Твердотопливные котлы своими руками: схема котла на твердом топливе, размер самодельного котла отопления, конструкция, чертеж, как сварить котел длительного горения, как сделать

Как сделать твердотопливные котлы своими руками виды, пошаговое руководство по монтажу

Изготовление котла длительного горения

Котел

Сделать такую конструкцию в домашних условиях несложно, но для этого потребуются навыки работы со сварочным аппаратом и четкая инструкция.

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для изготовления котла потребуются:

металлическая труба ø30 см и больше с толщиной стенок в 4-5 мм;

сварочный аппарат;

листовая сталь толщиной 5 мм (для распределителя);

болгарка;

труба ø6 см для подачи кислорода;

труба ø10 см для вывода дымных газов из конструкции.

После подготовки оборудования и расходных материалов можно приступать к работе.

Этап 2. Сборка конструкции

Последовательность действий при сборке следующая.

Шаг 1. Труба, которая послужит корпусом конструкции, обрезается в соответствии с выбранной длиной (от 0,8 до 1 м). Если длина будет большей, это затруднит загрузку топлива при эксплуатации. Приваривается дно из листовой стали и (если требуется) ножки, выполненные из швеллера.

Труба

Шаг 2. Формируется воздушный распределитель. Для этого из листа стали вырезается круг, диаметр которого меньше диаметра конструкции на 2 см. В центре круга проделывается отверстие ø2 см.

К распределителю приваривается крыльчатка с закрепленными на ней 5-сантиметровыми лопастями, изготовленными из той же стали. Сверху приваривается труба ø6 см таким образом, чтобы посередине встало проделанное ранее отверстие.

Корпус котла и воздушный распределительВоздушный распределительВоздушный распределительДвойные стенки котлаДвойные стенки котлаКотел

Сверху труба оборудуется заслонкой для регулировки подачи кислорода.

Шаг 3. Возле дна котла оборудуется дверка для удаления продуктов горения. Болгаркой из стального листа вырезается прямоугольник, фиксируются петли с запорной ручкой. Прямоугольник и послужит дверкой.

ЗольникЗагрузочный лючок для топлива

Шаг 4. Сверху на котел крепится дымоходная труба ø10 см. Первые 40-45 см труба должна идти строго горизонтально, после чего пропускается через обменник тепла (последний выполняется в виде металлической емкости с водой).

Труба дымохода

Шаг 5. Вырезается крышка для котла, в ней проделывается отверстие для воздушного распределителя

Важно, чтобы крышка прилегала к корпусу максимально плотно, иначе через щели будет выходить дым

Крышка котлаКрышка котла (еще один вариант)

Все, теплогенератор длительного горения готов к использованию.

Как сделать котел длительного горения

К этой группе относятся теплогенераторы с топкой, размеры которой увеличены по сравнению с обыкновенными моделями. Большее количество твердого топлива обеспечивает более продолжительное время его горения и больший объем выделяемого тепла. Производители предлагают готовые котлы со следующими показателями длительности горения топлива до следующей его закладки:

дрова и отходы древесной промышленности – до 12 часов;

уголь – до 24 часов.

Для отопления используются другие альтернативные виды топлива:

брикетированный торф;

пакетируемые прессованные отходы деревообработки – опилки, стружка, кора;

березовый уголь;

пакетированные продукты переработки мусорных свалок.

Справка! Самым дешевым топливом считаются обычные древесные опилки при условии, что их влажность не превышает 20%.

Котел с такими же параметрами работы можно сделать самостоятельно. Приступая к работе необходимо определиться с характеристиками будущего агрегата. Значимыми параметрами для котлов считаются:

мощность;

продолжительность горения;

коэффициент полезного действия (КПД);

максимальное допускаемое рабочее давление;

номинальное давление в системе;

общий и полезный объем топки;

глубина топки;

максимальная длина полена;

объем бака;

вес котла.

Эти параметры будут индивидуальны для каждого вида котлов.

Справка! От мощности котла зависит площадь обогрева. Котел с недостаточной мощностью не сможет обогреть все строение полностью.

Работа теплогенератора этого типа основана на физическом свойстве образующегося при сжигании топлива тепла передаваться на теплообменник. Способ передачи тепла зависит от конструкции теплообменника.

На продолжительность горения влияют:

объем топливного бака;

степень изоляции тяги дымохода от попадания в нее воздуха (твердое топливо в топке должно медленно тлеть, а не разгораться).

Изготовление котла начинают с выбора его конструкции и задачи, которую он должен решить:

для помещений небольшой площади (гаража, дома на даче, хозяйственной пристройки) подойдет простой котел без водяной рубашки, работающий по принципу обыкновенной печи, когда тепло передается через стенки конструкции путем конвекции теплового воздуха.

для отопления дома необходима более сложная и надежная в работе конструкция. В этом случае надо учитывать, что теплогенератор будет работать постоянно на протяжении длительного периода времени.

По месту расположения топки, котлы бывают:

с верхним горением;

с нижним горением (менее продуктивные по объему загрузки и времени горения до следующей закладки).

По форме корпуса:

цилиндр;

прямоугольник.

Необходимые материалы и инструменты

Первым этапом работы является заготовка материалов и комплектующих. Для работы потребуются:

сталь с низким содержанием углерода толщиной 3-4 мм;

Важно! Сталь марок Ст 35 и выше для обычной сварки непригодна из-за повышенного содержания углерода

труба DN50, 150 – для моделей с трубчатым теплообменником;

труба прямоугольного сечения 60х40 мм – для изготовления воздушного канала;

уголок равнополочный – для колосников;

полоса стальная 20х3 мм;

утеплитель базальтовый толщиной 2 см (плотность не менее 100 кг/м³);

лист металлический (можно с покрытием из полимеров) толщиной 4-5 мм – для изготовления дверок;

Внимание! Можно купить готовые чугунные дверки, подобранные по размеру топки

асбестокартон – для теплоизоляции дверок;

шнур асбестовый;

электроды;

панель управления;

вентилятор;

температурный датчик;

ручки на дверцы.

Справка! Панель управления, датчик и вентилятор будут использованы для  автоматического управления работой котла.

Основные инструменты, которые понадобятся для работы:

болгарка;

шлифовальные круги;

сварочный аппарат;

Внимание! Металлический лист лучше нарезать на заготовки с помощью гильотинной резки в производственном цеху. Ручная резка занимает много времени и требует дополнительной шлифовки обрезанных краев

дрель;

рулетка;

маркер;

штангенциркуль;

компрессор (для испытания котла).

Подготовка котельной к установке агрегата

Твердотопливные котлы с открытой камерой горения необходимо размещать в отдельных специальных помещениях – котельных. Такие помещения обустраивают в подвале или же в цоколе, оборудуя их системой интенсивного вентилирования для обеспечения нормальной работы твердотопливного агрегата.

В случае необходимости выполняют заливку специального фундамента в месте предполагаемой установки отопительного агрегата

Котлы, потребляющие твердое топливо, можно установить собственноручно, причем без каких-либо согласований с соответствующими службами. Однако в процессе установки твердотопливного котла необходимо соблюдать комплекс правил.

Так, пол в месте установки твердотопливного котла следует сделать идеально ровным и прочным. В большинстве случаев котлы устанавливают на специальные плиты, изготавливаемые из негорючих материалов.

В некоторых случаях котел располагают на ровном основании из бетонной стяжки, толщиной от 50 мм

Устанавливать котел следует на некотором расстоянии от стен. Зазор между задней стенкой котла и стеной помещения должен составлять как минимум 60 см, при этом расстояние между стеной котельной и передней поверхностью котла должно составлять не менее 25 см.

Перед установкой отопительного агрегата стены и пол помещения котельной необходимо покрыть противопожарным материалом с минимальным пределом огнестойкости 0,75 ч. Для этих целей могут быть использованы: листы металла, базальтового картона, минерита или же асбестоцемента.

Также помещение котельной должно быть оборудовано системой слабоприточной вентиляции. Это может быть обычное окно, или же отверстие, проделанное в стене. При этом его площадь рассчитывается исходя из мощности котла: на 1 киловатт мощности котла должно приходиться 8 квадратных сантиметров вентиляционного проема.

В случае, когда помещение котельной оснащено только освещением, в нем стоит установить и розетки с питанием от электросети в 220 V.

Если котел размещен от стены на расстоянии менее 38 сантиметров, достаточно изолировать эту стену листом огнестойкого материала

Жаропрочным листом стоит закрыть пол непосредственно в месте установки котла, чтобы защитный материал выдавался вперед на 80 см от передней стенки котла. Эта мера поможет избежать возникновения пожара в случае выпадения жара из топки.

Все производители тепловых агрегатов в инструкциях по монтажу своей продукции рекомендуют возводить фундамент для установки на него котла. Так, если котел малой мощности, вес которого не превышает 200 кг, его со спокойной душой можно устанавливать на основу из цементной стяжки. В случае верного обустройства она без проблем выдерживает такого рода нагрузки.

А вот для монтажа агрегата, вес которого превышает 300 кг, целесообразно соорудить основу из армированной железобетонной стяжки. Причем ее толщина должна составлять от 10 до 12 см. Если же вес котла превышает 300 кг, то его нужно устанавливать исключительно на основание, состоящее из отдельной фундаментной плиты.

Монтаж пеллетных котлов с электродвигателем и пеллетным шнеком производят на специально залитый фундамент, чтобы минимизировать влияние вибрационной нагрузки на основание под ними

Твердотопливные котлы разрешено устанавливать на пол из дерева. Однако для начала место установки придется подготовить собственноручно, предварительно усилив его брусообразными лагами, сечение которых составляет как минимум 100х50 мм.

Если же в котельной запланирована установка дополнительного тяжелого оборудования, то делать заливку фундамента под каждую его единицу нецелесообразно. В таком случае гораздо проще залить так называемые промышленные полы, то есть сделать стяжку из бетона на высоту 12 см.

При этом ее наполнением должна быть арматура диаметром от 8 до 14 мм. Затем нужно сделать плотную подушку из щебня, а сверху положить сетку с размером окошка 20х20 см.

Площадь помещения, отведенного для оборудования котельной, должна составлять не меньше 15 квадратных метров, при высоте потолка 2,5 метров

Исходя из того, как подключен котел к дымоотводу: через крышу или же через стену, необходимо спроектировать размещение отверстия, через которое будет выведена труба дымохода и проделать его. При этом ее внутренний диаметр должен совпадать с диаметром выходной горловины твердотопливного агрегата или же быть чуть больше.

Подключение агрегата к системе отопления

После завершения работ по монтажу твердотопливного котла и системы дымовыведения, следующим этапом работ будет так называемая обвязка. При ее выполнении следует неукоснительно соблюдать одно правило: во время работы отопительного агрегата в него ни при каких условиях не должна попадать холодная вода. Особенно того, в котором теплообменник изготовлен из чугуна.

Если же это случилось, то стенки котла тут же покроются конденсационной влагой. Причиной этому станет резкий перепад температур. Эта жидкость опасна тем, что при контакте с нагаром, оседающим на боках котла, она превращается в вязкий и плотный слой налета.

Липкий налет довольно сложно удалить с поверхности стенок котла, к тому же он ощутимо снижает КПД теплового агрегата. Минимизировать процесс выделения конденсата, при сжигании в котле твердого топлива можно выполнив типовую схему обвязки с трехходовым клапаном и байпасом при настройке теплоносителя на стабильную температуру в 50-55 градусов.

Таким образом вода в системе будет перемещаться по кругу до того момента пока не наберет вышеупомянутую температуру. А после этого клапан начнет впускать в систему холодную воду.

В процессе обвязки твердотопливного агрегата важно учитывать особенности конкретной модели, изучив инструкцию производителя. Так, важно внимательно выполнять подсоединение блока управления и горелки

Иногда в котлах европейских марок установлена автоматическая противопожарная система, подключаемая к центральному водопроводу.

Чтобы не ошибаться в процессе монтажа котла на пеллетах необходимо получить техническую консультацию официальных представителей фирмы-производителя котла

Важно установить все компоненты твердотопливной системы так, как предписывают соответствующие инструкции

После монтажа системы ее надо протестировать, заполнив водой так, чтобы создать давление в 1 Бар. А затем проверить работоспособность котла пробной растопкой

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.

Решение 3. Газовый котёл в шкафчике из ДСП

Назову две причины для использования шкафчика из ДСП:

Котёл приобретается после покупки кухонного гарнитура.
Улучшается дизайн кухни, без приобретения новой мебели.

В любом случае ваша цель — задекорировать газовый агрегат. Фасадная часть дверки делается максимально похожей по цвету на гарнитур. Если котёл расположен между двух навесных шкафов, понадобится закрепить на профиле дверку из ДСП, покрыть её плёнкой или другим отделочным материалом.

Для создания полноценного шкафчика понадобятся деревянные бруски (25*40 мм), плиты ДСП и инструмент, включая шуруповёрт, электролобзик. Измерьте газовый аппарат, нарисуете план шкафа. Верх и низ делаются на 6 см больше, спереди и с боков оставляются зазоры по 6–10 см.

Шкаф делается на заказ или встраивается самостоятельно

Твердотопливные агрегаты – КПД 90% реальность?

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.