Самодельные котлы длительного горения на дровах

Самодельный ракетный котёл. Часть вторая

Самодельный, недорогой и экономичный твердотопливный котёл, превосходящий по своим показателям многие промышленные образцы – продукт, заслуживающий самого пристального внимания. В первой части материала мы описывали теорию, а также подготовительный этап, которые предшествовали разработке и сборке ракетного котла. Во второй части мы расскажем о его ключевых узлах и особенностях самостоятельного изготовления.

От теории к практике

Для начала напомним нашим читателям, почему Perelesnik решил сделать твердотопливный котёл самостоятельно, а не пошёл покупать готовый в магазине.

После того, как я сделал такой котёл, мне больше не нужно думать о множестве вещей. Например, для работы моего котла не нужна классическая дымовая труба, т.к. тяга и так достаточна. На его работу не влияет атмосферное давление, приток воздуха, температура и влажность как внутри, так и снаружи помещения. В котёл можно закладывать влажные некондиционные дрова и не нужно выбирать определённые сорта твёрдого топлива.

Кроме этого, котёл не нуждается в регулярной чистке от сажи и дёгтя. Также не требуется часто подбрасывать топливо. Т.к. котёл стабильно работает на разных режимах горения, а топливо сгорает полностью. Все конструкционные элементы котла – колосники, водяная рубашка – долговечны и не прогорят. И это ещё не весь список.

Конечно, котёл не работает сам по себе. В ходе эксплуатации отопительного прибора пользователю экспериментальным путём пришлось нащупывать ряд нюансов, благодаря которым котёл «заработал на полную катушку». Это: момент загрузки и укладки топлива, его правильный розжиг, регулировка оптимальной подачи воздуха и т.д. Но это стоило затраченных усилий, т.к. чем лучше знаешь принцип работы любого оборудования, тем выше от него отдача. По мере накопленного опыта процесс обслуживания доводится до автоматизма.

Как и у любого, грамотно спроектированного механизма, у данного котла есть «фишка», благодаря которой достигается высокая эффективность его работы. Это т.н. «J-труба» — сердце ракетного котла.

Отливка ракетной трубы

Помимо расчёта оптимальных размеров ракетной трубы, нашему пользователю нужно было определиться с материалом, из которого её можно изготовить. Дело в том, что «J-труба» должна длительное время работать при температурах около 1000°C. Поэтому материал, из которого она будет изготовлена, должен быть жароустойчивым и с низкой теплопроводностью. При этом сама «J-труба» должна иметь небольшие габариты.

Что и говорить — задача не из простых. Сразу отпали дымоходные трубы – они не выдержат такие температуры. Металл, даже жаростойкая котловая нержавейка, тоже долго не протянет при таких условиях. Был ещё один вариант — сложить трубу из огнеупорного кирпича (например, шамотного), но это повлечёт за собой целый ворох забот. Придётся делать большой теплообменник, затем корпус котла и т.д. В результате котёл, одним из преимуществ которого является компактность, вырастает до огромных размеров.

Всем, кто захочет последовать по стопам Perelesnikа, следует учесть один нюанс.

Взвесив все «за» и «против», пользователь остановился на одном варианте материала для трубы — керамике. Дело осложнялось тем, что пойти и купить готовое изделие не представлялось возможным. Оставалось одно — засучить рукава и с головой окунуться в эксперименты по подбору оптимального состава керамики. Забегая вперёд, скажем, что Perelesnikу удалось самостоятельно разработать состав, который можно отлить в форму, не опасаясь, что в процессе формовки он пойдёт трещинами. Состав керамики получился настолько удачным, что в нём можно было расплавлять гвозди без разрушения материала.

Самое интересное, что на одной фирме, занимающейся изготовлением керамических изделий, также пытались сделать такой состав. Два месяца поисков не увенчались успехом. Изделие разрывало.

В высокотемпературный состав, разработанный нашим пользователем, входят следующие компоненты:

  • Шамот – 40%. Процентное содержание шамота можно увеличить.
  • Глина – 50%. Требуется жирная глина, которую можно обжигать при температуре не меньше чем в 1100°C.
  • Каолин – 10%. Если состав после двух отливок продолжает прилипать к форме, то процентное содержание каолина можно уменьшить.

Также в состав добавлялись доли процента дефлокулянтов: поверхностно-активных добавок, препятствующих слипанию мелких частиц и обеспечивающих текучесть массы. В частности, использовалась кальцинированная сода и жидкое стекло.

Сколько конкретно добавлять дефлокулянта, зависит от текучести шликера. На одно ведро примерно уходило 1 столовая ложка кальцинированной соды и 1.5 ложки жидкого стекла. Главное — чтобы шамот не выпал в осадок, а на поверхности шликера не было воды. Если переборщить с добавками, то шликер приобретает студенистую консистенцию. Это плохо для литья. Смесь (её консистенция) должна быть похожа на ПВА клей. Если отстоять массу 2 часа, то в шликере ничего не должно расслаиваться, оседать или всплывать.

Итак, после того как состав смеси был подобран, пришёл черёд отливать «J-трубу». Для удобства литья вертикальный участок трубы разделили на 2 части. Сам процесс наглядно виден на следующих фото:

Нижняя часть трубы

Труба в собранном виде

Обжиг производился при температуре 1100°C. На выходе получилась звенящая, толстостенная керамика, по внешнему виду неотличимая от промышленных изделий. На отливку 1 детали уходило 3 дня, включая саму заливку и последующую разборку формы. Затем заготовки несколько дней сушили и только потом обжигали.

Расчёт ракетной трубы

Кроме подбора состава керамической смеси, не менее важно рассчитать оптимальные размеры ракетной трубы, т.к. это напрямую влияет на эффективность работы котла. Засев за расчёты, помним, что вход в «J-трубу» — это самое узкое место в системе. После него все остальные сечения должны последовательно увеличиваться не менее чем на 2 см.

Единственное, что я сделал — это значительно увеличил сечения, по которым горячий газ проходит вдоль стенок теплообменника. Это замедляет скорость потока.

Чтобы рассчитать размеры трубы, пользователь взял за основу размер пиролизной щели для котлов мощностью на 20 кВт. Затем, оттолкнувшись от этого входного параметра, он нашёл остальные размеры трубы. Как показала практика, такой подход оправдал себя.

Для наглядности представляем примерный алгоритм расчёта ракетной трубы.

Возьмём за основу данные из следующей таблицы:

Из таблицы берём первое значение. Для удобства переводим цифры из мм в см. Находим площадь входной щели трубы: 12х3 = 36. Получаем — 36 см².

Дальше: труба должна иметь большее сечение. Отсюда: если принять внутренний диаметр трубы в 8 см, то, чтобы найти площадь, используем формулу: S = πR^2, где R – радиус круга. Находим радиус: 8/2=4 см. Возводим радиус в квадрат (во вторую степень), для чего умножаем его на себя. Получаем: 4х4=16 см. Умножаем полученный результат на число «Пи»: 16х3.14 (округляем) = 50 см².

Если разделить 50/36, то, округлив полученное значение до 1.38, выходим на необходимый нам коэффициент отношения площади входного отверстия: 1.3-1.5.

Зная диаметр трубы, вычисляем внешний диаметр модели для отливки формы. Внутренний диаметр – 80 мм. Прибавляем стенки толщиной в 10 мм. Получаем – 100 мм. Учитываем, что керамическое изделие может дать усушку в 10-15%. Итого: наружный диаметр модели – 110-115 мм.

Длина вертикальной части «J-трубы» приведена в американском учебнике по строительству ракетных печей, о котором упоминалось в первой части материала. Она равна 0.8-1 м. Этот размер получен экспериментальным путём, выдержав его, получаем работоспособную систему.

Длина горизонтального участка трубы должна быть меньше, чем половина длины вертикального участка, т.е. меньше, чем 0.5 м. У автора котла эта величина равна 0.3 м. Делать горизонтальный участок слишком коротким тоже не следует, т.к. газы, перед тем как попасть в вертикальную, «разгонную» часть трубы, должны как следует разогреться. Не забываем о теплоизоляции короткого участка. Это снизит потери тепла и создаст все условия для дожига газов. Для того, чтобы в нижнюю часть вертикальной трубы подать вторичный воздух, пользователь добавил в конструкцию форсунку.

Сборка котла

После изготовления трубы пришёл черед делать теплообменник. Пользователю нужно было получить 2 м² активной поверхности теплообмена и минимальный объем теплоносителя в котле. Для этого потребовался лист нержавеющей стали размером 2х1 м. Следующая схема наглядно демонстрирует, что горячий газ из «J-трубы» опускается вдоль внутренней части теплообменника, а потом поднимается вдоль наружной, нагревая теплоноситель с двух сторон.

Т.к. расстояние между стенками теплообменника около 20 мм, то теплоноситель быстро нагревается. Жидкость подаётся насосом снизу, забирается сверху, набирая +30°C за 1 проход.

Чтобы согнуть нержавейку толщиной 2 мм, пользователю пришлось изготовить гибочный станок. Сварка велась аргоном.

Теплообменник, установленный в котёл.

По конструкции самым сложным оказался нижний блок.

Список узлов, которые в нём находятся, представлен в следующей таблице:

Для изготовления блока и колосников (труб) также использовалась 2-х миллиметровая нержавейка.

Рама теплообменника сварена из труб 4х4 см. Трубы образуют единую замкнутую конструкцию. Благодаря этому воздух, поступающий в помещение с улицы, нагревается, а в самом помещении поддерживается небольшое избыточное давление.

Боковые панели (3 шт.) сделаны из стали толщиной 2 мм и приварены к раме. Переднюю панель и крышку можно снять. Это упрощает монтаж и обслуживание котла.

Топливный бункер — это короб из стали толщиной в 2 мм. В нём сделаны 2 дверки и крышка на винтах. Дверки теплоизолированы, имеют защитный экран из нержавейки, также проложен уплотнительный шнур.

Крышка бункера сборная. «Пирог» следующий: рамка из нержавейки, кирпич, огнеупорный фетр, стальной лист на винтовом соединении.

Как сделать котел длительного горения своими руками

Котел на дровах можно использовать в качестве основного устройства обогрева. Для домов, находящихся в тех районах, где отсутствует централизованная подача природного газа и электроэнергии, такой выбор будет оптимальным. Если сделать котел длительного горения на дровах своими руками, можно сэкономить средства. Он поможет поддерживать необходимый температурный режим в помещении без частой загрузки топлива.

Устройство самодельного котла длительного горения

Дровяной агрегат с водяным контуром, имеющий высокий КПД, можно сделать своими руками. Изготавливаются котлы по двум технологиям — “булерьян” и “Стропува”. Сложность самостоятельного создания установки, работающей по принципу Stropuva, обуславливает небольшую распространенность таких котлов.

Люк для закладки энергоносителя делается в верхней части устройства. Вся нижняя зона — это камера, в которую загружают дрова. Вверху аппарата размещается патрубок для прикрепления дымохода. Внизу имеется зольник для отходов. Отсек их сбора не играет роль поддувала. В этом заключается отличие таких котлов от классических печей. Зольник закрывается герметично, а необходимый для горения воздух поступает через камеру, расположенную в верхней части и выполняющей роль рекуператора.

Объем кислородного потока регулируется заслонкой, размещенной вверху воздушной камеры. По мере тления топливо медленно оседает вниз одновременно с распределителем и обеспечивает непрерывную подачу воздуха в область сгорания энергоносителя. При закладке дров нужно потянуть вверх этот узел, возвращая его в начальное положение.

Благодаря полному сжиганию в окружающую среду поступает малое количество вредных веществ.

Основными частями устройства являются:

  • топочная зона;
  • камера дожига газов;
  • зольник;
  • дымоотвод.

Все конструктивные узлы находятся в корпусе, для изготовления которого можно использовать старый большой газовый баллон или металлический лист толщиной 5-6 мм.

В котле присутствует большой отсек для закладки энергоносителя. От размера загрузочного отделения зависит длительность работы оборудования без дозаправки дровами или углем.

Разновидности оборудования

В домашних условиях могут быть сконструированы и собраны несколько видов котлов.

Наиболее распространенными конструкциями являются:

  • шахтные;
  • пиролизные;
  • бубафоня;
  • булерьян.

Первая разновидность работает за счет нижнего сжигания топлива. Основа котла — вместительная камера, в которую загружаются дрова или уголь. Пламя находится не в отделении для закладки энергоносителя, а в соседнем отсеке, где размещается теплообменник из жаропрочного материала.

Пиролизный аппарат отличается наличием двух камер, в которых идет горение. В первой происходит температурное разложение энергоносителя при небольшом количестве кислорода. В результате образуется горючий газ, поступающий в камеру дожигания. В нее подается дополнительный объем воздуха.

В процессе горения выделяется большое количество энергии, которая принимается водой, циркулирующей в системе отопления. Существуют разные аппараты, отличающиеся расположением основных конструктивных компонентов.

Котел булерьян — конвекционная печь. Устройства оснащаются мощными теплообменниками, которые позволяют быстро прогреть помещение большой площади. Эти котлы могут функционировать на одной загрузке энергоносителя около 10-12 часов. Объем камеры сгорания в них небольшой.

Бубафоня — печь, модифицированная в водогрейный котел. Особенность аппарата — подача кислорода для сжигания топлива сверху под действием прижимного поршня.

Принцип работы, достоинства и недостатки

Классическая модель твердотопливного котла может работать на одной закладке на протяжении 6-7 часов. Если через указанный промежуток времени не добавить в топку энергоноситель, температура начинает снижаться.

Агрегаты рассчитаны на 24-48 часов работы с полной загрузкой. Секрет длительного автономного функционирования заключается в схеме котла, предусматривающей наличие у него 2 камер. Первая предназначена для сжигания топлива при недостатке воздуха, а во второй происходит горение газов, выделившихся в процессе термического разложения дров.

Из-за крупных размеров рекомендуется устанавливать котлы в больших домах для создания оптимального микроклимата. Обогрев маленького помещения таким аппаратом будет экономически невыгодным.

Преимуществами эксплуатации самодельных агрегатов являются:

  • высокий показатель КПД, который может достигать 95%;
  • автономность функционирования отопительной системы;
  • экономичность;
  • высокая надежность и долговечность;
  • доступность энергоносителей;
  • экологичность;
  • способность функционировать на любой разновидности твердого энергоносителя.

Помимо преимуществ у таких установок имеется ряд недостатков, которые следует учитывать.

Основными среди минусов являются:

  • громоздкость котла на твердом топливе длительного горения;
  • сложность проведения монтажных операций;
  • необходимость отведения для установки агрегата специального помещения и регулярной чистки зольника.

Устройство можно не покупать. При наличии соответствующих знаний и умений оно изготавливается самостоятельно.

Как сделать котел длительного горения своими руками

Отправной точкой в изготовлении отопительного оборудования является выбор типа установки и разработка чертежей. Чтобы можно было эксплуатировать систему на разных видах твердого горючего, топочную камеру агрегата делают из жаропрочной легированной стали или бесшовной металлической трубы марки 20.

Если для конструирования основной камеры применяется старый газовый баллон, то продолжительность работы агрегата на одной загрузке топлива может составлять 10-12 часов. Это связано с небольшим объемом камеры горения. Поэтому для увеличения времени функционирования котла предпочтительней изготавливать основной отсек устройства из пары баллонов, предварительно обрезав их с двух сторон и сварив между собой в единое целое.

При конструировании агрегата своими руками нужно обеспечить герметичное закрытие дверцы зольника путем уплотнения с помощью асбестового шнура, чтобы предотвратить просачивание дополнительных порций воздуха внутрь камеры горения. Если в устройстве предусмотрено наличие еще одной дверцы для дозагрузки горючего, то ее также нужно герметизировать.

Что для этого нужно

Для создания котла своими руками нужно приготовить набор инструментов.

В процессе работы понадобятся:

  • сварочный аппарат;
  • приспособления для металлообработки;
  • электродрель;
  • уровень;
  • рулетка;
  • линейка;
  • маркер для нанесения разметки;
  • болгарка.

Мастеру будут необходимы средства индивидуальной защиты в виде перчаток и очков.

Дополнительно потребуется заранее приготовить нужные для конструирования котлового оборудования материалы:

  • 1 или 2 старых газовых баллона;
  • листовую сталь толщиной 4-5 мм;
  • асбестовый шнур для герметизации дверей отсеков;
  • трубу металлическую Ø 60 мм;
  • петли и дверные ручки;
  • уголок стальной;
  • базальтовое волокно в качестве теплоизоляционного изолирующего слоя.

Приступать к разработке и сборке агрегата можно людям, умеющим пользоваться сваркой и приспособлениями, предназначенными для металлообработки.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Процесс конструирования котла состоит из нескольких этапов.

Основными среди них являются:

  1. Разметка корпуса и его сборка.
  2. Изготовление дымоотвода и его патрубка.
  3. Конструирование отсека — приемника золы.
  4. Подготовка устройства подачи воздуха.
  5. Сборка теплообменника.
  6. Установка агрегата.

От точности проведения работ на каждом этапе зависит результат. Если все операции выполнены в соответствии с составленными чертежами, то это гарантирует безопасную и длительную эксплуатацию устройства.

Перед установкой оборудования и подключением его к отопительной системе проводится проверка его работоспособности на улице. При этом к патрубку дымоотвода присоединяется временная труба.

Инструкция по эксплуатации: схемы и чертежи

Прежде чем начать работы, подготавливается проект ТТ-котла и составляются чертежи и эскизы отдельных элементов устройства. Перед конструированием агрегата определяются с местом расположением зоны дожига газов. Она может находиться как в верхней, так и в нижней части.

В первом случае продукты тления топлива направляются в область дожигания под действием естественных сил, а во втором — путем использования дополнительного устройства для нагнетания воздушного потока.

Отопители, имеющие нижнее расположение камеры дожига, являются конструктивно сложными агрегатами и требуют монтажа дополнительной оснастки. Поэтому чаще всего самостоятельно проектируются устройства с верхней зоной догорания газов.

Какие правила безопасности необходимо соблюдать

При изготовлении самодельных установок нужно соблюдать требования противопожарной безопасности.

К ним относятся:

  1. Контроль терморежима внутри аппарата.
  2. Запрет на хранение поблизости от котла легковоспламеняющихся материалов.
  3. Организация качественной системы циркуляции воздуха в котельной.

Обязательным требованием противопожарной безопасности является установка устройства в отдельном помещении.

Как проверить котел перед запуском

В соответствии с требованиями санитарных норм и правил (СНИП), перед осуществлением пуска котла должна быть проведена гидропроверка его и системы обогрева, подключенной к агрегату, на протяжении 24 часов.

  1. Открывают все краны.
  2. Магистраль заполняют водой.
  3. Давление в отопительной системе поднимают до показателя 1,3 бар.

Использование процедуры позволяет убедиться в отсутствии протечек. В процессе проверки контролируют состояние резьбовых и сварных стыков. На протяжении суток давление в системе не должно колебаться. При выявлении неполадок или протечек котел отсоединяется от магистральных трубопроводов. Проводятся мероприятия по устранению неисправностей.

Читайте также:  Реставрация старого деревянного окна своими руками

Полезные советы и рекомендации

Чтобы отопитель работал длительное время без проблем, следует придерживаться некоторых рекомендаций:

  1. Оборудование устанавливается на жесткое основание из бетона. Это устраняет проседание и помогает избежать ослабления соединений между агрегатом и магистральными трубопроводами системы отопления.
  2. При использовании самодельных дверей для топочного и зольного отсеков необходимо обеспечить герметичность после их закрывании. Это способствует повышению эффективности сжигания топлива.
  3. Перекачивающий теплоноситель-насос монтируется на обратке. При такой установке он функционирует в облегченном режиме, что позволит ему служить 6 лет и более.
  4. Для исключения теплопотерь через дымоотвод его нужно оборудовать заслонкой.

Не рекомендуется использовать в качестве энергоносителей низкосортное горючее. Оно провоцирует появление задымления, формирует зольные и угольные наслоения на внутренних конструктивных элементах агрегата.

Самодельные котлы длительного горения на дровах

Жильцы частного сектора, решившие приобрести твердотопливный котёл для обогрева дома, в первую очередь интересуются тепловой мощностью оборудования, ценой и длительностью горения с одной загрузки. Эти параметры взаимосвязаны между собой: при большей мощности и продолжительности функционирования выше цена прибора. Существует вариант, при котором расходы сокращаются вдвое — самодельные котлы длительного горения на дровах.

  • 1. Характеристика и виды котлов
  • 2. Классический тип агрегата
  • 3. Отопитель с верхним горением
  • 4. Пиролизные модели
  • 5. Шахтный теплогенератор

В загородных посёлках (где нет газопроводов) постоянно решается вопрос об улучшении качества отопления домов. Обычные печи на угле и дровах получили повсеместное использование, а сейчас, имея новые технологии, они являются не единственным способом обогрева.

Прекрасно можно заменить старые печи котлами длительного горения на дровах, являющимися сравнительно новыми конструкциями, которые работают на твёрдом топливе. Мощности такого прибора хватает обогреть не только жилые, но и производственные помещения.

Длительность горения соответствует происходящим внутри него процессам, которые будут зависеть от конструкции прибора. Твердотопливный котёл отличается технологией работы от обычной дровяной печи тем, что горит сначала верхняя часть дров, постепенно захватывая нижнюю вместе с продуктами распада (золой, сажей).

В старых печах дрова загораются снизу, а затем воспламеняются остальные, при этом происходит быстрое сгорание топлива и остывание печи, поэтому приходится наблюдать за процессом горения и часто подкладывать дрова. Обычно считают, что длительность горения зависит от продолжительности тления с ограничением поступления воздуха. Но это неэффективный способ сжигания дров и угля:

  1. 1. При максимальном горении КПД дровяных котлов достигает 75%, а в режиме тления эффективность прибора падает до 40%.
  2. 2. Тлеющими дровами выделяется небольшое количество тепловой энергии, что влияет на полный, качественный обогрев дома.
  3. 3. Невозможность сжигания способом тления свежесрубленного дерева таких пород, как ивы, тополя и низкокалорийного топлива.

Продолжительность горения зависит от увеличенной топливной камеры в котле, именно её размер оказывает влияние на процесс: чем больше закладываемых в топку дров, тем дольше они будут гореть и выделять тепло. Бытовые агрегаты могут работать 10—12 часов с одной закладкой дров, а с порцией угля до суток. Существуют такие виды твердотопливных котлов:

  • классические, у которых функционирует принудительная подача воздуха;
  • действующие по методу верхнего горения;
  • пиролизные модели;
  • теплогенераторы шахтного типа.

Такие устройства твердотопливных котлов можно выполнить самостоятельно. Для этого нужно иметь необходимый инструмент и практику сварочных работ.

Такой вид применяется с использованием принудительного наддува, необходимого для избежания режима тления и для экономичного сжигания твёрдого топлива.

Принцип работы такой:

  1. 1. В топливник, объём которого 112 литров закладываются и поджигаются дрова. После этого закрываются плотно все дверцы, и при помощи автоматики запускается вентилятор, нагнетающий воздух.
  2. 2. Как только температура достигла заданного показателя, происходит остановка вентилятора и переход котла в режим ожидания. По каналу, закрытому гравитационной заслонкой, поступает воздух в очень малом количестве, чтобы дрова не потухли.
  3. 3. Когда температурным датчиком определится остывание теплоносителя в ёмкости котла, вентилятор автоматически включится, и процесс повторится.

При помощи автоматики осуществляются несколько режимов нагнетания воздуха в соответствии с используемой разной по качеству и влажности древесины. Стандартный тип котла имеет такие технические характеристики:

  • номинальная мощность — 22 кВт;
  • эффективность — 77%;
  • максимальное рабочее давление — 3 бар;
  • глубина топливника — 460 мм;
  • размер проёма, куда закладываются дрова — 36 на 25 см;
  • объём камеры — 112 л;
  • продолжительность горения на дровяном топливе — примерно 8 часов.

Котёл отличается простым устройством: вытянутой в высоту топкой, оснащённой внизу колосниками, а вверху — теплообменником, состоящим из 4 труб и помещённым внутрь бака. Нагнетаемый воздух поступает в зольную камеру по каналу из профиля 60 на 40 мм. Для ограждения от попадания грязи и пыли автоматический блок и вентилятор располагаются сверху котла.

Устройство водогрейных котлов длительного горения — это та же печь, дополненная водяной рубашкой. Принцип работы котла считается сравнительно новым и заключается в подаче воздуха сверху (где и зона горения) через трубу, на конце которой приварен тяжёлый металлический диск. По мере сгорания дрова проседают под весом груза, а движение воздушных потоков осуществляется естественным способом за счёт тяги дымоотвода.

Исходя из отзывов пользователей, подобного типа приборы длительного горения не пользуются особой популярностью. Вот несколько причин:

  • эффективностью уступают классическим видам из-за расположения зоны интенсивного горения в одной плоскости;
  • сложность заполнения топки дровами — нужно, чтобы полностью прогрела предыдущая порция топлива;
  • невозможность быстрого тушения, в случае необходимости.

Недостатки существуют, но самостоятельно можно кое-чем дополнить устройство оборудования или исправить. Например, для изготовления зональной камеры смонтировать днище и колосники. Можно устранить недостатки дозагрузки топлива, поставив между топливным проёмом и зольным дополнительную дверцу.

Пиролизные котлы работают с поэтапным разделением процесса горения, повышающим эффективность и продлевающим период функционирования генератора. Топка пиролизного устройства разделена специальной форсункой: в первой камере горят дрова, выделяя газ, во второй дожигаются продукты распада древесины. И при этом остаётся минимальное количеством золы, а в дымоходе не скапливается сажа.

Пиролизные агрегаты служат для отопления частных домов с площадью более 100 кв. м. На одной загрузке дров может функционировать около двух суток. Цена изделия зависит от марки производителя, а также от того, какой мощностью и степенью автоматизации оснащён агрегат. Такой котёл длительного горения сделать своими руками сложнее, чем обычный с упрощённой конструкцией, но возможно.

Отличие шахтного агрегата от других заключается в продолжительности горения и особенности его устройства. Он оснащён большой топливный камерой, поэтому не требует частой загрузки топлива, горение проходит в медленном режиме. Существует два вида подобных котлов: с обычным горением и пиролизным. У них похожее устройство, они оснащены двумя камерами: первая предназначена для сжигания топлива, а вторая снабжена теплообменником.

Устройство топливного прибора с обычным видом горения более простое. Основную часть его корпуса составляет вместительная загрузочная камера, её называют шахтой. При вертикальном положении она способна вместить большое количество топлива. С боковой стороны или сверху оборудован люк для закладки дров.

Если заглянуть в топочное отделение, то можно обнаружить, что оно напоминает шахту, отсюда и произошло название котла. Под камерой для топки расположен зольник, отделяющийся от неё колосником. Посредством дверки можно получить доступ к зольнику, а также к топке. При помощи шибера, расположенного под дверкой, можно регулировать доступ воздуха.

Вторая часть котла представляет собой камеру со встроенным теплообменником, который заполнен водой. Если агрегат не будет применяться для обогрева дома водяным отоплением, используется жаротрубный теплообменник. Газы из топки через отверстие поступают в камеру с теплообменником, нагревают воду в нём и устраняются через дымоотвод. Горячая вода по трубам поступает в отопительную систему, а разогретый воздух в помещение.

Конструкция пиролизного котла шахтного типа почти такая же. Однако в ней присутствуют некоторые дополнительные элементы:

  1. 1. Две камеры, в одной из которых горит топливо, а в другой — догорают угарные газы.
  2. 2. Несколько перфорированных труб, через отверстия которых поступает воздух, обогащая камеры горения и догорания.
  3. 3. Задвижки, которые разделяют камеры.

Принцип работы пиролизного аппарата несколько отличается. Топочный процесс происходит с ограничением поступления воздуха, следовательно, медленно и с выделением большого количества газа. Он через перфорированные трубы поступает в дополнительные камеры и там сгорает. Такие котлы применяются с любыми видами твёрдого топлива: углем, дровами, пеллетами.

Одной закладкой дров можно отапливать помещение в течение 30 часов, а порцией угля до 5 суток. При полном сгорании топлива и продуктов его распада генератор достигает высокого КПД — до 90%.

Можно сделать котёл длительного горения с водяным контуром в простом и недорогом варианте с нижним горением, применяя кирпич. Металл нужен будет только для теплообменника вертикального типа.

Он изготавливается с применением:

  • металлических листов;
  • листового металла с врезкой труб;
  • только из труб.

Наибольшей эффективностью наделён трубный теплообменник, который непрост в изготовлении. С размерами определяется непосредственно изготовитель.

На прочный бетонный фундамент устанавливается поддувальная камера с колосником. Затем ставится теплообменник и вокруг обкладывается качественным кирпичом. В процессе кладки встраиваются две дверки. Нижняя монтируется на уровне, удобном для закладки и поджога дров, а также для очистки топки и поддувала от золы. Через верхнюю дверцу, которую можно поставить на лицевой плоскости прибора или сверху в виде люка, загружаются дрова, уголь или пеллеты.

Теплообменник необходимо выставить так, чтобы выход горячего теплоносителя располагался в самой высокой точке. Это препятствует образованию воздушных пробок в системе, благодаря чему улучшается циркуляция воды. Кладку из кирпичей выполнять с перевязкой швов для большей прочности стенок, которые должны выступать над теплообменником на 3 см. Дымоотвод можно выложить из кирпича или установить металлический.

Самодельные дровяные конструкции часто применяются для отопления как небольших дачных домов, так и крупных частных домовладений, рядом с которыми отсутствуют газовые магистрали. Обогрев помещений осуществляется дровами или углем.

Из-за дороговизны угля пользователи отдают предпочтение древесному топливу, на котором работают агрегаты с такими достоинствами:

  1. 1. Не требуется разрешение для выполнения работ по установке и эксплуатации оборудования.
  2. 2. Дешёвая эксплуатация, если сравнивать с электроотоплением. А при наличии источника бесплатных дров средства расходуются только на материал для сборки отопительного аппарата.
  3. 3. Обогрев не зависит от электричества — это касается самых простых агрегатов, не снабжённых электрическими узлами.
  4. 4. Возможность пользоваться длительным горением, позволяющим сократить подходы для пополнения топливом.
  5. 5. Дешёвая сборка. Стоимость самостоятельно изготовленного устройства будет ниже заводского аналога.

Только при постоянной чистке оборудования и выполнении плановых ремонтов приборы будут стабильно и эффективно работать весь период эксплуатации. Но существуют и недостатки твердотопливных котлов, сделанных своими руками:

  1. 1. Сложность изготовления самодельного котла, особенно с отопительным контуром.
  2. 2. Могут возникнуть ошибки в сборке, которые отразятся на КПД прибора.
  3. 3. Выглядят не особо привлекательно, хотя это зависит от мастерства изготовителя.

Несомненно, эстетику собственного производства не сравнить с дизайном заводского оборудования. Однако собранная конструкция соответствует требованиям собственной отопительной системы. А также следует учесть, что собранный теплогенератор будет дешевле заводского как минимум в два раза.

Мастерим котел длительного горения своими руками

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 пиролизные агрегаты, 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.

Дровяной котел 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.

Читайте также:  Дизайн интерьера маленькой спальни. Фотографии небольших спален

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.

Как сделать дровяной котел своими руками – пошаговая схема

Шаг 1: Корпус

Из листового металла для трубы диаметром 300 мм вырезаем дно и привариваем к торцу. Это и будет нижняя часть котла. Можно придумать удобные ножки, хотя если котел будет стоять на бетонном основании, в них нет нужды.

Шаг 2: Распределитель воздуха

Из листового металла своими руками вырезаем круг на 20 мм меньше диаметра корпуса. В центре круга высверливаем отверстие диаметром 20 мм. С одной стороны привариваем трубу 60 мм – высота трубы чуть больше высоты корпуса. Верхний торец оборудуют заслонкой для регулировки подачки воздуха. С другой стороны круга нужно приварить крыльчатку и металлические лопасти шириной не более 50 мм – лопасти служат для равномерного распределения воздуха.

Шаг 3: Дверцы и крышки

Дверца для удаления золы вырезается внизу котла. Петли и задвижки привариваются к дверце. Наверху котла вырезаем заслонку на том уровне, где будет расположено топливо при максимальной загрузке – она будет служить для розжига. Топливо в этой модели загружается через верхнюю крышку, в которой проделано отверстие для трубы распределителя. Крышку своими руками следует выполнить очень точно, чтобы она плотно прилегала к камере сгорания и не пропускала дым.

Шаг 4: Дымоход

Дымоход приваривается в верхней части котла из трубы диаметром 100 мм. Важно, чтобы как минимум на 40–45 см она отходила от котла в горизонтальном положении – так продукты горения будут медленнее покидать трубу и лучше отдавать тепло в теплообменник.

Шаг 5: Теплообменник

Емкость с теплоносителем, через которую будет проходить дымоход, необходимо тщательно изолировать утеплителем, чтобы она не отдавала тепло в котельной.

В таком котле следует использовать только хорошо высушенные дрова, качественный уголь или торф. Загружать его следует как можно плотнее, не оставляя промежутков. Сверху для быстрого возгорания можно немного сбрызнуть смесью для розжига. Через открытую верхнюю заслонку подбрасываете лучину и, как только топливо загорится, прикрываете ее, чтобы кислород поступал в ограниченном количестве.

Самодельные котлы длительного горения на дровах: рекомендации по изготовлению простых конструкций

«Долгоиграющие» твердотопливные печи и котлы весьма востребованы сегодня.

Вот только цена у этих замечательных приборов, мягко говоря, кусается.

Поэтому вполне логичным кажется вопрос: а нельзя ли сделать подобный теплогенератор самостоятельно, взяв в качестве прототипа одну из фирменных моделей?

Ведь по большому счету, это всего лишь железный короб с дверцами и трубами, который легко можно сварить в домашних условиях при помощи обычного ручного сварочного аппарата. Из этой статьи вы узнаете, какими бывают самодельные котлы длительного горения на дровах и из чего они изготавливаются.

Принцип работы котла

Прежде всего, давайте уясним, как именно дрова и другие виды твердого топлива можно заставить гореть дольше? Первое, что приходит на ум – увеличить объем закладки, то есть сделать топку более вместительной.

Действительно, если обычный котел при мощности в 20 – 22 кВт оснащается топкой объемом чуть больше 50-ти л, то у приборов с длительным горением при той же мощности этот показатель достигает 100 – 150 л, а у некоторых «мастодонтов» – более 250 л.

Котёл длительного горения Буржуй – принцип работы

Но простой эксперимент покажет, что данная мера сама по себе положительного результата не даст, нужно придумать еще что-то. Есть несколько вариантов.

Обеспечить котел принудительной подачей воздуха (вентилятором)

Идея состоит в следующем: котел горит, как обычно, но при достижении температурой теплоносителя максимальных значений воздушная заслонка наглухо перекрывается. При этом жар в топливе еле теплится – котел переходит в режим ожидания и почти не производит тепла.

Когда температура теплоносителя падает до определенного значения, заслонка открывается.

Но чтобы дрова при этом снова разгорелись, воздух нужно подать принудительно, ведь тяга-то почти отсутствует. Для этого нам и нужен вентилятор. Недостатков у такого решения два:

  • для работы котла необходимо электроснабжение;
  • в конструкции имеются покупные компоненты: вентилятор, приводящий его в действие контроллер и термодатчик (такие наборы выпускаются многими производителями).

Поджигать топливо не снизу, а сверху

Такая технология получила название «верхнее горение». Идея проста: благодаря конвективным потокам огонь стремится двигаться вверх и гораздо менее охотно распространяется вниз, так что топлива при верхнем горении хватит на более долгий срок. Чтобы еще больше замедлить горение, воздух подается тоже сверху – строго в зону горения.

Превратить твердое топливо в газообразное

Очень эффективное, но при этом крайне простое решение.

Какие-либо химические препараты или сложное оборудование не потребуются.

Оказывается, если дрова или другую органику нагреть до высокой температуры при ограниченном доступе кислорода (чтобы не загорелись), они начнут разлагаться на различные газообразные вещества (такая смесь называется древесным газом), многие из которых способны гореть.

Таким образом, топку котла нужно будет разделить на две части: в одной будет происходить газогенерация (пиролиз), в другой – сжигание древесного газа.

Такая схема не только позволит котлу дольше работать на одной закладке, но и обеспечит более полное сгорание древесины (более высокий КПД и сравнительно чистый выхлоп). Да и золы в газогенераторных котлах остается очень мало.

Преимущества самодельных отопительных котлов на дровах

Главное достоинство изготовленного своими руками котла состоит в его низкой стоимости. Он обходится как минимум в два раза дешевле, чем покупной агрегат. Кроме того, домашний мастер получает возможность максимально подогнать возможности и параметры теплогенератора под свои нужды.

В то же время надо учитывать, что самодельный котел может быть более пожароопасным, чем покупной. Поэтому при его установке следует с особенным вниманием отнестись к правилам пожарной безопасности.

Котел на дровах своими руками

Наиболее доступным материалом для изготовления самодельного котла длительного горения для дома является стальной прокат – уголки, трубы, листы и т.д.

Сталь следует выбирать низкоуглеродистую, подходят марки от Ст 3 до Ст 20. Последняя является наиболее предпочтительной: изготовленные из нее котлы являются самыми долговечными (срок службы – до 15 лет).

Твердотопливный котел из газового баллона

У высокоуглеродистых марок типа сталь 35 и выше высокая температура может спровоцировать закалку, вследствие чего материал станет более хрупким. Идеальным материалом для топки является жаропрочная легированная сталь марок 12ХМ и 12Х1МФ, но она стоит дорого и обычной сваркой не варится (нужно варить в среде аргона).

Использовать лучше электроды марок МР-3С или АНО-21.

Самодельные конструкции дровяных котлов длительного горения

При самостоятельном изготовлении котла за основу можно брать такие изделия:

Железная труба

Отличная заготовка для топки котла с принудительной подачей воздуха.

Автоматику (термодатчик + контроллер + вентилятор) можно установить польскую, например, от KG Elektronik (модель вентилятора – DP-02, контроллера – SP-05).

Заслонку применим гравитационную – она будет автоматически опускаться под собственным весом при отключении вентилятора.

Бочка

Из бочки удобнее всего делать котел с верхним горением. Наиболее популярный вариант – так называемая печь Бубафоня (авторство Афанасия Бубякина), прототипом для которой стал известный «долгоиграющий» котел марки Stropuva.

Буржуйка

«Легким движением руки» буржуйку превратим в котел с частичной газогенерацией. За образец возьмем популярную печь «Профессор Бутаков» и ее импортный аналог – печь Breneran (до 2005-го года – Bullerjan).

Если в качестве основного топлива используются дрова, то для дополнительной страховки не помешает приобрести комбинированный котел. Котлы для отопления на дровах и электричестве – оптимальный вариант страховки от холода в случае, если не всегда есть возможность вовремя докинуть дрова.

О том, как подобрать идеальную пропорцию глины, песка и воды для кладки печи, расскажем тут.

А в этой статье https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/pechi/buleryan-s-vodyanym-konturom.html представлена инструкция по установке печи Булерьян с водяным контуром, а также отзывы об использовании данного оборудования.

Инструкция по изготовлению

Рассмотрим кратко особенности процесса изготовления каждого котла.

Котел с принудительной подачей воздуха

Чтобы прибор работал на одной порции дров около 12 ч, объем его топки должен составлять 112 л. За неимением трубы ее можно изготовить из стальных листов толщиной 4 мм.

Вокруг топки необходимо соорудить теплообменник объемом 50 л. Внутри него следует расположить дымогарные трубы (ду 50).

Колосниковую решетку, на которую будет складываться топливо, предлагается сделать из равнополочного уголка 50х5 мм.

Котел с вентилятором самодельный

Его следует расположить так, чтобы наружный угол смотрел строго вниз – тогда поступающий снизу воздух будет рассеиваться наилучшим образом.

Топку и теплообменник нужно обмотать базальтовой теплоизоляцией, после чего вся конструкция помещается в корпус с дверцами.

Воздуховод с вентилятором и гравитационной заслонкой монтируется на задней стенке, на уровне зольной камеры.

Котел с верхним горением

В фирменных котлах этого типа имеется два элемента, которые обывателю изготовить очень сложно:

  • камера предварительного нагрева воздуха;
  • телескопический воздуховод, через который подогретый воздух подается в зону горения.

Создатель печи Бубафоня предложил заменить эти узлы остроумным приспособлением.

Оно представляет собой тяжелый блин с отверстием внутри, к которому приварена труба.

Эта конструкция может двигаться в бочке-корпусе так же, как поршень в шприце. Блин укладывается на топливо, по мере прогорания которого (напомним, что розжиг осуществляется сверху) он будет постепенно опускаться вниз. При этом воздух будет засасываться через трубу прямо под блин, то есть в зону горения.

Проблема подогрева воздуха решается следующим образом: к нижней стороне блина радиально привариваются уголки, так чтобы их наружные углы смотрели строго вниз. Таким образом, мы получим каналы, по которым воздух, поступающий в центральное отверстие, будет направляться на периферию, то есть к стенкам корпуса. За время пути он нагреется до нужной температуры.

Если диаметр корпуса, а соответственно и поршня-блина, не очень велик, каналы из уголка следует сделать изогнутыми. В противном случае воздух нагреться не успеет.

Благодаря тому, что поступающий воздух имеет высокую температуру, в Бубафоне наблюдается частичный пиролиз, повышающий эффективность печи. В связи с этим целесообразнее делать агрегат не из бочки, а из газового баллона: его куполобразная верхняя часть послужит отличной камерой сгорания для древесного газа.

Печь Бубафоня самодельная

На присоединенную к блину трубу устанавливают заслонку с ручным управлением. Также необходимо избежать подсоса воздуха через отверстие в крышке, сквозь которое проходит воздухозаборная труба. Герметизировать его нельзя, так как труба должна иметь возможность свободно двигаться. Проблема решается установкой гильзы, охватывающей трубу.

Чем длиннее она будет, тем больше станет гидравлическое сопротивление зазора между гильзой и трубой, при этом несанкционированный приток воздуха, соответственно, будет уменьшаться.

Буржуйка с частичным пиролизом

Внутренняя часть теплогенератора представляет собой стальную коробку, разделенную на три отсека:

  1. Нижний (примерно 25% высоты) является зольной камерой, над которой установлена чугунная колосниковая решетка или решетчатый под из стали толщиной в 4 мм.
  2. Верхний отсек также занимает 25% высоты коробки и отделяется от среднего отсека стальной перегородкой, не доходящей до задней стенки на 20% – 25% длины коробки. В перегородке имеются отверстия, общей площадью примерно 7% от горизонтального поперечного сечения коробки. Средний и верхний отсеки являются топкой: первый играет роль камеры газогенерации, второй служит для дожигания древесного газа.

В герметично закрывающуюся дверцу топки врезан воздухозаборный патрубок с заслонкой – поддувало. От положения этой заслонки зависит мощность теплоотдачи печи. Еще одна заслонка – шибер – устанавливается в дымоходе. В ней выполняется вырез, площадь которого составляет 25% от общей площади детали.

Шибером регулируют режим работы печи: при растопе его полностью открывают, благодаря чему топливо имеет возможность загореться. Затем шибер перекрывают – и печь переходит в режим тления с образованием пиролизного газа. Заслонка поддувала при растопе также переводится в полностью открытое положение, а после выхода на пиролизный режим перекрывается на необходимую величину.

Между печью и вертикальным дымоходом обязательно должен быть горизонтальный участок длиной от 0,8 до 1 м, функция которого состоит в замедлении сгорания дымовых газов.

Обычно печи этого типа эксплуатируют как конвекторы: внутри устанавливают несколько вертикальных труб, которые на 2/3 своего диаметра находятся прямо внутри топки. Благодаря такому расположению, проходящему через трубы воздуху удается отобрать 70% вырабатываемого печью тепла. Диаметр труб может составлять от 60 до 100 мм. Этот диапазон учитывает теплопроводность воздуха и его вязкость, так что выходить за его границы не рекомендуется.

Хотели бы вы узнать, как достигается принцип долгого горения в печах? Тогда следующая статья будет интересной для вас. Котлы длительного горения на дровах для дома – устройство, принцип работы и стоимость.

Пошаговая инструкция по облицовке камина своими руками представлена на этой странице.

Видео на тему

Самодельный котел длительного горения работающий на дровах

Обеспечить на зиму свое жилище теплом – очень важная задача. И если в городе ее выполнение берут на себя специальные службы, то за городом очень часто все приходится делать своими руками, в частности, делать и устанавливать агрегаты для отопления.

В данном материале мы расскажем о самодельных котлах длительного горения, которые работают на дровах.

Конечно же, котел отопления, работающий на различных видах топлива, можно приобрести в продаже. Однако, тот же газовый котел не везде сможет работать, а вот котел на дровах может отопить дом независимо от того, как далеко он расположен от газовой магистрали.

Помимо прочего, самодельные котлы длительного горения по сравнению с простыми печами отличаются более длительным периодом между загрузками дров, при этом эффективность обогрева помещения не снижается. Помимо всего, мы предлагаем вам посмотреть видео на тему сборки котлов длительного горения своими руками.

Принцип работы котла длительного горения

Длительность горения дровяного котла зависит от его конструкции и процессов, происходящих изнутри. Принцип работы котлов такой: топливо сжигается сверху вниз, а не наоборот, как в обычной печке на дровах. В топке обычного котла или печи сначала сгорает нижний слой, после чего горячие потоки поднимаются и втягивают в горение все слои, дрова при этом очень быстро сгорают и их нужно добавлять каждые несколько часов, иначе печь остынет.

В котлах же длительного горения сначала сгорает верхний слой, а потом огонь идет ниже и захватывает каждый последующий слой дров. Одна закладка топлива позволяет ему тлеть примерно в течение 30 часов, а после полного его сжигания золы и сажи остается минимум.

Режим регулировки позволяет дровам тлеть очень продолжительное время — более суток, а после их полного сжигания сажи и золы остается минимум.

Но стоит помнить, что котлы длительного горения, сделанные своими руками, в жилых помещениях лучше не ставить, поскольку они не могут гарантировать вашу безопасность при применении. Лучше всего ими оснащать такие помещения, как:

  • технические;
  • производственные;
  • теплицы;
  • строящиеся дома.
  • жилые дома до момента обустройства основной отопительной системы.

Плюсы самодельного котла длительного горения

Несмотря на то, что котлы на дровах, сделанные своими руками, можно устанавливать не везде или применять в качестве временного решения в жилых помещениях, многие отдают им предпочтения, поскольку они просты в эксплуатации и отличаются высокой отдачей при отоплении.

Преимущества таких котлов:

  • несложная регулировка процесса активного тления;
  • длительное горение без нужды добавлять дрова;
  • легко собрать конструкцию своими руками;
  • высокий КПД;
  • максимальность сжигания топлива.

Как своими руками собрать дровяной котел

В регионах страны, где нет природного газа, очень ценится твердое топливо, на основе которого работают котлы отопления. При этом практически в каждом таком регионе есть специальные предприятия, которые могут снабдить твердым топливом.

Котлы длительного горения могут работать не только на дровах, но и на таких видах твердого топлива, как:

  • опилки;
  • пеллеты;
  • торф;
  • уголь.

Материалы для изготовления котла своими руками

Чтобы собрать котел своими руками, нужен материал для корпуса. Для этого могут подойти:

  • металлические трубы с большим диаметром;
  • бочки;
  • круглые баки;
  • газовые баллоны и другие емкости.

Чаще всего емкости бывают стальными и чугунными, давайте рассмотрим, чем отличаются по характеристикам эти два материала:

Читайте также:  Основные виды плоских крыш

  • чугун устойчив к коррозии, способен выдержать высокие температурные нагрузки, остывает медленнее, нежели сталь. При этом он хрупок, тяжелый и дорогой в плане себестоимости. Чугунные изделия отличаются своей долговечностью;
  • сталь более легка, она стоит дешевле и отличается большей прочностью. Помимо этого она быстрее прогревается и легче сваривается, поэтому стальные котлы ремонтировать проще. Но наряду с этим конденсат, который появляется вследствие сжигания топлива, со временем разрушает стенки топки. В промышленных конструкциях они защищены керамической футеровкой, но своими руками это сделать невозможно.

Стальные котлы более популярны среди пользователей. Если вы захотите собрать котел своими руками, помните, что нужно при этом обеспечить правильную подачу воздуха с возможностью регулировать процесс сжигания дров. Чтобы этого достичь, нужно сделать следующее:

  • грамотно просчитать мощность конструкции;
  • выбрать качественные материалы;
  • предварительно подготовить чертеж конструкции;
  • уметь качественно делать сварные швы;
  • четко соблюдать технологию установки конструкции.

А теперь давайте рассмотрим наиболее простые конструкции котлов длительного горения, которые можно собрать своими руками:

  • на основе железной трубы;
  • на основе бочки;
  • буржуйку;
  • «Слобожанку».

Конструкция на основе железной трубы

Параметры конструкции должны быть такими:

  • диаметр трубы – до 30 см;
  • высота -86 см;
  • наклон трубы должен составлять как минимум 0,1 % к горизонтальной плоскости;
  • диаметр дымоходной трубы – 10 см;
  • соединение – сварное.

Внизу конструкции должна располагаться дверца для добавления дров, а для поддува и очищения емкости от сажи нужно поставить колосниковые решетки.

Внутри конструкции нужно разместить трубу с меньшим диаметром, соединить с трубопроводом, который идет по помещению для естественного движения теплоносителя. Далее система наполняется водой, которую можно нагревать для бытовых нужд и применять для отопления. С наружной стороны устанавливаем заслонки, которые контролируют количество поступающей из бака воды.

Бочковая конструкция котла

Работа в данном случае выглядит так:

  • обрезаем верхний обод бочки и выравниваем;
  • на крышке, способной закрываться герметично, вырезаем отверстие диаметром в 150 мм для вывода угарного газа;
  • дымоход должен быть размещен под небольшим углом к вертикальной поверхности;
  • крышка должна быть прочной и огнеупорной. Сделайте в ней еще отверстие на 100 мм для доступа кислорода;
  • трубу ставим так, чтобы газы могли вертикально выходить наружу;
  • заслонка не должна быть размещена слишком низко, чтобы топливо не сгорало раньше, чем нужно.

Также можно замедлить процесс оседания дров при помощи груза. Вместе с подвижным распределителем воздуха такая конструкция обеспечит горение дров в течение 60 часов.

Буржуйка и ее особенности

Об этой конструкции известно практически всем. Они состоят из водяного контура, который может обеспечить теплом несколько радиаторов в помещении до 30 квадратных метров. Ее можно использовать в таких помещениях, как:

  • парники;
  • дачные участки;
  • строящиеся дома;
  • строительные площадки;
  • подсобные помещения.

Как собрать своими руками котел «Слобожанка»

Принцип работы такой конструкции достаточно простой. Есть два кожуха: один внутренний, а второй внешний, между ними есть воздушная прослойка. Снизу идет холодный воздух, который прогревается за счет горячих стен внутреннего кожуха и поднимается вверх, затем выходит через отверстие на внешнем кожухе.

Чтобы собрать такой агрегат своими руками, приготовьте следующее:

  • толстые трубы;
  • листы из металла;
  • арматуру;
  • металлические уголки;
  • газовые баллоны или отрезки трубы;
  • аппарат для сварки;
  • болгарку;
  • дрель;
  • молот;
  • зубило;
  • электроды.

Порядок работы будет таким:

  • сделайте устройство для подачи воздуха. Для этого нам нужна труба с длиной, которая соответствует высоте топки. Приварите к ней внизу болт, затем вырежьте из металлического круга лист с диаметром как в трубы или немного больше. Просверлите в нем отверстие под болт, затем соедините с воздуховодной трубой гайкой;
  • возьмите болгарку и диск по металлу, делаем прорезы вертикально шириной в сантиметр. Сквозь них будет попадать воздух в топку;
  • вырезам плоский стальной лист с диаметром чуть меньше топки. Изнутри делает отверстие для воздуховодной трубы, вставляем ее поддувалом вниз, затем нужно приварить, отступив при этом от конца порядка 20 см;
  • делаем корпусной цилиндр с герметичным дном. Если для этого берется газовый баллон, верхнюю часть срезаем, а если делаем из листа металла, то нужно приварить дно;
  • чтобы сделать дымоход, в верхней боковой части корпуса сделайте отверстие для выхода газа и приварите трубу с диаметром порядка 10 см;
  • установите воздухоподающую трубу, вырезав в центре днища топочной камеры отверстие размером с диаметром воздухоподающей трубы. Далее вставьте ее, чтобы поддувало свесилось вниз за пределы корпуса;
  • сделайте теплорассеивающий диск из металлического листа толщиной в 10 мм. Нужно вырезать круг диаметром чуть меньше корпуса и приварить к нему ручку из стальной проволоки или арматуры;
  • сделайте конвекционный кожух и прикрепите его. Цилиндр конструкции должен быть на пару сантиметров больше топки;
  • напоследок сделайте крышку из оставшегося элемента газового баллона или бочковой крышки. Можно приварить к ней ручку.

Котлы длительного горения, работающие на твердом топливе, можно применять для разных бытовых нужд. Нет лучшего и экономного варианта для использования на дачном участке или на строительстве. Загружать топливо при этом вам не придется так часто, как в традиционных печах, также вы сэкономите на покупке котла.

Принцип работы котла длительного горения, изготовленного своими руками с использованием чертежей.

Твердотопливный котёл в загородном доме, да еще и длительного горения, — прекрасная альтернатива печи. Его установка и монтаж водяного отопления позволяют тратить меньше времени и сил на обогрев дома. Модели, оснащенные режимом длительного горения, лидируют в категории твердотопливных котлов. Опыт мастеров говорит, что такой котёл можно сделать своими руками по готовым чертежам.

Принцип работы

Прежде чем мастерить твердотопливный котёл своими руками, неплохо разобраться, как работают котлы промышленного изготовления, и чем обусловлена их повышенная эффективность. КПД, заявленный в паспортной документации на котлы, часто превышает 90%. Причина этого — длительное и почти полное сжигание топлива.

В обычных твердотопливных моделях, работающих на дровах, угле или пеллетах, камера сгорания общая, в ней происходит разогрев и горение топлива до состояния золы. Дым, выделяющийся при этом, поступает сразу в дымоход, а оттуда — в трубу. Площадь контакта пламени со стенками котла в таких моделях невелика, и они не успевают как следует прогреться. В итоге значительная часть тепла уходит с дымом в атмосферу.

В котле длительного горения процесс сжигания дров разделен на этапы. Сначала происходит нагрев их до температуры около 300 градусов. От нагрева нарушается связь между волокнами древесины, выделяется дым, насыщенный парами влаги и горючими газами, а сами поленья обугливаются.

Горючие газы — это смесь соединений углерода, серы и водород, при наличии в топке достаточного количества кислорода они ярко горят с выделением тепла. Этот процесс называется пиролизом, а сами котлы — пиролизными.

Зону в пиролизных агрегатах, где происходит разложение древесины, называют газогенератором. Чтобы избежать воспламенения дымовых газов в газогенераторе, доступ кислорода к дровам ограничивают. Газы посредством тяги или принудительного наддува поступают в отдельную зону топки, которая называется камерой дожига, где и сгорают. Вокруг камеры расположен теплообменник, который быстро нагревается, после чего вода из него поступает в систему отопления.

Достоинства пиролизных котлов промышленного производства, работающих на дровах:

  • экономия топлива — они могут работать на одной загрузке от 6 часов до 5 суток;
  • высокий КПД, 90-95%;
  • экологичность — в дыме содержится мало вредных для атмосферы газов и сажи;
  • безопасность — дым на выходе имеет температуру 120-160 градусов Цельсия;
  • высокий уровень автоматизации процесса.

Недостатки покупных котлов длительного горения:

  • склонность к появлению конденсата на стенках теплообменника и дымохода;
  • высокие требования к влажности топлива — не более 16%;
  • высокая цена, иногда в 1,5-2 раза превышающая стоимость обычных твердотопливных котлов.

Котлы длительного горения имеют такую высокую эффективность благодаря особенностям конструкции и происходящим в них физическим процессам. Для их производства не нужны дорогостоящие материалы или сложные технологии. Большинство котлов выполнены из листовой стали и имеют сварную конструкцию. Поэтому, имея навык работы со сварочным аппаратом, такой котёл можно сделать своими руками.

Выбор конструкции

Прежде чем приступить к разработке чертежей своими руками, нужно рассмотреть принцип работы и типичные конструкции котлов длительного горения, и выбрать наиболее простую и доступную.

По типу устройства пиролизные котлы разделяются на два типа:

  • с верхним горением — шахтные;
  • с нижним горением.

Что означают эти характеристики? Все очень просто: тип горения указывает на расположение зоны газогенерации.

В котлах шахтного типа загрузку топлива выполняют через дверку, расположенную в верхней части топки. Горение начинается на поверхности общего объема топлива, а дым, выделяющийся в результате этого, с помощью принудительного наддува проходит через всю толщу дров в нижнюю часть топки, где обогащается воздухом и сгорает. При этом масса дров дополнительно нагревается и более стабильно горит.

В котлах нижнего горения топка расположена снизу, а камера дожига газов — вверху. В них не требуется принудительный наддув, движение воздуха происходит с помощью тяги. Плюс таких котлов — независимость от электрической сети. Минус — меньшая эффективность и объем загрузки, а следовательно и время непрерывной работы.

Видео: самодельный пиролизный котёл и принцип его работы.

Котлы с наиболее простой конструкцией имеют цилиндрическую форму. Топка в них окружена теплообменником, и съем тепла происходит по всей поверхности топочной камеры. Такой котёл можно сделать своими руками из листового железа или двух металлических труб разного диаметра.

Как сделать самостоятельно?

Котёл изготавливают своими руками по готовому чертежу, приведенному на рисунке. Размеры, указанные на чертеже, можно незначительно изменять, при этом важно соблюдать пропорции.

      Принцип работы этого отопительного агрегата таков:
  • Через дверку загружают топливо, предварительно подняв распределитель воздуха на максимальную высоту;
  • Осуществляют его розжиг с помощью щепы, бересты или специального средства.
  • После начала устойчивого горения распределитель воздуха опускают на верхнюю часть топлива, закрывают дверцу поддувало, ограничивая тем самым активное поступление кислорода.
  • В рабочем режиме интенсивность горения регулируется задвижкой на распределителе. Благодаря его конструкции воздух поступает прямо в зону горения дозировано, что способствует равномерному длительному горению.
  • Воздух, проходя по его трубе, предварительно прогревается, из него испаряется влага. По мере прогорания топлива распределитель опускается под собственным весом. Для его подъема предназначена цепочка.

Высота потолков в котельной должна быть не менее 2,8 метра и позволять поднять распределитель топлива на уровень максимальной загрузки!

  • Топливо тлеет, выделяя дымовые газы, которые догорают в верхней части топки. Топить такой котёл можно дровами, опилом, пеллетами, а также отходами лесопереработки — стружкой, щепой, строительным мусором. Для каждого вида топлива нужно подбирать свой режим подачи воздуха.

Конструкция котла не герметична, в отличие от заводских моделей, поэтому его необходимо устанавливать в хорошо проветриваемой котельной: при тлении дров выделяется, в числе прочих, опасный угарный газ.

КПД устройства несколько ниже, чем у промышленных аналогов, но учитывая затраты на его изготовление, этот недостаток не так важен.

Необходимые материалы и инструмент

Сборку котла производят сваркой, поэтому обязательное условие — наличие сварочного аппарата и навык работы с ним. В процессе сварки своими руками также понадобятся 2-3 пачки электродов подходящего диаметра.

Для раскроя материала потребуется болгарка с отрезными кругами, для зачистки швов понадобятся также шлифовальные круги.

Кроме того, нужен инструмент для измерения и разметки: рулетка, угольник, маркер, циркуль для разметки окружностей.

Для опрессовки готового изделия нужен будет компрессор.

    Материалы и покупные изделия:

  • Трубы из металла толщиной 3-4 мм, Ø 40 см, длина 150 см — для выполнения корпуса топки и труба Ø 45 см, длина 130 см теплообменника;
  • Труба металлическая Ø 6 см, длина заготовки 120 см — для канала подачи воздуха в распределитель;
  • Два кольца из листового металла толщиной 3 мм, с внутренним диаметром 40 см, внешним — 45 см — заглушки на водяную рубашку;
  • Листовой металл 3 мм для выполнения дверцы топки и зольника. Можно использовать готовые чугунные дверцы подходящего размера;
  • Листовой металл толщиной 5 мм для распределителя воздуха или круг из него диаметром 40-42 мм;
  • Обрезки уголка или швеллера подходящего размера для выполнения крыльчатки;
  • Асбестовый шнур и полотно — для теплоизоляции дверок.
  • Изготовление корпуса и теплообменника

    Сборку котла начинают с корпуса

        , как наиболее ответственного узла, подверженного значительным тепловым нагрузкам. Остальные детали подгоняют с таким условием, чтобы создать максимально герметичную конструкцию и избежать утечек дыма и теплопотерь.
    1. Трубы диаметром 40 и 45 см вставляют одна в другую, выравнивают по верхнему краю и выставляют с помощью деревянных распорок одинаковый зазор между ними. Это поможет избежать местного перегрева водяной рубашки.
    2. Соединяют их сваркой сверху и снизу короткой трубы с помощью металлических колец. Сварной шов стараются делать максимально ровным и качественным. Низ топки заваривают кругом из листового металла.

    • В нижней части внутренней трубы делают отверстие прямоугольной формы под дверцу зольника. Саму дверцу можно выполнить из листового металла или установить готовую чугунную. Теплоизоляция дверцы не обязательна — внизу топки не будет высоких температур, поэтому дверцу можно делать одинарной. Ее нужно обязательно оснастить задвижкой, плотно закрывающей дверку, иначе будет происходить подсос воздуха, что нарушит кислородный баланс в котле.

    • Дверку топочной камеры размещают в верхней части корпуса. Здесь температурный режим будет более жестким, поэтому дверку лучше сделать своими руками из листового металла, причем делают ее двойной, как на фото, с прокладкой из двух слоев асбеста. Это, во-первых, создаст лучшую теплоизоляцию и поможет избежать ожогов, а во-вторых, повысит ее жесткость, и при топке дверку не поведет. Дверку аналогично оснащают плотной задвижкой.

    • Сбоку или сзади верхней части корпуса вваривают дымовой патрубок из профильной трубы с отверстием для подсоединения к дымоходу. При этом уделяют особое внимание качеству швов с внешней и внутренней стороны рубашки — из-за неправильно выбранного режима здесь может образоваться конденсат, а в сочетании с дымовыми газами он способствует коррозии. Сварные швы, имеющие раковины и не удаленную окалину, подвержены коррозии наиболее сильно.

    • В верхней и нижней части водяной рубашки приваривают патрубки для подачи и выхода теплоносителя. Их делают из обрезков дюймовой трубы нужной длины, с резьбой на внешнем конце. Патрубки удобнее располагать сбоку котла, в стороне от дымового патрубка, чтобы системы дымоудаления и отопления было удобно обслуживать.
    • Корпус котла оснащают ножками из обрезков уголка или швеллера — так будет удобнее регулировать его при установке.
    • Выполняют съемную крышку диаметром 46 см с отверстием в центре 6,5 см — она будет установлена внатяг на корпус.
    • Все детали и швы зачищают болгаркой и покрывают термостойкой краской на основе кремнийорганики, предназначенной для покраски печных элементов и автомобильных систем газоудаления — она терпит нагрев до температуры не менее 800 градусов.

    Распределитель воздуха

    Распределитель воздуха — не менее важная деталь. Для него лучше использовать толстый металл — не менее 5 мм. Во-первых, он находится в зоне активного горения, и при меньшей толщине может деформироваться и со временем прогореть. Во-вторых, при большей толщине распределитель воздуха будет лучше прижимать массу топлива.

    1. Из металла вырезают круг диаметром 38 см с отверстием в центре Ø 6 см. К отверстию герметично приваривают трубу Ø 6 см длиной 120 см. По этой трубе будет поступать воздух в зону горения.
    2. В нижней части распределителя нужно приварить крыльчатку — расходящиеся воздуховоды из уголка 25 мм или швеллера. Их количество может быть разным, чем больше каналов, тем равномернее будет гореть топливо.
    3. В верхней части трубы нужно установить задвижку или шибер для регулирования воздушного потока, а также предусмотреть петлю для присоединения цепочки, которой распределитель будет подниматься в верхнее положение.

    Чтобы оборудовать котел для работы на угле, нужно оснастить его принудительным наддувом. Трубу распределителя в этом случае выполняют телескопической, а в верхней ее части располагают дутьевой вентилятор.

    Установка

    Котел длительного горения ставят на ровную поверхность и регулируют по уровню, в случае сильного перекоса возможно ухудшение циркуляции теплоносителя.

    Распределитель воздуха помещают внутрь топки, а сверху надевают крышку, которую закрепляют на корпусе сваркой или внатяг с уплотнением асбестовым шнуром.

    Подключают дымовой патрубок к дымоходу. К патрубкам водяной рубашки подсоединяют трубы системы отопления.

    После заполнения системы котел можно начинать топить. Пробную топку выполняют с неполной партией топлива, регулируют режимы, и только после этого можно загружать его для работы в полную мощность.

    Такой котел, при скромном внешнем виде, вполне способен отопить деревенский или дачный дом, мастерскую, гараж, решив проблему обогрева.

    Оцените статью
    Добавить комментарий