энергию. Если установка монтируется для отопления небольшого помещения, следует расположить вокруг нее отражатели – они будут распределять поток, увеличивая поступления тепла во внутрь.
Если будет располагаться в помещении с постоянным пребыванием людей, следует подумать об их безопасности. Один из вариантов решения вопроса – обложить конструкцию кирпичной кладкой.
Дымоход можно сделать из трубы 20 мм. Горизонтальный прямой участок должен на 5-10 см быть больше диаметра топочной. Выводить его на улицу необходимо с минимальным количеством перегибов – 2 по 45 градусов.
Несколько других особенностей:
- Дымоход рекомендуется делать разборным, чтобы 2-3 раза в сезон его можно было без труда почистить от копоти
- Соединяться участки дымохода должны в направлении, противоположном движению газа
- Все конструкции и предметы, которые подвержены легкому воспламенению, должны быть отнесены на безопасное расстояние
Возводим фундамент
Можно предположить, что печь длительного горения на дровах будет постоянно разогреваться до высоких температур. Простой выровненный пол для не нее является не самым лучшим решением – следует возвести фундамент.
Основание можно выложить из жженого кирпича или бута. Они не раскаливаются под действием повышенных температур. Все те, кто желает сделать более основательный фундамент, могут залить цельную монолитную плиту.
Котел можно также установить на ножки, которые легко варятся из швеллера. Они прячутся от глаз за кирпичной кладкой.
Использование котла
Поступать в котел длительного горения на дровах воздух должен, в отличие от классической печи, в определенном количестве. Чтобы этого достичь, закладку необходимо делать в полном объеме, стараясь не оставлять свободных полостей. Рекомендуется к поленьям добавлять опилки, пеллеты, торф или сгораемый мусор.
Закладывать топливо необходимо по следующей инструкции:
- Снять крышку и удалить регулятор с бака
- Заложить плотно топливо
- Разбрызгать поверху горючую жидкость
- Установить регулятор, накрыть крышкой и открыть заслонку
- Брось в воздушную трубу лучину и когда начнется тления заслонку прикрыть
Подводим итоги
Простой котел длительного горения на дровах готов. У становить такую конструкцию можно в любом неотапливаемом помещении: от небольшого гаража до мастерской. Если все было сделано правильно – сомневаться в эффективности и высоком КПД не придется.
В негазифицированных населенных пунктах достаточно распространенной является проблема отопления домов в холодное время года. Традиционные обогревательные печки, которые топятся дровами и углем, доставляют хозяевам много проблем. Это и нерациональный расход топлива, и затрата времени на очистку от золы и сажи, и перепад температуры воздуха. Отличным решением данной проблемы является установка твердотопливных котлов длительного горения, являющимися более современным способом обогрева помещений.
Котел длительного горения - это сравнительно новая разновидность твердотопливного прибора для отопления. Этот популярный агрегат достаточно мощный, он может обогреть не только жилое, но коммерческое и производственное помещение.
Он более экономичен, чем классический твердотопливный котел . Кроме того, работать он может беспрерывно на протяжении всего отопительного сезона, если вовремя загружать в него топливо (раз в 3−7 суток) . Для отопления можно применять такие виды топлива, как брикеты, дрова и уголь. Котлы длительного горения производятся как за рубежом, так и отечественные. Есть подобные агрегаты и для промышленного использования, но они очень громоздкие, для их установки необходимо отдельное помещение.
Классификация котлов длительного горения
На современном рынке существует много производителей, выпускающих разные виды котлов длительного горения. Их разделяют по таким критериям, как метод сжигания и вид твердого топлива.
Котлы длительно горения классифицируют по разновидности подходящего им топлива:
- Есть устройства, которые работают на дровах. Некоторые из них отапливаются пеллетами (гранулы из отходов деревообрабатывающих производств).
- Изготавливаются также универсальные твердотопливные котлы, для которых можно применять различные виды топлива - уголь, брикет, дрова и их сочетание.
Большая часть устройств в качестве метода сжигания используют простое сгорание. В процессе совершенствования были изготовлены газогенераторные котлы с повышенным КПД. Для их топки применяется древесный газ и дрова. Такие устройства удобны, в них не образуется сажа и остается совсем немного золы.
Кроме вышеописанных способов, котлы разделяют по зависимости от носителя электроэнергии. Они бывают зависимыми и независимыми.
Принцип работы
Котлы такого типа работают по принципу верхнего горения, смысл которого заключается в том, что очаг горит сверху вниз. Впервые котел с такой системой был изготовлен в 2000 году литовской компанией «Stropuva », сейчас ее применяют многие производители.
В большую камеру сгорания загружается топливо (дрова, брикет, уголь или пеллеты). Ее объем - 500 куб. дм., благодаря чему устройство может работать несколько суток беспрерывно. Воздух нагнетается по воздуховоду с помощью вентилятора, который легко регулируется. Тепло, которое выделяется при сгорании, передается в теплообменник.
Данный принцип работы обеспечивает достаточно длительное горение и большое количество тепловых калорий.
О плюсах и минусах пеллетных котлов рассказывает данный материал:
Основные достоинства
Котлы длительного горения обладают множеством преимуществ, благодаря которым они пользуются большим спросом среди населения.
- большой объем топки, в которую закладывается твердое топливо;
- возможность использования разных видов топлива - пеллеты, опилки, дрова, торф, брикеты;
- длительный период горения без добавления топливного продукта;
- высокая теплоотдача при экономичном расходе топлива;
- простота в эксплуатации;
- экологичность - выброс углекислого газа минимален.
Модели твердотопливных котлов постоянно совершенствуются. Современные устройства в большинстве оснащены электронными системами автоматики и вентиляторами для нагнетания воздуха. Они способны поддерживать установленную температуру воздуха в достаточно больших помещениях при небольшом потреблении топлива.
Самодельные котлы
Данный агрегат для отопления пользуется высокой популярностью, но стоит он совсем не дешево. Средняя его цена - около 1000 у.е., что не по карману многим желающим его приобрести. Основная причина столь высокой стоимости котла длительного горения - это его мощность, от которой зависит поддержание уровня температуры воздуха и возможная площадь отапливаемого помещения. Современные отечественные фирмы-производители работают над созданием устройства с меньшей мощностью, цена которого будет более доступной.
Многие умельцы собирают подобные устройства собственноручно. Хорошим мастерам удается изготовить производительные и надежные агрегаты. Данный технический прибор непрост в сборке, к тому же любая неточность может привести к взрыву, поэтому такую работу следует доверять людям, имеющий опыт в этом деле.
Расчёт мощности котла детально изложен в данной статье:
Шахтный котел
Существует несколько разновидностей котлов длительного горения, которые можно изготовить самостоятельно. Одним из таких является шахтный самодельный котел.
Котел такого вида работает на угле, торфе, дровах, опилках. Загрузочный объем камеры составляет 40 - 50 килограмм дров. При полной мощности и загрузке котел работает 4 - 5 часов, а при минимальной мощности и на полной загрузке сутки. Коэффициент полезного действия составляет 75%. Мощность минимальная 15−20 кВт. Котел работает в автоматическом режиме, так как оснащен автоматической регулировкой мощности.
Делаем пиролизный котел длительного горения
Котлы такой конструкции работают на газе из дров. Газ, выделяемый при высокой температуре из дров, горит желтым или бесцветным огнем. Для котлов длительного горения используют очень сухие дрова. Если дрова недостаточно высушенные, то котел может и не запуститься. Продолжительность работы при одной загрузке составляет около 12 часов.
Такой котел может работать на пеллетах. Это вид топлива из спрессованных древесных отходов. Если котел будет работать на пеллетах, то можно сделать автоматическую подачу
их в топку. Для этого применяются специальные шнеки, которые через определенный интервал времени будут поставлять пеллеты.
Котел необходимо будет выставить на ровную поверхность или сделать фундамент.
Для изготовления самодельного котла длительного горения необходимо иметь инструменты:
- сварочный аппарат;
- болгарка.
Материалы:
- металл листовой с толщиной 4 мм;
- труба металлическая, диаметр 300 мм, толщина металла не менее 3 мм;
- трубы металлические, диаметром 60 мм, и 100 мм.
Приступаем к изготовлению котла:
В котле данной конструкции кислород должен поступать ограничено. Топливо в котел загружают очень плотно, чтобы не оставалось промежутков. В качестве топлива можно использовать дрова, уголь, торф. Загрузку топлива проводят следующим образом:
- снимаем крышку, затем убираем регулятор для подачи воздуха;
- потом топливом загружаем котел до дымовой трубы и сбрызгиваем верх топлива смесью для розжига;
- затем обратно закрываем крышку и ставим регулятор;
- открываем воздушную заслонку и внутрь бросаем лучинку;
- когда топливо начнет тлеть, заслонку прикрываем.
Следует помнить, что при самостоятельном изготовлении котла длительного горения следует быть очень осторожными и внимательными, чтобы не допустить ошибок.
Видео
Видео иллюстрация процесса постройки такого котла:
Твердотопливный котел – агрегат дорогостоящий, и многие домашние мастера хотят сделать его самостоятельно, сократив расходы семейного бюджета на отопление и обслуживание системы. Принципиальная схема твердотопливного котла длительного горения достаточно сложна, но при соответствующей теоретической и практической подготовке сделать этот нагревательный прибор по силам всем, причем он может по некоторым показателям превосходить промышленные образцы котлов на твердом топливе.
Типы пиролизных котлов
Первый шаг при сборке котла длительного горения своими руками – выбрать тип агрегата, который будет зависеть от подготовки мастера, использовании профессиональных и специальных приспособлений и материалов. Найти чертеж твердотопливного котла длительного горения нетрудно, и за основу можно взять такую схему: 
Это самая простая, но надежно работающая схема котла, который использует эффект пиролиза. Какие конструкции нагревательных котлов пиролизного горения еще существуют, и чем они отличаются друг от друга? Основная разница – как конструктивно будет оформлено направление сгорания твердого топлива:
- Аппарат с нижним горением – топливо нужно поджигать снизу. Это традиционная схема работы большинства пиролизных приборов. Такие агрегаты делятся на два подвида:
- Со стандартной схемой горения, при которой уголь, торф или опилки загораются и горят в одной камере сгорания, работающей одновременно и как загрузочная (закладочная) камера, и топливник. Отработанные газы и дым выводятся через дымоход в верхнем отделении топливника;
- Котел шахтной конструкции – шахта для закладки топлива выполняет только свои функции. Топливо загорается снизу, огонь и горячие продукты сгорания топлива движутся через теплообменник, обустроенный в соседней камере;
- Аппараты с верхним горением топлива работают наоборот – горючий материал поджигается сверху, и идет долгий процесс горения, направленный сверху вниз под действием принудительного наддува.
По типу сгорания топлива агрегаты делятся на:
- Котлы со стандартным типом сжигания;
- Агрегаты с газогенераторным или пиролизным сгоранием – топливо сгорает при высоких температурах в камере и при недостатке кислорода. При этом выделяется древесный газ, называемый пиролизным, который также сгорает в процессе его вывода из котла.
Также котлы, работающие на твердом топливе, могут иметь различные схемы и конструкции теплообменников. Сам теплообменник может быть выполнен в виде змеевика, опоясывающего топливную камеру и трубы, или в виде сплошной металлической рубашки, которая закрывает топливник со всех сторон. 
Котел на твердом топливе – как изготовить самостоятельно
Наиболее эффективными по КПД (≥ 90%), несложными в изготовлении и надежными в работе считаются твердотопливные газогенераторные аппараты. Работает такой нагревательный прибор на принципе «медленного» горения топлива при недостаче кислорода в топливнике. Из-за недостатка кислорода в камере образуется большой объем горючих газов, сгорание которых происходит в следующей камере. Примечательно, что горючие материалы – это дешевые и доступные дрова, торф или солома в брикетах (пеллеты), отходы маслобойни (шелуха подсолнечника), уголь, стружки или опилки, бытовые отходы.
Промышленный пиролизный котел стоит дорого (минимум 600-700$), хотя нравится многим своими характеристиками. По этой причине собрать котел верхнего горения в домашних условиях – проблема востребованная, решающая экономические семейные вопросы. 
Сложности сборки не отпугивают мастеров – нужно уметь обращаться с электросваркой, читать чертежи и схемы. Нагревательное оборудование с нижней камерой сделать дороже и сложнее, поэтому для самостоятельной сборки котла рекомендуется схема с пиролизным сгоранием, камера для которого смонтирована в верхней части корпуса. 
Устройство и изготовление котла с верхним горением
- Для изготовления корпуса котла необходимо заготовить две металлические формы с разными размерами, которые соединяют сваркой друг с другом. Проще всего найти цилиндрические корпуса, например, от газовых, кислородных или других баллонов. Баллон большего размера будет служить наружным кожухом, меньший баллон – топочной камерой котла;
- Расстояние между баллонами будет работать как рубашка – по нему будет проходить теплоноситель;
- Баллон меньшего размера делится стальной перегородкой на два отделения – одна часть работает как топливник и воздушный распределитель, в другом отделении дожигается газ, выделяемый при реакции пиролиза;
- Распределитель делается в виде телескопической конструкции, с одного торца которой сваркой крепится плоскость с лепестками, равномерно распределяющими сгорающие выделения;
- С обратного торца в зону сгорания поступает воздух, чтобы поддерживать постоянное горение топлива;
- Сгорая, объем закладки уменьшается, и распределитель передвигается ниже, перераспределяя подачу воздуха;
- Чтобы контролировать горение, устанавливаются специальные приборы, работающие от электричества;
Для изготовления пиролизных котлов силами умельца понадобятся простые инструменты, недорогие материалы и понятные схемы:
- Необходимо разработать свой чертеж или изготовить котел твердотопливный длительного горения своими руками чертежи для которого можно отыскать в общем доступе. В крайнем случае можно работать с общей или принципиальной схемой, на которой будут указаны основные размеры конструкции;
- Аппарат постоянного тока для сварки металла, электроды 3 и 4 мм;
- Болгарка и диски по металлу (шлифовальные и отрезные);
- Металлический цилиндр (стальная труба или баллон) L = 1,3 м, Ø = 0,5 м, H = 3 мм (L – длина цилиндра, Ø – диаметр цилиндра, H – толщина стеки цилиндра);
- Металлический цилиндр (стальная труба или баллон) L = 1,5 м, Ø = 0,45 м, H = 3 мм (L – длина цилиндра, Ø – диаметр цилиндра, H – толщина стеки цилиндра). Если нет баллонов или подходящих труб, можно изготовить корпуса из стальных листов размером 1250 х 2500 х 2,5 мм, прокатать их на заводе и сварить из них круглые корпуса;
- Стальная труба Ø 60 мм, длина изделия – 1,2 м;
- Два узких железных цилиндра Ø 0,5 м, шириной 25 мм. Такие элементы можно сформировать из листового железа и сварить;
- Стальной лист для дверцы загрузочной и зольной камер;
- Навесы, ручки для открывания дверец, воздушные задвижки;
- Обрезки металлического уголка для ножек корпуса и для изготовления лопастей;
- Асбестовый шнур или полотно из асбеста для теплоизоляции топочной и зольной дверцы;
Как изготовить корпус котла из труб
- Стальные трубы 0,5 и 0,45 м вкладываются друг в друга и соединяются металлическим кольцом, сделанным из пластины шириной 25 мм;
- Из листового железа вырезается заготовка Ø 0,45 м, один торец труб заваривается, чтобы получить цилиндр с тепловым контуром шириной 25 мм;
- В торце цилиндра вырезается прямоугольное отверстие размером 150-100 мм для дверцы зольной камеры. Затем люк приваривается, сама дверца крепится на петли и оснащается воздушной задвижкой;
- Выше по корпусу вырезается прямоугольник для закладки топлива. Размеры топочной дверцы рассчитываются, исходя из размеров топлива. Приваривается люк и на петли крепится дверца, которая также оснащается задвижкой. Дверцы рекомендуется варить с двойными стенками и с асбестовыми прокладками, чтобы уменьшить тепловые потери;
- Сверху в корпусе вваривается отрезок трубы для выпуска продуктов сгорания топлива;
- По размерам рубашки верху и внизу привариваются отрезки труб Ø 1 дюйм или ¾ дюйма, через которые будет подключаться отопление дома. На трубах нарезается резьба;
Осталось проверить все швы опрессовкой водой под давлением ≥ 2 кг/см 2 .
Как сделать распределитель воздуха
- Из листового железа необходимо вырезать заготовку меньше на два-три сантиметра, чем, Ø внутр котла. По центру этой заготовки нужно вырезать сваркой отверстие Ø 60 мм (такое же, как диаметр трубы распределителя);
- После изготовления распределителя для котлов нужно его закрепить. Для этого вырезается стальной круг Ø 500 мм, и по центру прорезается отверстие Ø 60 мм. Распределитель устанавливается в агрегат, верхнюю часть распределителя нужно продеть в это отверстие, после чего крышку котла можно герметично приварить. Для подъема и опускания распределителя к петле крепится стальной трос;
- Снизу на круг привариваются отрезки уголка или швеллера, которые будут выполнять роль лопастей. Их можно изогнуть, как на фото, но можно оставить прямыми;
- На противоположном конце сваркой крепится железная петля для подъема распределителя, устанавливается заслонка, которая предназначена для регулирования воздушной струи в зоне сгорания топлива.
Пиролизные котлы длительного горения своими руками чертежи которых в большом разнообразии можно найти в общем доступе, могут быть с нижней камерой, но такие конструкции намного сложнее изготовить своими руками. Такие агрегаты конструктивно выполняются с дымососом или с принудительным наддувом.
В таком исполнении воздух в камеру, предназначенную для догорания топлива, вдувается принудительно. Такой наддув создает высокое давление, благодаря которому происходит практически полное догорание. Вентилятор может крепиться или сразу на дверце топливника, или сбоку, с присоединением к камере металлическим рукавом. 
Преимущества котлов с нижним горением топлива:
- Вентилятор наддува может быть абсолютно любым;
- Возможно совмещение топочной камеры с камерой догорания, так как осуществлением наддува обеспечивается необходимый объем воздуха, и регулировать его можно мощностью вентилятора.
Но это преимущество имеет и негативные стороны:
- Из-за высокой скорости воздушной струи не весь воздух направляется в центр очага горения, и топливо будет сгорать не полностью;
- Также из-за высокой скорости воздуха небольшой процент пиролизных газов не сгорает, попадая в дымоход в первоначальном виде, поэтому КПД более 80-90% получить с такой организацией процесса сгорания невозможно.
- При слишком сильном наддуве котел может просто взорваться, поэтому необходимо тщательно рассчитывать скорость наддува и величину создаваемого давления.
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? Разберемся вместе!
Готовые решения – какой котел купить?
Откровенно говоря, самодельный котел длительного горения вряд ли обойдется дешевле, чем приобретение уже готового варианта. Учитывать нужно не только стоимость материалов, но и время, потраченное на создание агрегата своими руками. Плюс ко всему мало у кого с первой попытки получается сделать все правильно – обязательно в процессе эксплуатации всплывут ошибки, которые потребуется исправлять, что чревато новыми затратами.
Нужно также понимать, что многие технологии, которые используют производители котлов, недоступны простым обывателям и заменить их нечем. Например, в быту без дорогостоящего оборудования не повторить порошковую окраску котлов, которая существенно продлевает сроки их эксплуатации. Точность деталей, качество сварки – все это существенно отличается в самодельных и покупных вариантах. По этим причинам большинство предпочитает приобретать уже готовые варианты, к тому же предложений сегодня хоть отбавляй.
Сегодня отлично зарекомендовали себя котлы длительного горения литовского производства Stropuva (Стропува) или Candles (Кандлес) – эти агрегаты способны проработать на одной загрузке дров до 40 часов, а при загрузке углем – все 5 суток. Модели, работающие на дровах, маркируются буквой S, тогда как работающие в том числе и на угле – буквой U. КПД таких котлов – до 90 %. В конструкции этих агрегатов прогорание идет сверху вниз – топливо горит по принципу свечи. Из-за того, что пламя сверху, дрова и уголь прогорают гораздо лучше, поэтому чистить котел придется гораздо реже.
Альтернативные варианты – газогенерация и пеллеты
К котлам длительного горения можно отнести и , а также котлы, работающие на пеллетах. Пиролизные (газогенераторные) котлы загружают дровами раз в 8–12 часов. Поначалу происходит стартовый розжиг топлива, чтобы внутри котла температура достигла отметки 800 °С. При такой температуре становится возможной газогенерация – с помощью задвижек устанавливается нужный режим, а именно ограничивается доступ кислорода к горящим дровам. В результате выделяется древесный газ, который и сгорает в специальной камере, а уже затем происходит сгорание древесного угля. Золы и сажи образуется минимальное количество. КПД газогенераторных котлов – около 85 %.
Главное достоинство пиролизных агрегатов – экономичное потребление топлива. Благодаря этому отопительный сезон обойдется вам в два-три раза дешевле, чем обычно – так и окупается высокая стоимость подобных устройств. Однако с другой проблемой придется бороться постоянно – дровяной котел подобного типа эффективно работает только на очень сухом топливе или чистом угле.
Пеллетные котлы с автоматической подачей топлива могут работать бесконечно долго, главное, чтобы рядом был нужный объем топлива. Строение таких агрегатов практически не отличается от обычных твердотопливных котлов, за исключением автоматической подачи топлива. Бытовые котлы имеют контейнер, куда и засыпают пеллеты – одной загрузки бывает достаточно на несколько суток. В целом на обслуживание агрегата в неделю уйдет около 20 минут – этого достаточно, чтобы выносить изредка золу и подсыпать топливо в бункер.
Общий обзор котлов доступной конструкции
Особенность конструкции котлов с верхним горением – подвод воздуха к месту горения с помощью телескопической трубы. Сделать подобный дровяной агрегат своими руками – задача не из простых даже для опытных мастеров. По этой причине в большинстве случаев самодельные твердотопливные котлы длительного горения имеют традиционное нижнее горение, а длительность работы агрегата достигается за счет увеличенного объема топлива и подключения автоматических регуляторов, которые можно приобрести отдельно и установить на любой котел. Топливо в такой агрегат загружается через верхний люк, а для поджога предназначен нижний люк, через который также вычищают продукты горения.
В топливную камеру воздух подается через поддувало и колосники, с помощью дверки поддувальной камеры регулируют подачу воздуха и силу горения. В зависимости от конструкции агрегаты изготавливают из листовой стали толщиной 3–5 мм или же из труб диаметром как минимум 300 мм. Сталь подойдет обычная, но лучше приобретать жаростойкую или же использовать двойной слой материала. Роль теплообменника могут выполнять как сами стенки, так и регистры, либо комбинация того, и другого.
Главная задача при создании такого агрегата своими руками – обеспечить наибольшую площадь контакта топлива с поверхностью теплообменника, за счет чего и повышается КПД.
Простота конструкции обеспечивается тем, что водяной контур контактирует непосредственно с пламенем. Однако следует учитывать, что в дымоход все же будет улетать большое количество тепла, поэтому дополнительно можно создать водонагревательный аппарат. Для его обустройства нужны две трубы разного диаметра и немного листовой стали. Труба побольше будет служить контейнером для воды, а труба диаметром поменьше будет выполнять роль дымохода и нагревательного элемента.
Шахтного типа – более сложный для исполнения своими руками, однако отличается высоким КПД. Такие агрегаты состоят из двух камер – первая служит отсеком для загрузки топлива, а вторая, расположенная сбоку, содержит теплообменник. Когда топливо поджигается в соседней камере, пламя и горячие газы за счет тяги поступают в камеру с регистром и нагревают теплоноситель внутри труб. Поскольку дым проходит долгий путь от места горения до выхода в атмосферу, он практически полностью отдает тепло регистру.
Сложно, но выполнимо – горение топлива сверху вниз
Даже на примере обычной спички вы сами можете убедиться в эффективности горения сверху вниз. Спичка в вертикальном положении с пламенем внизу выделяет тепло, которого хватит, чтобы нагреть градусник до 60 °С. Если же спичку перевернуть, за счет долгого горения градусник можно нагреть до 120 °С. В масштабах отопительного котла этот принцип обеспечивает равномерное и длительное горение топлива, однако в этом случае обязательно нужна водяная рубашка, которая охватит всю поверхность топочной камеры. Регистры в подобной конструкции не обязательны, однако их наличие добавит 5–10 % к общему КПД котла.
Чтобы изготовить такой дровяной котел своими руками, вам понадобится мощная болгарка для резки металла и еще одна для выполнения шлифовальных работ. Впрочем, металл лучше порезать при покупке на металлобазе, поскольку при резке болгаркой высока вероятность перегреть материал в месте реза, из-за чего он станет слишком хрупким. Также нужен хороший сварочный аппарат. Листовой металл выбирайте толщиной минимум 4 мм, желательно жаростойкий. Понадобится и несколько труб, одна диаметром 300 мм и длиной метра полтора-два с толщиной стенок 3–4 мм и трубы с диаметром 60 мм и 100 мм – первая для распределителя воздуха, вторая для дымохода.
Для водяного отопления частного дома разработано много конструкций отопительных приборов. Своей эффективностью и непритязательностью в обслуживании выделяются шахтные котлы. Их стоимость довольно высокая, поэтому многие умельцы повторяют в домашних условиях заводские модели или изготовляют по собственному проекту.
Шахтный котел – конструкция и принцип действия
Шахтный отличается от других продолжительностью горения и особенностями устройства. Часто подбрасывать топливо не требуется, он имеет топливную камеру большого объема, горение медленное. Разработано два вида шахтных котлов: с обычным горением и пиролизный. Каждый имеет сходное устройство из двух камер: в одной сжигается топливо, во второй устроен теплообменник.
Шахтный котел с обычным сгоранием более простой по устройству. Половину всего объема занимает топка высотой почти на весь агрегат, но небольшой ширины и глубины. Сбоку или сверху находится люк для загрузки топлива. Топочное отделение при взгляде сверху внутрь напоминает шахту, отсюда такое название. Под топочной камерой находится зольник, отделенный от нее колосником. Через зольниковую дверку открывается доступ не только к нему, но и к топке. Шибером, расположенным под дверкой, регулируется поступление воздуха.
Вторая важная часть – камера с теплообменником, наполненным водой или, если котел не используется для , жаротрубный. Газы поступают в нее из топливника через отверстие и выходят через дымоход, попутно нагревая теплообменник. Из него вода по трубам поступает в систему или горячий воздух прогревает помещение.
Пиролизный котел шахтного типа имеет схожую конструкцию, но изготавливается с некоторыми дополнительными элементами:
- 1. Камерами, в которых сгорает и догорает угарный газ. Располагаются снизу теплообменного пространства, стенки обложены шамотным кирпичом.
- 2. Несколько труб с большим количеством маленьких дырочек. Через них подается воздух для камер сгорания и догорания.
- 3. Вверху у стенки расположены задвижки для разделения двух камер.
Принцип действия пиролизного котла несколько другой. При топке ограничивают поступление воздуха, медленное горение вызывает образование большого количества газов, которые поступают в дополнительные камеры и сгорают. В котлах сжигают любое твердое топливо: уголь, дрова, пеллеты. Одной закладки угля хватает для пяти суток, дров – не более тридцати часов. За счет полного сгорания такие котлы обладают высоким КПД – до 90%.
Устройство продолжительного горения – классическая схема
Предлагаемая конструкция имеет мощность 22 кВт, КПД 75%. Работает на дровах 10 часов без догрузки, на угле – сутки. Топка имеет объем 83 литра до нижнего края загрузочного отверстия. Котел оборудуется автоматикой польского производства: блоком управления с термодатчиком KG Elektronik SP-05 и вентилятором DP-02. Общий вид показан на чертеже.
Работает устройство следующим образом:
- 1. В топливник загружаются дрова и поджигаются. Дверцы закрываются герметично.
- 2. На блоке управления выставляется требуемая температура нагрева, не менее 50°. Нажимается кнопка блока и вентилятор начинает нагнетать воздух.
- 3. Когда достигается выставленная температура, прекращается подача воздуха вентилятором. Дрова медленно тлеют, тепла дают очень мало.
- 4. Через некоторое время температура падает. Вентилятор опять включается и продолжается горение.
Электронный блок регулирует процесс горения, который происходит при максимальной эффективности. Тление практически отсутствует, применяются режимы интенсивного горения и ожидания.
На следующем рисунке показан вид изнутри.
Твердое топливо сжигается по классической схеме: тепло напрямую передается на стенки водяной рубашки и свод бака. В него вмонтирован теплообменник, забирающий тепло от газов. В топку черех воздуховод снизу подается подогретый воздух. Топливо, загруженное в больших количествах, обеспечивает продолжительное время работы котла. В ожидании, когда отключается вентилятор, воздух полностью перекрывается гравитационной заслонкой, срабатывающей от автоматики, естественная тяга перекрывается.
Чертеж демонстрирует заднюю часть с жаротрубным теплообменником.
Изготовление отопительного прибора – последовательность сборки
При сборке своими руками пользуемся чертежами, придерживаемся указанных размеров. Последовательность следующая:
- 1. Вырезаем из 4-миллиметрового металла корпус: днище, боковые стенки, крышку, дверные проемы. Все прихватывается к днищу, которое выпускается в стороны, как на чертеже. Внутри сваркой закрепляем уголки, которые послужат полочкой для колосника.
- 2. Стыки тщательно провариваем и приступаем к водяной рубашке из металла 3 мм. Она отступает от стенок корпуса 20 мм и, чтобы установить ее, привариваем на корпус стальные полосы. К ним привариваем обшивку.
- 3. Установка жаровых труб сверху котла. Прорезаем отверстия в тыльной и передней стенках, вставляем несколько труб, завариваем на торцах.
- 4. Вырезаем дверцы, привариваем изнутри две полосы, между ними укладываем асбест для уплотнения. Колосники размером 360×460 мм нарезаем из уголков и привариваем к полочкам наружным углом.
- 5. В стенки бака врезаем штуцеры на подающий и обратный трубопроводы, патрубок дымового канала. Ввариваем воздуховод из профильной трубы 40×60 мм. К нему через фланец будет крепиться вентилятор. Воздушный вход осуществляем через заднюю стенку.
- 6. Привариваем дверные петли и закладки для крепления декоративного каркаса. Бак котла обертываем базальтовым утеплителем, закрепляем шнуром. Крепим каркас саморезами к закладкам, устанавливаем дверцы.
На воздуховод устанавливаем вентилятор, электронный блок сверху котла, а датчик прячем под утеплитель.
Шахтный пиролизный котел – особенности устройства
Котлы с дополнительными камерами для полного сжигания газов, образующихся в процессе топки, эффективнее классических котлов длительного горения. Газы выделяются при высокой температуре и, благодаря особому устройству котла, полностью сгорают, давая дополнительное тепло. Дрова используются только очень сухие, на мокром топливе система не работает. Использование дровянных пеллет позволяет автоматизировать их подачу.
Приступая к изготовлению отопительного котла, следует тщательно изучить схему, понять работу, ознакомиться с рабочими чертежами. В любую конструкцию можно внести некоторые изменения, которые не касаются принципиального устройства. Изменения связаны, как правило, с внешними размерами, подключением и вызываются конкретными условиями. Предлагаем чертежи пиролизного котла мощностью 40 кВт, который можно взять за основу для самостоятельного изготовления.
На схеме обозначены: A – контроллер; B – загрузочная дверца; C – зольник; D – дымоотсос; E – место установки датчика; F – патрубок для установки предохранительного клапана; G – труба горячей воды; H – защитный теплообменник – холодная вода; K – теплообменник – горячая вода; L – обратка; M – расширитель.
Чтобы сделать котел, понадобится:
- листовой металл толщиной 4 мм;
- труба толстостенная диаметром 32 мм, 57 мм, 159 мм;
- профильная труба 30×60 мм и 40×80 мм;
- электронный блок управления, вентилятор.
Количество материалов рассчитываем исходя из конкретных размеров изделия. Для большей наглядности рассмотрите вид корпуса пиролизного котла изнутри.
При первом пробном запуске определяем КПД конструкции, легче всего это делается по дыму: если не чувствуется запах угарного газа, КПД высокий. Вместо водяного контура иногда используют котел с воздушным обогревом. Такая система выгодна для дач, где хозяева бывают наездами, и воде в системе отопления грозит размораживание. Горячий воздух подается по трубам, а поступает самотеком от пола. Устанавливаем шахтный котел на прочном бетонном фундаменте.
Вариант из кирпича и металла – дешевле и проще
Облегчит и удешевит создание шахтного котла с нижним горением применение кирпича. Из металла делаем только теплообменник вертикального типа. Его можно изготовить
- из листового материала;
- из листов металла с врезкой труб;
- только из труб.
Наибольшая эффективность чисто трубного теплообменника, но он и самый трудный в изготовлении. Внешний вид показан на рисунке, размеры подбираются изготовителем.
На прочном бетонном фундаменте выкладываем поддувальную камеру, устанавливаем колосник. Ставим теплообменник, делаем вокруг него кладку стенок из качественного кирпича. При кладке устанавливаем две дверки. Нижняя дверца ставится так, чтобы можно было поджечь топливо и очистить топку и поддувало от золы. Можно установить две отдельные дверки вместо одной большой. Верхняя дверка служит для загрузки дров, угля, ее можно расположить на лицевой части котла, а можно сверху в виде люка.
На рисунке внизу показан общий вид шахтного котла со стенками из кирпича.
Несколько замечаний по кладке кирпичных стен котла и монтажу. Достаточной будет толщина облицовки в полкирпича. Теплообменник выставляем, чтобы выход горячей воды оказался в самой высокой точке. Это предотвратит создание воздушных пробок, улучшит циркуляцию воды. Кладка проводится с перевязкой швов, поднимается на 2–3 см выше обменника. Дымовую трубу выкладываем из кирпича или устанавливаем из металла.
