Самодельные твердотопливные котлы отопления с водяным контуром
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Самодельные твердотопливные котлы отопления с водяным контуром

Экономичное решение: самостоятельное создание котла твердотопливного с контуром отопления

Модифицированные твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — универсальное решение для отопления частного дома.

Они равномерно распределяют тепло и обеспечивают горячей водой. Эти агрегаты функциональны, надёжны, экономичны и автономны.

Их несложно сделать своими руками.

Схема твердотопливного котла с водяным контуром

Конструкция довольна проста. По схемам и чертежам легко создать котёл с водяным контуром длительного горения.

Такие устройства могут быть классического типа с одной камерой сгорания или пиролизные. По виду материалов подразделяют на стальные и чугунные.

При установке чугунного котла весом свыше 300 кг потребуется отдельная фундаментная плита.

Как устроен?

Устройство котлов с водяным контуром несложное. Они состоят из:

  • Топочной камеры.
  • Колосника.
  • Зольника, для сбора золы. Он имеет отдельную дверцу, которая позволяет регулировать интенсивность горения.
  • Теплообменника, накапливающего тепло.

Как и все простые отопительные приборы, эта конструкция имеет дверки и дымовую трубу.

По какому принципу работает?

  • закладываете в камеру топливо и поджигаете;
  • при сгорании оно выделяет тепло, теплообменник накапливает и отдаёт тепло теплоносителю, горячая вода движется по контуру системы отопления за счёт конвекции;
  • при остывании вода вновь возвращается в котёл.

Внимание! Эти устройства работают только от ручного управления, их невозможно автоматизировать. Это важный факт, который следует учитывать при выборе отопительной техники.

Какие элементы включает?

Конструкция твердотопливных агрегатов с водяным контуром состоит из следующих элементов:

Для чего они нужны?

Расширительный бак вешается над котлом. Он работает по принципу сообщающихся сосудов: нагреваемая вода передаётся в систему отопления через теплообменник. Если есть техническая возможность, можете подсоединить теплообменник к водопроводу. Циркуляционный насос позволяет увеличить КПД.

Система трубопровода и радиаторов равномерно распределяет тепло в помещении. Простой термостат состоит из рычага с металлической цепочкой, её другой конец прицепляют к заслонке поддувала.

Фото 1. Твердотопливный котел в помещении, с расширительным баком, установленным за ним, дымоходом, циркуляционным насосом.

Когда температура повышается, рычаг поворачивается и прикрывает заслонку. Это подавляет горение. После остывания воды система автоматически вновь открывает заслонку.

Как эти элементы взаимодействуют между собой?

В системе отопления с использованием твердотопливных агрегатов элементы взаимодействуют относительно друг друга: котёл нагревает воду, она транспортируется по теплоносителю в радиатор путём естественной циркуляции.

Какие размеры у конструкции?

Для дома площадью до 100 кв. м. достаточно устройства с габаритами: 0,9 х 0,4 х 0,45 метра (высота, ширина, глубина). Для топки достаточно высоты около 50 см.

Такой агрегат занимает немного места и обогревает все жилые помещения. Единственный минус — придётся заготавливать дрова небольших размеров.

Процесс изготовления своими руками

Для сооружения котла собственноручно необходимо уметь работать с металлом и сварочным аппаратом. Самый простой вариант — использование готовой толстостенной трубы, в которую вставляется труба меньшего диаметра, выступающая в качестве топки.

Межтрубное пространство заполняется теплоносителем. Но так как найти такую трубу сложно, многие делают котлы из листового железа.

Материалы

Все материалы есть в строительных магазинах, но допускается использовать бывшие в употреблении трубы, листы, колосники, дверки и другие материалы.

Инструменты

Основной инструмент — сварочный аппарат. Если вы не имеете навыков работы со сваркой, лучше прибегнуть к услугам сварщика.

А также потребуются: молоток, болгарка, уровень, плоскогубцы и спецодежда.

Фото 2. Набор инструментов для работы по металлу, который необходим при постройке самодельного твердотопливного котла.

Постройка отопительного самодельного устройства

Для создания котла, соблюдайте следующую последовательность работ:

  1. Вырежьте плазморезом листы и отверстия в них нужного размера.
  2. Приступите к сварочным работам. Листы сваривают изнутри, чтобы не было видно швов.
  3. Сначала сварите три стенки, к ним приварите металлические направляющие для укладки колосниковой решётки. Она разграничивает камеру сгорания от зольника.
  4. Смонтируйте теплообменную трубную конструкцию. С одной стороны к трубе в котле прикрепите трубу из расширительного бака.
  5. На выходе из котла прикрепите трубу, которую затем соедините с системой радиаторов.
  6. Приварите четвёртую стенку и нижнюю часть котла.
  7. Приварите ножки, чтобы избежать возгорания пола.
  8. Навесьте дверцы.
  9. Установите дымоход. В трубе сделайте небольшое отверстие и вставьте задвижку для перекрытия дымохода для регулирования тяги и предотвращения ухода тепла наружу.

На выходе из котла можете установить датчик температуры.

Фото 3. Собранный из листов нержавеющей стали твердотопливный котел с топкой и отверстием для дымохода.

Правильное подключение к системе отопления

Котёл является частью системы отопления. При правильном подключении эффективность системы возрастает. Для создания схемы отопления устанавливают специальный клапан, он предохранит систему при каких-либо сбоях.

Осторожно! Чтобы не наделать ошибок, перед подключением проконсультируйтесь с опытными специалистами.

Для свободной циркуляции воды в системе, нагревательное оборудование устанавливают на полметра ниже батарей.

Возможные сложности

Металлический котёл получается довольно тяжёлым. Поэтому специалисты советуют собирать его на месте установки.

Агрегат ставят на жёсткий, идеально ровный фундамент. Для этого делают с помощью уровня цементную стяжку не менее 5 см толщиной.

Бетонную подушку сделайте немного выше уровня пола. Это облегчит обслуживание котла и чистку зольной камеры.

Полезное видео

Видеообзор, в котором можно ознакомится с самодельным твердотопливным котлом и принцип его работы.

Советы по эксплуатации и устранению нарушений

Если после введения в эксплуатацию выявились признаки неправильной постройки или подключения, примите следующие меры:

Справка! Жёстких требований к установке твердотопливных котлов с водяным контуром нет, специальное разрешение от чиновников для их размещения не нужно.

Устанавливайте оборудование, соблюдая требования пожарной безопасности. Расстояние от стены до котла оставляйте не менее 0,5 м. Перед топкой уложите лист металла.

Как изготовить самодельный котел на твердом топливе

На сегодняшний день осталось немало зданий и сооружений, обогреваемых классической печью и твердотопливным котлом. На самом деле различий между ними практически нет, даже коэффициент полезного действия у них одинаков. В связи с этим домовладельцы в последнее время отдают предпочтение именно последним. Соорудить котлы на твердом топливе своими руками не составит труда — их устройство не требует особых навыков или наличия профессионального инструмента.

Выделяют несколько типов твердотопливных котлов. Однако сложная конструкция некоторых из них не позволяет соорудить их без специальных навыков. Существует две группы отопительных установок:

Технология производства

По сравнению с обычной печью самодельные котлы на твердом топливе имеют некоторые отличия, особенно это касается теплоотдачи. Стандартная конструкция оборудования:

  • Дымоход — необходим для создания тяги, а также отвода угарного газа;
  • Топка с колосниками — требуется для поддержки достаточного уровня воздуха;
  • Система заслонок — используется в качестве регулятора воздушной тяги;
  • Бак — его основная задача нагрев воды для системы отопления.

Инструменты и материалы

Тщательно изучив конструкцию оборудования, становится понятно, что для создания котла потребуется:

  1. Речной просеянный песок;
  2. Стальной лист толщиной не менее 5 мм;
  3. Две дверцы;
  4. Чугунная колосниковая решетка;
  5. Лист нержавеющей стали;
  6. Металлический уголок;
  7. Печные дроссельные заслонки;
  8. Отопительные трубы;
  9. Измерительные приборы: уголок, строительный уровень, рулетка;
  10. Сварочный аппарат инверторного типа;
  11. Электрическая дрель с набором сверл;
  12. Болгарка;
  13. Пассатижи.

Несмотря на то, что для изготовления котлов на твердом топливе не требуются особые навыки, умение обращаться со сварочным аппаратом является обязательным условием. Также пригодится опыт работы с инструментом по резке металла и наличие требуемой спецодежды.

Подготовка деталей корпуса

Главной частью твердотопливного котла является топка, температурный режим здесь может достигать до 1000 ⁰С. Именно поэтому при выборе материала следует руководствоваться соответствующими характеристиками.

Для большего срока службы узла, стенки его изготавливаются из жаропрочной стали. При ее отсутствии можно воспользоваться обычной, только в этом случае она должна быть двойной. Вырезаются боковые, передняя, задняя и нижняя стенки из цельного листа стали болгаркой.

Любой котел на твердом топливе имеет свои типоразмеры, которые следует переносить на металл измерительными инструментами или линейкой большой длины. Кроме стенок камеры из стальной профильной трубы необходимо вырезать ребра жесткости, а из уголка — усилители для стыков.

В передней стенке следует сделать отверстия размером равным габаритам дверцы топочного и зольного бункера. Обратите внимание, что перед выполнением данной работы необходимо нанести четкую разметку. После чего при помощи дрели просверлите отверстия по углам. Чтобы предотвратить повреждения стального листа, направляйте болгарку от центра к краю.

Бак для воды и теплообменник

Наиболее эффективными являются котлы длительного горения, оснащенные двумя баками для воды. Выполняются они из листа нержавеющей стали в виде прямоугольников, сваренных между собой.

Теплообменник — это комплект обычных труб, которые применяются в системе водопровода. Они свариваются так, чтобы в результате образовался максимально возможный проточный цикл. Благодаря большой площади достигается наиболее эффективный процесс теплоотдачи между теплоносителем и сгораемым топливом.

Сборка котла

Из-за высокой металлоемкости готовый котел, выполненный своими руками, имеет большой вес, поэтому осуществлять его сборку лучше всего непосредственно на месте установки.

Перед монтажом оборудования необходимо выложить фундамент. Для этих целей используется термостойкий кирпич. На кладку устанавливается дно зольника, а по его периметру размещаются вертикальные стойки, соединяющиеся между собой при помощи сварки.

В самом корпусе привариваются направляющие, на которые впоследствии укладываются колосники, далее монтируются теплообменники. С внешней стороны топки навариваются вертикальные ребра жесткости. Завершающий этап: самодельный котел почти готов, остается только смонтировать наружные стенки и верхнюю плиту.

Промежуток между стенками заполняется песком. Это необходимо для дополнительной аккумуляции тепла, а также для предотвращения перегрева стенок топки. Для засыпки используется прокаленный речной песок, в содержании которого исключены органические включения. Кроме того, это поможет предотвратить появление неприятного запаха в процессе горения твердого топлива.

На верхней плите размещаются баки из нержавейки, подключенные к контурам. Устанавливаются дверцы камер — котел готов к эксплуатации.

Читать еще:  Какое давление выдерживают полипропиленовые трубы для отопления?

Пиролизный котел

Такие котлы на дровах работают на основе принципа пиролиза, то есть преобразования под воздействием высокой температуры твердого топлива в газообразное состояние в условиях нехватки кислорода. Оно намного более высокоэффективно, работа такого котла отличается увеличенной продолжительностью в сравнении с классическими котлами, работающими на твердом топливе. Закладка топлива, в зависимости от его вида и качества, производится от 1 до 3 раз в сутки.

Чтобы изготовить котел потребуется:

  1. Болгарка;
  2. Металлическая труба толщиной не менее 3 мм и диаметром 300 мм;
  3. Сварочный аппарат;
  4. Труба диаметром 60 и 100 мм;
  5. Металлический лист толщиной 4 мм.

Рекомендации по монтажу

Отрежьте трубу длиной 100 и 80 см. Вырежьте дно из листового металла и приварите. Дополнительно можно приварить ножки.

Далее изготовьте распределитель воздуха. Для этого необходимо при помощи болгарки вырезать круг из листового металла диаметром меньше на 20 мм, чем основная труба. В середине круга просверлите отверстие диаметром 20 мм. В нижней части распределителя установите крыльчатку с металлическими лопастями методом сварки. Их ширина не должна превышать 50 мм. После чего приваривается труба диаметром 60 мм к верхней части регулятора. Ее высота должна быть выше высоты котла. Сверху труба оборудуется заслонкой для регулировки подачи воздуха.

Вырезается дверца для чистки золы в нижней части котла. К плите котла приваривается труба для дымохода, диаметр которой 100 мм. В горизонтальном положении ее длина не должна превышать 40 см, после чего она переходит в теплообменник.

Вырежьте крышку с отверстием для распределительной трубы. Стоит учесть тот факт, что она должна плотно прилегать к топке.

Пиролизный котел нуждается в ограниченном доступе кислорода. Поэтому топливо в него укладывается с минимально возможным количеством свободного пространства.

Заключение

Решая задачу, как осуществить отопление твердотопливным котлом своими руками, необходимо точно следовать вышеуказанным советам по его монтажу. Это обеспечит получение в итоге экономичного и бюджетного устройства, способного обогреть помещение с наименьшими перепадами температур в разное время суток.

Схема отопления частного дома с твердотопливным котлом

Главные принципы выбора системы отопления для дома – экономичность, эффективность, удобство в эксплуатации. Рассмотрим, как будет выглядеть схема отопления частного дома с твердотопливным котлом и какие правила нужно соблюдать при монтаже.

Особенности котлов на твердом топливе

Газоснабжение и централизованное электроснабжение в России есть до сих пор не везде. Газ стоит дешево только в столичных городах, и даже там дорожает. Электричество всюду дорого.

Оставляют желать лучшего коммуникационные сети: перебои с подачей электроэнергии, резкие перепады напряжения – за городом дело обычное. Не всегда есть возможность подключиться к магистральному газу, а приобретение сжиженного в баллонах – дело энергоемкое.

Отопление твердотопливным котлом имеет несколько преимуществ:

  • можно остановиться на том виде топлива, которое в вашей местности дешевле всего – дрова, торф, уголь, древесные отходы и т.д.;
  • твердотопливные котлы – самые дешевые в категории. Дороже стоят модели длительного горения, но их теплоэффективность выше;
  • большой ассортимент. Автоматику и вспомогательные элементы обвязки можно при необходимости докупить отдельно;
  • в отличие от газовых агрегатов для установки твердотопливного котла не требуется разрешение местной администрации.

Теперь о минусах:

  • пожароопасность. Но этот недостаток есть и у газовых моделей, и у дизельных. А в случае проблем с проводкой – даже у электрических;
  • необходимость следить за количеством дров/угля в топке. Твердотопливный котел не получится просто «включить и забыть». Реже требуется подкладывать топливо в котлы пеллетные и длительного горения, но и они в этом отношении не слишком автономны;
  • процессом горения твердого топлива управлять сложно (у других агрегатов достаточно перекрыть газовый кран или отключить электричество). Инерция у твердотопливных котлов высокая, и у всей системы, соответственно, тоже.

Конструкция котла на твердом топливе

Виды твердотопливных котлов

Разновидности твердотопливного котла отопления различаются по виду горючего:

  • дрова;
  • уголь;
  • пеллеты и брикеты;
  • торф;
  • отходы деревообработки;
  • универсальные котлы на две или больше топок.

Теплотворность твердого топлива

Кроме того существуют комбинированные модели на два или больше энергоносителей: дрова + электричество, дрова/дизель/газ и т.д. Их приобретение оправдано, если:

  • в вашем районе два энергоносителя одинаково доступны и недороги. Закончились дрова – переходите на газ, перебои с электричеством – на дрова и так далее;
  • в целях экономии. Например, если у вас двухтарифная оплата электроэнергии – днем топите дровами, а ночью (когда электричество дешевое) переходите на полностью автоматизированное электрическое отопление.

Котел на пеллетах

” alt=””>
Есть т/т котлы классические и длительного горения. Виды последних:

  • с верхним розжигом. При распространении пламени сверху вниз закладка прогорает медленнее;
  • с удлиненной топкой и ограниченной подачей воздуха. Распространение пламени по горизонтали тоже происходит медленнее. Сокращая необходимый для горения кислород, вы снижаете интенсивность пламени;
  • пиролизные оснащены двумя камерами: в одной сгорает топливо, во второй дожигаются выделяющиеся при горении газы. Теплоффективность этих агрегатов самая высокая, но они и стоят дороже остальных.

Обвязка твердотопливного котла

В комплектацию твердотопливного котла редко входят циркуляционный насос, автоматика, группа безопасности. Все это владелец докупает сам, руководствуясь особенностями своей системы отопления.

Независимо от типа разводки трубопровод следует оснастить приборами безопасности (см. ниже). Второй этап – обеспечение функциональности системы и комфорта при ее использовании. Здесь следует упомянуть пару устройств:

  • теплоаккумулятор. Благодаря его работе в процессе перезагрузки котла не будет резких температурных перепадов в доме. Это бак большого объема, который устанавливают между котлом и системой на подающей трубе. Для регулировки температуры на выходе из бака устанавливают смеситель с трехходовым клапаном;
  • бойлер косвенного нагрева для ГВС подключают параллельно отопительной системе. Оснащают смесителем и собственным насосом, чтобы при движении от котла к потребителям вода не успевала остыть.

Обвязка котла с теплоаккумулятором

Приобретать или не приобретать насос, если ГВС не предусмотрено – зависит от разводки. Рассмотрим ее основные виды.

Открытая система с естественной циркуляцией

Эта схема монтажа считается самой безопасной для твердотопливного котла: даже при резком повышении давления и температуры авария маловероятна. Отличия открытой системы от прочих:

  • в контуре используется открытый расширительный бак (его устанавливают в самой высокой точке трубопровода);
  • отсутствует циркуляционный насос. Вода движется по трубам в силу естественной гравитации. Для такой конструкции выбирают трубы большего сечения и устанавливают их под небольшим углом, чтобы вода перемещалась самотеком.

Достоинства открытых систем:

  • поскольку нет насоса, отопление не зависит от электросети. В загородных условиях проблемы с электросетями – дело обычное: перебои из-за обрыва проводов, скачки напряжения;
  • оборудование для обвязки обойдется в меньшую сумму (нет насоса, открытый бак дешевле мембранного).

Минусы:

  • монтаж технически сложнее – нужно соблюдать необходимый уклон труб, устанавливать элементы обвязки на определенной высоте;
  • неизбежно попадание в систему кислорода, который приводит к коррозии труб и металлических фитингов;
  • по той же причине неизбежно завоздушивание контура;
  • теплоноситель частично испаряется, приходится его восполнять;
  • даже при большом диаметре труб естественная циркуляция медленнее принудительной. Необходимо оснащать регулировочными кранами все отопительные приборы, свести к минимуму количество запорной арматуры, но и в этом случае прогрев контура будет неравномерным.

Трубопровод системы с естественной циркуляцией

Специалисты рекомендуют добавлять в расширительный бак минеральное масло, слой 1-2 сантиметра. Это сократит поступление кислорода в систему и уменьшит испарение теплоносителя.

Закрытый контур с естественной циркуляцией

Насоса нет, но расширительный бак другой – закрытого (мембранного) типа. Конфигурация системы будет такая же, как в предыдущем случае (трубы большого сечения, установленные под уклоном), но некоторых недостатков открытого контура получится избежать:

  • через бак в трубопровод не попадает кислород, т.е. медленнее завоздушивание и развитие коррозии внутренних стенок;
  • не придется регулярно восстанавливать количество теплоносителя в контуре.

При выборе этого типа разводки учитывайте:

  • емкость бачка должна вмещать минимум 10 % объема теплоносителя;
  • на подающей трубе обязательно нужен предохранительный клапан. Когда давление в системе превышает критическое (т.е. более трех атмосфер), клапан сбрасывает излишек теплоносителя;
  • в верхней точке контура устанавливают воздухоотводчик.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Система с насосом может быть только закрытой. Преимущества принудительной циркуляции очевидны:

  • высокая скорость движения теплоносителя, равномерный прогрев всех помещений;
  • не требуются трубы большого диаметра;
  • нет сложностей в монтаже трубопровода: не нужно соблюдать уклон, непринципиальна высота размещения мембранного бака.

Поскольку в системе с принудительной циркуляцией давление выше, требования к группе безопасности тоже повышенные.

Монтаж такого контура предусматривает возможность перехода на естественную циркуляцию в случае поломки насоса или перебоев с электроэнергией: насос подсоединяют параллельно, на байпасе с отсекающими вентилями. Магистральная труба и насос на байпасе

Чаще всего насос врезают в трубопровод на участке обратной трубы возле котла, здесь самая низкая температура. Это позволяет сэкономить ресурс устройства и так безопаснее для всей системы: при установке на подающую трубу, если вода в котле закипит, пары перекроют циркуляцию, что чревато аварией.

Со стороны обратной магистрали перед насосом устанавливают фильтр.

Коллекторная разводка

В длинном сильно разветвленном трубопроводе большого коттеджа одного насоса может не хватить. В этом случае их устанавливают два и даже больше, на каждый контур свой. Отдельно теплый пол, радиаторы, ГВС. Поскольку температура теплых полов исходно низкая (в пределах 50 градусов), можно ставить насос и на входе в контур.

Оптимальный вариант разводки для большого дома с несколькими контурами – коллекторная (лучевая). В каждый контур теплоноситель поступает от котла по собственной трубе. Тепло распределяется равномерно, жидкость не остывает, последовательно проходя всю систему.

Коллектор включает в себя минимум две гребенки, прямую и обратную. К торцам гребенок подходят соответствующие магистрали от котла, а к штуцерам на их корпусах параллельно подключаются прямые/обратные трубы контуров – радиаторы и теплые полы, разные этажи, подсобные помещения, ГВС – каждый со своим температурным режимом. Коллектор

Читать еще:  Какие краны использовать в системе отопления?

На входе в коллектор устанавливают манометр и предохранительный клапан, с противоположной стороны на «горячей» гребенке – воздухоотводчик, на «холодной» – кран для слива теплоносителя из системы. Трубы оснащаются регулировочными кранами – это один из способов устанавливать разную температуру в контурах. В большом доме может быть несколько пар гребенок.

Еще один способ устанавливать разные режимы – гидрострелка. Поставленный вертикально отрезок трубы большого сечения соединяют с прямой трубой и обраткой котла, а к корпусу на разной высоте подключают контуры. Чем выше подсоединение, тем горячее теплоноситель.

В небольших контурах температуру можно регулировать следующим образом: свободные торцы гребенок соединяют байпасом с отсекающим вентилем. При открытии вентиля прохладная вода из обратки подмешивается в горячую из подающей трубы.

Группа безопасности

Функции приборов контроля и безопасности:

  • защита трубопровода от разгерметизации вследствие резкого повышения давления;
  • защита от перегрева самого котла;
  • регулировка температурного режима;
  • предотвращение образования конденсата. Обычно это случается из-за слишком большой температурной вилки между подачей и обраткой. Оптимальная дельта температур – 20 градусов.

В эту группу приборов входят:

  • предохранительный клапан для сброса избыточного давления/излишков теплоносителя;
  • контрольный манометр;
  • воздухоотводчик;
  • аварийный теплообменник;
  • регулировочная арматура, в т.ч. термостатические клапаны.

Группа безопасности

Особенности монтажа

Твердотопливные котлы не относятся к числу экологически чистого оборудования, для их установки нужна котельная. При монтаже соблюдают ряд правил:

  • от топки до стены следует оставлять минимум 1 метр свободного пространства;
  • в полуметре от пола и максимум в 40 сантиметрах от потолка нужно оборудовать вентканалы;
  • в котельной не должно быть горючих веществ;
  • перед топкой следует настелить металлический или асбестовый лист не меньше 50 на 70 см размером;
  • над котлом оборудуют дымоход. Рекомендуемые параметры дымохода есть в инструкции котла.

Дымоход твердотопливного котла

В трубе дымохода следует предусмотреть ревизионные люки для очистки от сажи. На стыке с котлом устраивают конденсатосборник. Части металлической трубы, находящиеся в холодных помещениях (неотапливаемый чердак и др.) нужно обмотать теплоизоляционным материалом для защиты от конденсации и обледенения.

Теплоизоляционный материал для дымоходов – базальтовая вата. Все остальные утеплители в той или иной степени горючи.

Из каких материалов и как самостоятельно изготовить котел для водяного отопления на дрова

Самодельные твердотопливные установки приобретают необычайную популярность. Связано это с подорожанием энергоносителей. В отличие от электричества и газа, уголь и дрова все еще доступны по цене. Спрос на такое оборудование растет, соответственно возрастает и стоимость. Удорожание приводит к тому, что купить его может не каждый. Альтернативой дорогостоящим моделям могут стать самодельные котлы для отопления частного дома, изготовленные по чертежам, схемам и расчетам уже проверенных на деле устройств. Они дешевле, но в работе не уступают заводским.

Виды твердотопливных установок

Устройства на твердом топливе бывают четырех видов. У каждого из них своя конструкция, КПД, схема и обслуживание. Рассмотрим общую схему и принцип действия каждого из них:

  • Классический твердотопливный котел с чугунным или стальным теплообменником и КПД 85%. Принцип работы заключается в том, что дрова или другое твердое топливо загружаются в топку. В процессе горения происходит нагревание воды в баке, которая поступает в систему отопления и ГВС. Для удаления дыма в конструкции предусмотрен дымоход.
  • Пеллетный отопительный агрегат с КПД 90% и автоматической подачей топлива системой бункер + шнек, которая является его преимуществом и недостатком одновременно. Дело в том, что такую конструкцию изготовить своими руками сложно.
  • Пиролизный котел отличается принципом работы: процесс горения происходит в два этапа. На первом топливо сгорает при недостатке кислорода, в результате чего образуются пиролизные газы, поступающие в другую камеру. В результате их сгорания также выделяется тепло. Это более эффективный и экономичный агрегат с КПД 92%.
  • Отопительный теплогенератор длительного горения представляет собой конструкцию, процесс горения в которой происходит в несколько этапов. Большое количество топлива загружается в топку. Сначала оно тлеет при минимальной подаче. Образующиеся газы поступают в камеру сгорания и загораются от кислорода, активно подающегося в нее. Выработке большого количества тепла способствует то, что дрова начинают прогорать сверху.

Принцип действия и преимущества

Практика использования твердотопливных установок с водяным контуром показывает, что самым простым и приемлемым вариантом является изготовление и применение для отопления дома классических самодельных устройств прямого горения на дровах.

Преимущества самодельной установки

Помимо экономии средств, выбор в пользу самодельной установки имеет и другие преимущества:

  • Профессионально выполненный из качественных материалов и комплектующих теплогенератор выдерживает критические нагрузки при избыточном давлении до 4 Атм. Такие ситуации случаются при закипании воды в рубашке и теплообменнике по причине прекращения циркуляции теплоносителя, возникающего по разным причинам. Последствием высокого давления пара может стать разрыв теплообменника в слабом месте.
  • При изготовлении конструкции своими руками есть возможность ее усовершенствования в соответствии с вашими требованиями, своей системой отопления, под доступный вид топлива.
  • Модернизацию установки проводят поэтапно. После года успешной эксплуатации базовой модели можно ее автоматизировать, добавив комплект автоматики. Делается это в перерыве между отопительными сезонами. На следующий год вносятся новые, улучшающие систему изменения.

Принцип действия базового отопительного агрегата

Принцип действия простой: дрова закладываются в топку, поджигаются и горят при естественной тяге дымохода. Тепло отдается водяной рубашке и теплообменнику. Интенсивность горения регулируется при помощи дверцы зольника, в народе называемого поддувалом. Количество воздуха, поступающего через колосниковую решетку в топку, дозируется открыванием этой самой дверцы. Схема работы теплообменника такова: сквозь дымогарные трубы проходят дымовые газы высокой температуры, отдающие тепло омывающей их воде.
Классическая базовая конструкция отличается:

  • простотой изготовления;
  • удобством обслуживания;
  • не ограничивает влажность дров;
  • ремонтопригодностью, возможностью модернизации и устранения недостатков, обнаруженных при эксплуатации.

Объем камеры сгорания определяется методом расчета под свои условия или на основании готового расчета по мощности агрегата, отапливаемой площади и т.д. Частью камеры сгорания является камера отвода горячих газов, через которую происходит их подача к дымоходу для дальнейшего выведения.

Особенности изготовления и выбор материалов

Кроме знаний, навыков, чертежей и схем, для изготовления отопительного оборудования необходимо запастись материалами и инструментами. Что необходимо для изготовления оборудования?

Материалы и инструменты для изготовления оборудования

  • Пластины из жаростойкой стали толщиной 4-5 мм для создания топки .
  • Стальные листы толщиной 2-3 мм для изготовления корпуса.
  • Стальные трубы для теплообменника, длина и диаметр которых рассчитываются индивидуально.
  • Металлические трубы для дымохода.
  • Арочная плита и решетка колосника.
  • Дверца камеры сгорания зольника.
  • Жароустойчивый кирпич.
  • Раствор цемента.
  • Сварочное оборудование с запасом электродов.
  • Устройство для газовой резки.
  • Болгарка с дисками.
  • Аппарат для сгибания труб.
  • Уровень, рулетка, маркер.

Рекомендации по изготовлению оборудования

Самодельные котлы для отопления частного дома обычно изготавливаются из металла. В домашних условиях сделать чугунную топку почти невозможно, покупка новой обойдется дорого. Многие домовладельцы заказывают их мастерам, специализирующимся на изготовлении отопительного оборудования. Чтобы в будущем не столкнуться с дефектами в работе отопления, рекомендуется принимать участие в процессе. Закупка материалов и комплектующих, сборка котла отопления, установка и испытание готового устройства должны проходить в вашем присутствии.

Так как в камере сжигания твердотопливного устройства очень высокая температура, ее изготавливают из дорогостоящей легированной жаропрочной стали (нержавейки) 5 мм толщины. В целях экономии и упрощения сварочных работ вместо нержавейки нередко используются обычные толстые листы стали. Такие изделия недолговечны, а от температурных перепадов стальные стены могут деформироваться.

Важно! Дополнительная защита камеры обеспечивается при помощи огнеупорного кирпича. Топка при этом делается большего размера.

Водяная рубашка изготавливается из обычного металла Ст 20 3 мм толщины. Такую сталь используют в производстве труб для горячей воды и пара. Поэтому для теплообменника подойдут дымогарные трубы диаметром 48—76 из этой же марки стали. Конструкция рубашки должна быть максимально жесткой. Это качество обеспечивается за счет приваривания к наружным стенкам топки ребер жесткости с шагом 120—150 мм. Внешние стенки резервуара также привариваются к ребрам.

Обратите внимание! В случае отключения электричества самодельные котлы для водяного отопления частного дома работают в режиме принудительной циркуляции. Жесткость необходима для того, чтобы обшивка рубашки при закипании не раздулась и выдержала давление пара.

Дверцы поддувала и топки должны быть двухслойными. Между металлическими слоями необходимо вложить теплоизоляционный слой из асбеста, базальтового волокна или их комбинации. Эти же материалы можно использовать для утепления корпуса. Петли на дверцах делаются регулируемыми, а притворы – герметизируются асбестовым шнуром. Чтобы не обжигать руки, запорные рукоятки оснащаются эбонитовыми или текстолитовыми насадками.

Как подключить отопительное оборудование

Эффективность работы самодельного дровяного оборудования обеспечивается хорошей естественной тягой из дымохода. Чтобы рабочая тяга была достаточной, труба должна иметь высоту не менее 5 – 6 м, а диаметр патрубка в корпусе котла примерно 150 мм в диаметре. Для упрощения розжига в камере сжигания, в обход теплообменника, на наружной боковой стенке делается канал прямой тяги с рукояткой и заслонкой.

Важно! Диаметр отверстия канала должен совпадать с диаметром дымохода и располагаться напротив его патрубка.

При эксплуатации немаловажная роль отводится правильной обвязке отопительного прибора. При работе гравитационной системы отопления, для которой нет необходимости в электричестве, проблем никаких не будет. И все же лучше, если при разгоне котла, во избежание образования конденсата на внутренних стенках топки, холодная вода из системы не попадет в рубашку.

Конденсат, смешиваясь с золой, оседает на поверхности и образует плохо счищающийся черный налет. Поэтому будет лучше, если на выходе теплоносителя из агрегата сделать байпас с трехходовым термостатическим клапаном, настроенным на 55 или 60 градусов. В таком случае циркуляция теплоносителя происходит по малому кругу, до температуры нагрева 60⁰. После этого термостат начнет добавлять из системы холодную воду.

Читать еще:  Можно ли использовать профильные трубы для отопления?

Если отопительная система в частном доме функционирует с насосом, то возникает опасность, что при отключении электричества котел закипит. Чтобы его защитить, нужно выполнить ряд мероприятий:

  • Врезать в водяную рубашку предохранительный клапан, с помощью которого при превышении давления будет сбрасываться пар.
  • Для дальнейшей работы насоса потребуется источник бесперебойного питания и дизельная электростанция. Аккумулятор может работать непродолжительное время, поэтому без электрического генератора не обойтись.
  • Для естественной циркуляции воды из бака в котел и предупреждения закипания потребуется установить теплоаккумулирующую емкость. Она поддержит тепло в доме после сгорания дров.

Видео: изготовление твердотопливного котла длительного горения

Недорогой и простой в эксплуатации самодельный котел для водяного отопления на дровах – единственная доступная альтернатива дорогостоящему электричеству и газу. От того, насколько качественно он будет изготовлен и правильно установлен, будет зависеть тепло и комфорт в вашем доме.

Опишите свой вопрос максимально подробно и наш эксперт ответит на него

Делаем дровяной котел своими руками: необходимые материалы и пошаговая инструкция

Изготовить дровяной котел своими руками — задача несложная. Сделать прибор с хорошим КПД и не требующий частой загрузки топлива — уже потруднее.

Один из вариантов, не содержащий высокотехнологичных узлов, предлагается читателю.

Особенности конструкции

Существенный недостаток обычных дровяных котлов — потребность в частом обслуживании: каждые 4 часа пользователю приходится подкладывать дрова.

Пытаясь справиться с этой проблемой, разработчики создали несколько видов отопителей длительного горения:

  1. котлы с верхним горением. Самостоятельно их изготовить можно только в самом примитивном исполнении — в виде известной печи «Бубафоня». Но при наличии оболочки наполненной водой, КПД этих установок существенно падает;
  2. пеллетные. Соорудить их руками домашнего мастера невозможно — требуется специальная пеллетная горелка;
  3. пиролизные. Кустарным способом сделать нельзя: требуются устойчивые к высоким температурам материалы, особый высокотехнологичный элемент — дожигатель, автоматика с точной настройкой;
  4. отопители с принудительной подачей воздуха. Такой котел — оптимальный для сооружения в домашней мастерской. Его конструкция и будет рассмотрена ниже;
  5. работающие в режиме тления.

На первый взгляд, отопитель 5-го типа может показаться наиболее подходящим для домашнего умельца. Котел прост, не требует подключения к электричеству и может работать на одной порции топлива до 12-ти часов.

Но у котлов. работающих в режиме тления, есть ряд весомых недостатков:

  • в режиме тления часть топлива остается несгоревшим, что делает установку малоэффективной;
  • из-за неполного сгорания возрастает токсичность выхлопа;
  • мощность в режиме тления существенно падает и для обеспечения работы обогревающей системы, топка должна иметь гигантские размеры;
  • из-за низкой температуры выхлопа, обильно выпадает конденсат. При этом он по причине неполного сгорания топлива крайне токсичен.

Устройство дровяного котла

Агрегат, воздух в который подается принудительно, включает в себя:

  • корпус с топкой и теплообменником;
  • канал для подачи воздуха с вентилятором и гравитационной заслонкой (опускается под собственным весом при неработающем вентиляторе);
  • автоматика, управляющая вентустановкой по сигналу с термосенсора.

Функционирует котел так:

  1. пользователь разжигает в топке порцию топлива, закрывает герметичную дверцу и нажатием клавиши активирует контроллер системы автоматики. Последний должен быть предварительно запрограммирован на минимальную (не менее 50 С) и максимальную температуру теплоносителя;
  2. автоматика транслирует питание на вентилятор и тот подает в топку воздух, обеспечивая этим горение топлива;
  3. когда термодатчик зафиксирует превышение температуры теплоносителя больше определенного порога, по его сигналу контроллер отключит вентилятор;
  4. после отключения вентилятора сама собой закроется гравитационная заслонка в воздуховоде, блокируя тягу в дымоходе;
  5. пламя в топке погаснет, но в топливе останутся тлеющие угли, позволяющие разжечь его снова.

Когда температура жидкости в системе вследствие остывания достигнет нижнего, установленного пользователем предела, по сигналу термодатчика контроллер снова подаст питание на вентилятор, тот поднимет заслонку и в зону сгорания топлива начнет поступать воздух. Топливо разгорится.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления топки используется сталь:

  1. жаропрочная, легированная молибденом и хромом. Примеры: марки 12Х1МФ, 12ХМ. Эти материалы стоят дорого и требуют от сварщика некоторого опыта;
  2. низкоуглеродистая. Лучше всего — Сталь 20, также подходят Сталь 10 и Ст3. С этими материалами работать проще, но они менее долговечны.

Понадобится такой прокат:

  • 4-5-миллиметровый лист: изготовление топочной зоны;
  • лист толщиной 3 мм: оболочка;
  • уголок 50х4 мм: колосниковая решетка;
  • труба Ду50: жаротрубный теплообменник (пронизывает емкость с водой) и сгоны для соединения оборудования с контуром отопительной системы;
  • труба Ду150: дымоотводящий патрубок;
  • профильная труба сечением 60х40 мм: воздуховод;
  • полоса 20х3 мм: фланец, кронштейны и пр.

Также нужны материалы:

  • рулонная каменная вата толщиной 2 см (плотность — 100 кг/куб. м);
  • базальтовый или каолиновый картон (можно заменить устаревшим асбестовым);
  • асбестовый шнур;
  • металлические панели толщиной 0,3-0,5 мм с цветным порошковым или полимерным покрытием: наружная обшивка котла;
  • ручки и навесы для дверок.

Вместо каменной ваты можно применить стеклянную — в современном исполнении эти материалы по свойствам идентичны. Но надежнее будет именно базальтовая вата, поскольку она выдерживает более высокие температуры — 600 0 -700 0 С против 450 0 С у стекловаты.

Набор инструментов:

  • аппарат электросварочный, рассчитанный на сварочный ток от 200 А (используются электроды МР-3С или АНО-21);
  • болгарка с рабочей частью диаметром 125 мм (используются отрезные и шлифовальные круги по металлу);
  • дрель с набором сверл по металлу;
  • обычные слесарные и измерительные инструменты: рулетка, молоток, металлическая щетка, плоскогубцы, маркер.

Также для изготовления котла потребуется комплект автоматики с такими компонентами:

  • контроллер (блок управления);
  • вентилятор;
  • термодатчик.

Пример: система компании KG Elektronik (Польша). Для данного котла требуются блок управления SP-05 и вентилятор DP-02.

Порядок сборки дровяного котла своими руками

Отопитель собирают на месте установки, поскольку в готовом виде он весит около 100 кг, дйствуют в такой последовательности:

  1. сваривают топку: к днищу приваривают боковые стенки, к ним — свод и далее проемы для дверок. Размеры днища подбирают так, чтобы оно выходило за контуры боковых стенок во все стороны: передний выпуск является нижним обрамлением дверцы зольника, остальные — опорой для базальтового утеплителя. Объем топки составляет 112 л — он увеличен с целью продления горения на одной закладке. При этом объем закладки (полезный объем) составляет 80 л: топливо укладывается до нижней кромки загрузочного проема. Увеличивать объем закладки нежелательно. Глубина топки составляет 46 см, что позволяет применять поленья длиной до 40 см;
  2. к стенкам топки приваривают отрезки уголка — полочки для колосниковой решетки;
  3. из плоских заготовок толщиной 3 мм сваривают котловой бак: основная его часть располагается над топкой, а нижняя — в виде водяной рубашки охватывает ее с трех сторон. Объем бака составляет 50 л. Зазор между корпусом и наружной оболочкой — 2 см. Ее дном являются отрезки полосы, приваренные к стенкам топки на уровне колосниковой решетки. То есть на зольную камеру рубашка не распространяется — она охватывает только топку;
  4. котловой бак подключается к отопительному контуру с избыточным давлением (принудительная циркуляция), потому его боковые стенки укрепляют вставками из отрезков трубы (клипсами). Их приваривают к топке до монтажа емкости, затем собирают бак и приваривают клипсы к стенкам оболочки, для чего в них предварительно просверливают отверстия (позволят обваривать снаружи);
  5. в передней и задней стенках котлового резервуара над топкой высверливают по 4 отверстия, вставляют в них горизонтально трубы (две внизу, две чуть выше) и приваривают к стенкам. Это жаротрубный теплообменник. С целью удлинить трубы (увеличивается теплосъем) их располагают под углом к боковым стенкам (образуют подобие веера);
  6. сваривают из уголка 50х4 мм колосниковую решетку. Уголки располагают углом вниз — этим обеспечивается равномерное распределение подаваемого к топливу воздуха;
  7. из стального листа изготавливают дверки. Чтобы они закрывались герметично, по контуру приваривают две полосы с каналом между ними и в этот канал закладывают асбестовый шнур;
  8. в стенке емкости вырезают два отверстия и вваривают штуцеры для присоединения отопительного контура;
  9. приваривают кусок трубы для подсоединения дымохода. Он объединяет выходные отверстия жаровых труб;
  10. устанавливают воздуховод (профильная труба 60х40) с фланцем для вентилятора. Он располагается вертикально: заборное отверстие находится над крышкой котла, выпускное — в тыльной стенке поддувала прямо под водяной рубашкой;
  11. приваривают петли для дверок топки и поддувала;
  12. приваривают кронштейны из уголка или стальной полосы шириной 2 см для крепления обшивки;
  13. оборачивают котловой бак базальтовой ватой и обвязывают ее шнуром;
  14. под вату с тыльной стороны закладывают температурный сенсор системы автоматики;
  15. прикручивают винтами или саморезами по металлу декоративную обшивку;
  16. прикручивают к фланцу воздуховода вентилятор;
  17. располагают на котле блок управления системы автоматики и подключают к нему термодатчик с вентилятором;
  18. снимают защитную пленку с панелей обшивки;
  19. окрашивают термостойкой эмалью дверцы топки и поддувала.

Можно добавить несколько элементов:

  • теплообменник для системы ГВС (встраивается в котловой бак);
  • погружная гильза для энергонезависимого термометра: на случай отключения электричества;
  • элементы для подключения группы безопасности (на тот же случай);
  • ТЭН в котловом баке: «антизамерзающий» подогрев теплоносителя на случай, если пользователь из-за длительного отсутствия не подложит своевременно топливо.

Теплообменник для ГВС изготавливают из 10-метрового отрезка медной трубы диаметром 8-12 мм, путем намотки ее на трубы жаротрубного теплообменника.

Видео по теме

Как сделать дровяной котел с водяным контуром своими руками:

У предложенной версии самодельного котла есть недостаток — зависимость от электроэнергии. Однако, все современные разновидности твердотопливного оборудования, хоть как-то претендующие на звание эффективных и удобных, функционируют с применением электротока.

В случае отключения электричества нужно только зафиксировать гравитационную заслонку в поднятом положении и котел станет энергонезависимым: воздух в топку будет засасываться тягой в дымоходе.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector