Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи

Иногда целесообразно сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи и схемы есть в свободном доступе. Умение обращаться с инструментом и умелые руки оказывают хорошую услугу при строительстве собственного дома или дачи. Там всегда есть необходимость сооружения какой-либо конструкции самостоятельно. Ведь это значительно удешевляет любую затею. Не исключение и отопительные агрегаты. В старые времена люди нанимали печника для кладки кирпичных печей. Сегодня наиболее востребованными стали котлы на твердом топливе длительного горения.

Твердотопливный котел длительного горения вполне реально сделать самостоятельно

Определение с параметрами проекта

Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.

Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:

  • высокая интенсивность горения;
  • сложность оперативной регулировки и контроля этого процесса;
  • неполное использование тепла, которое удаляется вместе с дымом через систему вентиляции.

Для поддержания работы обычного котла лучше иметь рядом достаточный запас дров

Разные конструкции

Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.

Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:

  • В начальном положении прижимное устройство (10) находится в верхнем положении.
  • Через дверцу (6) в топку загружают крупную партию дров.
  • После поджигания происходит регулируемый механическим приводом (16) процесс горения.
  • Свежий воздух подается нагнетателем через телескопическую полую внутри штангу. Он распределяется равномерно через прижимной диск (10).
  • Подача кислорода сверху обеспечивает постепенное сгорание топлива, слоями.
  • Золу после завершения цикла удаляют через нижнюю дверцу (13).
  • Для поднятия диска (10) в верхнее положение используют лебедку (2) с электроприводом.

Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.

В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.

Пиролизный котел

Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.

Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.

Пеллетный котел

В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.

Теплообменник для подогрева воды

Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.

Котлы длительного горения на дровах для дома. Необходимость часто подбрасывать дрова весьма неудобна. Однако есть котлы, которые требуют внимание раз в сутки. Подробнее в отдельной публикации.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.

Принципиальная схема котла

Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.

Конструкторскую документацию можно создать без соблюдения стандартов

Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.

Обратите внимание! Не забывайте, что комплект рисунков с размерами надо дополнить списком изделий, которые надо будет приобрести отдельно. Включите в него комплектующие детали фабричного производства, инструменты, расходные и материалы, строительные перчатки и другие индивидуальные защитные средства.

При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор

Внутри крупногабаритного прибора основную часть занимает топочная камера. Ее размер влияет на объем закладки и длительность перегорания сырья. Чем крупнее этот отсек, тем выше производительность. Это следует учесть при выборе агрегата для обогрева помещения большой площади.

Каждая разновидность имеет особенности во внутреннем оснащении. В народе наибольшую популярность приобрели приборы типа Булерьян, имеющие такое устройство:

  1. Металлический корпус цилиндрической формы. Внутри двойных стенок расположена водяная подушка, которая служит теплообменником.
  2. Камера для топлива. Располагается в нижней части.
  3. Пиролизная зона для дожига газа.
  4. Дверца для закладки. Смонтирована вверху топки.
  5. Отвод для подсоединения к дымоходу. Через него выходит наружу угарный газ.
  6. Зольник. Расположен в самом низу. Служит для очистки от сажи, которая просыпается через колосники.

Для правильной работы Булерьяна требуется обеспечить полную герметичность зольного отдела. Он не служит, как это принято в печах, поддувалом. Воздух поступает только через верхнюю камеру. Для регулирования его подачи там делают заслонку.

Классический вариант котла отличается прямоугольной формой, но имеет похожее устройство.

Внутри монтируют чугунный или стальной теплообменник, нагревающий воду, которая затем циркулирует по трубам и подается в контур ГВС. Блок управления устанавливают сверху, чтобы защитить от попадания пыли. Там же оборудуют вентилятор, нагнетающий воздух в топочный отсек.

Котел с верхним горением

Само его название говорит о том, что здесь процесс горения идет наоборот: сверху вниз. Это сделано для того чтобы замедлить сжигание топлива, так как обычно пламя идет вверх и зажигает все дрова сразу.

Итак, конструкция этого аппарата: вертикально стоящая труба, точнее две трубы большого диаметра, входящие одна в одну. Между ними располагается водяная рубашка.

Для подачи воздуха в этой конструкции предусмотрена телескопическая труба, которая поднимается вверх перед закладкой топлива и опускающаяся вместе с ним по ходу сгорания дров или угля. Для изготовления такой конструкции понадобятся:

  • Трубы для корпуса диаметром 450 и 400 мм.
  • Для камеры предварительного подогрева воздуха диаметром 280 и длиной 350 мм.
  • Для телескопической подающей трубы отрезки длиной примерно по 300 мм таким диаметром чтобы входили друг в друга это – 89 мм, 76 мм, и 60 мм.
  • И толстый листовой металл для изготовления дверок; для блина, который давит на топливо и передает ему воздух для горения; для закрытия верха и низа котла и т. д.
  • Дверца для закладки топлива размером 250 х 210 устраивается на расстоянии 579 мм от основания. В самой нижней части еще одна дверца поменьше, для чистки. Колосники в этой модели не предусматриваются.
Читайте также  Ветроэнергетика плюсы и минусы

Конструкция «блина» – это полая деталь из двух одинаковых шайб-дисков диаметром 300 – 350 мм. По окружности диски провариваются стальной лентой, таким образом, чтобы воздух попадал внутрь, только через подающую трубу 60 мм. А для подачи воздуха к дровам, в нижней части диска сверлится множество отверстий.

Котлы длительного горения стоят на порядок дороже, чем их недлительные собратья. Чтобы сэкономить можно собрать конструкцию самостоятельно. Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: материалы для изготовления и особенности эксплуатации.

О том, как правильно спроектировать систему обогрева кровли, читайте тут.

Если вы решили построить двухэтажный дом, то чтобы он был теплым и уютным, нужно правильно организовать систему отопления. В этой статье https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/montazh-sistem-otopleniya/sxema-otopleniya-dvuxetazhnogo-doma.html вы узнаете, какие схемы для отопления двухэтажного дома применяются и в чем особенность каждой из них.

Есть ли о твердотопливном котле длительного горения отрицательные отзывы?

Иногда потребителями оставляются негативные отзывы о конструкциях, но они скорее связаны с общими минусами, которые присущи твердотопливным приспособлениям в целом.

Допускается использовать различные виды топлива

Выделить можно следующие недостатки:

  • для хранения топлива приходится использовать специальные помещения или сооружения;
  • топливо в любом случае необходимо загружать вручную, несмотря на сниженное количество загрузок;
  • при установке любых моделей котлов, работающих на твердом топливе, нужно принимать особые меры безопасности;
  • регулировать процесс горения топлива в камере сгорания с особой точностью невозможно.

Схема установки котла в водяной системе отопления

Обратите внимание! Минусов достаточно много, но все же твердотопливные котлы являются единственным выходом из ситуации, когда магистральные линии газа и электричества недоступны.

Загрузка топлива не может быть автоматизирована

Схема и чертежи

Котел длительного горения на твёрдом топливе устроен очень просто. Для его изготовления понадобится цельная труба, бочка или использованные баллоны из-под газа толщиной от 5 мм. В таком случае металл будет выгорать гораздо меньше, а значит, работа прибора будет более длительной и бесперебойной. Высота конструкции должна составлять от 800 до 100 мм, от нее будет зависеть объём загружаемого топлива.

Все отопительные приборы имеют три элемента:

  • загрузочный бункер — это ёмкость, куда закладывается топливо;
  • топочная камера — место, в котором тлеют дрова и происходит генерация газов;
  • зона полного сгорания — закрытый участок, где перерабатываются древесные газы, скапливается угольная зола и отводится дым.

Топка разграничена распределителем воздуха. Сделать его можно из обычного металлического круга толщиной в 5 мм. В центре необходимо проделать отверстие для трубы, которая будет обеспечивать зону горения кислородом. Диаметр и размер распределительного диска должны быть меньше, чем корпус агрегата.

Раньше в основном использовались шахтные агрегаты

Воздух поступает в нагревательную трубу через верхнюю заслонку, а отработанный газ выходит через дымоход, который закреплен в верху конструкции. В нижней части расположена дверца, через неё легко и быстро можно убрать всю накопившуюся золу и пепел.

В построенном своими руками котле долгого горения топливный материал сжигается полностью, поэтому чистить печь часто не придётся. Такие устройства оборудуются точками подачи и отвода воды, на них устанавливаются термометр и регулятор тяги.

Теплоноситель в водяном корпусе подогревается двумя способами:

  1. В первом варианте нужно изготовить выносной бак, внутрь которого помещают трубу. В таком случае отработанный газ, проходя через дымоход, будет подогревать воду.
  2. Во втором трубу теплообменника пропускают уже через камеру сгорания, затем подключают к ней змеевик, который необходимо расположить в накопительном баке. Этот способ обеспечивает большую эффективность, но смонтировать его гораздо сложнее.

Как видно, котел устроен достаточно просто. Поняв принцип работы устройства, подготовив чертёж и инструменты, можно приступать к монтажу.

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).

Фото 1 Схема устройства пиролизного котла на дровах

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.

Фото 2 Схема классического котла длительного горения

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.

Фото 3 Схема твердотопливного котла с автоматической подачей пеллет

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 комбинированные котлы отопления, 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.

Фото 4 Делаем котел из подручных материалов

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);
  • сварочный аппарат и электроды;
  • болгарка;

Котлы длительного горения

Данные агрегаты по эффективности не лучше традиционных, их показатели примерно такие же: у атмосферных котлов – до 70%, у наддувных – до 75%. А вот продолжительность горения с одной закладки дров или угля у них и вправду увеличена. Это достигается благодаря следующим техническим решениям:

  • увеличенные размеры топливной камеры, куда вмещается вдвое больше дров, нежели в обычный котел;
  • способ сжигания нетрадиционный – сверху вниз.
Читайте также  Бойлеры косвенного нагрева своими руками

Такие теплогенераторы имеют цилиндрическую форму, поскольку реализовать идею в прямоугольном корпусе вряд ли возможно. Топка наполняется дровами доверху, разжигается сверху, а затем на них с помощью телескопической трубы опускается груз с отверстием для прохода воздуха. По мере прогорания груз опускается, из-за чего воздух все время подается непосредственно в зону пламени. На иллюстрации ниже изображена схема твердотопливного котла длительного горения:

Воздух проходит по телескопической трубе тоже сверху вниз, побуждаемый естественной тягой дымохода либо нагнетаемый вентилятором. Конструкцией не предусмотрен теплообменник, процесс нагрева теплоносителя происходит напрямую, хотя дымовые газы тоже успевают отдать часть своего тепла. Благодаря описанному способу сжигания котел и система отопления могут работать с одной загрузки древесины до 12 часов, а угля – до 2 суток.

Как сделать своими руками

Чтобы изготовить котел, необходимо разобраться в особенностях горения слоев, и сделать выбор между оборудованием шахтной и классической компоновки.

Камера сгорания оборудования шахтного типа будет иметь верхнее расположение, а забор воздуха дымохода осуществляется снизу. Такая конструкция позволяет твердому топливу постепенно сгорать сверху вниз, под воздействием естественной тяги. Недостатком таких котлов является периодическая необходимость в очистке заборного дымоходного отверстия в нижней части котла.

Классическая компоновка оборудования требует боковой загрузки, чуть выше нижнего расположения заслонки, регулирующей тягу. Особенность такой компоновки заключается в применении дополнительного шибера (или нескольких) теплообменника, который регулирует направление движения продуктов сгорания, тем самым замедляя процесс горения в камере сгорания.

Специалисты по теплотехнике называют такие котлы многоходовыми – благодаря большому количеству направленных в противоположные стороны движению отработавших газов, которые имеют высокую температуру. За счет этого происходит нагрев сложных по форме теплообменников. Чем больше ходов будет иметь агрегат, тем медленнее будет происходить процесс горения твердого топлива.

В промышленном оборудовании длительного горения количество ходов внутри теплообменника может быть более десяти. При самостоятельном изготовлении трудно достичь таких показателей, обусловленных сложностью конструкции водяной рубашки. Для бытового использования изготавливают двух- и трехходовые котлы, обеспечивающие достаточную длительность процесса горения. Соответственно, мощность самодельного котла будет не более 30 кВт.

Конструкцию внутреннего шибера или отражателя выполняют таким образом, чтобы при розжиге котла тяга имела кратчайший путь от камеры сгорания к дымоходу.

Материалы и инструменты

Перед тем как приступить к работе необходимо продумать схему работы котла и его камеры сгорания. Будут ли отработанные газы осуществлять свои ходы снизу вверх и обратно или же справа налево, и наоборот. Затем выполняют чертежи всех узлов агрегата отдельно и в сборочном виде.

Для самостоятельного изготовления отопительного оборудования потребуются следующие материалы:

  • листовая сталь (3–4 мм);
  • чугунные колосники;
  • труба соответствующего диаметра для дымохода.

Инструментов нужно будет побольше, т. к. металл обработке не всегда поддается легко:

  • измерительный инструмент и приспособления;
  • болгарка;
  • сварочный аппарат;
  • компрессор с манометром;
  • слесарный набор инструментов;
  • приспособления для монтажа: струбцины, опоры, держатели.

Пошаговая сборка

Изготовление котла своими руками потребует немалой усидчивости и прохождения следующих этапов работ:

  1. На листе стали скомпоновать разметку требуемых деталей корпуса и рубашки теплообменника с минимальным количеством отходов в соответствии с размерами по чертежам.
  2. С помощью болгарки вырезать все элементы будущей конструкции.
  3. Сварочные работы начинают со сборки водяной рубашки. Качество швов должно быть очень надежным. При проведении работ важно соблюдать все меры безопасности для огневых работ.
  4. После изготовления водяного теплообменника необходимо сделать шибер и проверить плотность прилегания его кромок к поверхностям рубашки котла. При креплении к стенкам теплообменника сразу же произвести монтаж крепления отражателя.
  5. Теперь приваривают рубашку к стенкам корпуса по смежным линиям в соответствии с чертежами.
  6. В требуемое место необходимо установить дымоходную трубу и заварить ее.
  7. Собрать все корпусные элементы при использовании приспособлений и струбцин. Перед общей компоновкой корпуса вырезают полости для загрузочного окна и нижней заслонки, регулирующей тягу.
  8. После выполнения сварки всех швов корпуса выполняют опрессовку собранной конструкции. Для этого закачивают внутреннюю полость рубашки воздухом. Давление должно быть не ниже 3 атмосфер. Конструкцию оставляют на сутки, затем проверяют манометром давление. Падение давления не должно превышать 1%. При большем значении потерь находят причину и устраняют.
  9. Теперь изготавливают или используют готовые дверца загрузочных окон и вставляют их в требуемые места.

После проведения сборочных работ проверяют работоспособность основного шибера, регулирующего длительность горения, а также возможность подключения агрегата к дымоходной системе.

На соединении дымохода с трубами желательно установить регулирующую заслонку, которая позволит оборудованию получить статус сверхдлительного горения. Помимо замедления прохождения горячих потоков воздуха внутри котла, тормозят движение отработанных газов на выходе из оборудования.

Конструкция теплообменника в агрегате длительного горения может быть выполнена в виде трубок, по которым проходит теплоноситель. Или наоборот – цилиндрические полости используются для прохождения горячих воздушных потоков. Важно замедление движения продуктов сгорания и передача тепла по как можно большей площади стенок теплообменника.

Для замедления процесса горения используют принудительное движение потоков отработанных газов с помощью вентилятора, а также метод дожигания продуктов горения.

Рассмотренный метод позволяет отдать максимальное количество тепловой энергии при помощи естественной тяги, что делает конструкцию котла простой в изготовлении и не требует дополнительного оборудования.