Котлы необходимы для нагрева теплоносителя в системе отопления частного дома и иногда – водопроводной воды, если не имеется бойлера. Обычно для решения этих задач используется оборудование фабричного производства, когда от хозяина требуется лишь выполнить монтаж системы и проконтролировать ее работу.
В некоторых случаях устанавливаются самодельные котлы, причем их сборка осуществляется «с нуля». Сложность конструкции зависит от планируемого к использованию топлива. Ниже будут рассмотрены только твердотопливные и , поскольку самодельные газовые и дизельные агрегаты опасны, и их установка дома запрещена.
Для чего нужны котлы ручной сборки
Котлы, собранные своими руками, обходятся дешевле своих фабричных аналогов, но не превосходят их по уровню КПД. Принцип работы оборудования основан на том, что сгорающее топливо выделяет тепло, которое уже поступает в теплообменник и нагревает циркулирующую воду. В этом самодельные изделия ничем не отличаются от фабричных.
Главный недостаток котлов, собранных по индивидуальным чертежам – это отсутствие гарантии. В случае с оборудованием заводского производства хозяин может быть уверен, что техника будет работать, а если нет – ее можно вернуть или заменить. За качество работы самодельного котла отвечает только тот, кто его собрал и установил в своем доме. В случае поломки придется за свой счет ремонтировать оборудование.
Для отопления самостоятельно изготовленным котлом рекомендуется использовать только безопасные виды топлива – дрова, уголь, пеллеты, электричество. Очень опасны самодельные газовые и дизельные котлы - их монтировать в жилых помещениях не стоит.
Более того, компетентные органы не разрешат врезку собранного своими руками оборудования в контур газовой трубы, а если обнаружат нарушение, потребуют привлечения хозяина к административной ответственности.
Несмотря на недостатки, у котла ручной сборки есть неоспоримое достоинство – эксплуатационные характеристики оборудования можно сделать такими, чтобы они в точности соответствовали потребностям хозяев дома.
Твердотопливные котлы
Наибольшей популярностью пользуются самодельные котлы отопления, работающие на твердом топливе. Они имеют простую конструкцию, которая во многом перекликается с устройством обычной печи. Собранные самостоятельно универсальны, они могут работать как на угле, так и на дровах, а также пеллетах.
На эффективность работы оборудования влияют такие факторы, как полнота сгорания топлива и конструкция теплообменника. Интересно, что температура сгорания обратна КПД: чем она выше, тем коэффициент полезного действия ниже, поэтому нужно позаботиться о том, чтобы огонь был слабым. Кроме того, небольшая температура обеспечит лучшую сохранность трубопровода. Самые лучшие самодельные котлы, работающие на твердом топливе, имеют на выходе температуру до 120-150С°.
Электрические котлы
Электрические котлы для обогрева частного дома могут иметь различную конструкцию. Самый простой вариант – установить ТЭН прямо в системе отопления. Тогда исчезает необходимость в изготовлении отдельно стоящего котла.
Правда, труба, где ТЭН монтирован, должна иметь большой диаметр. Заодно рекомендуется сделать ее съемной, чтобы было легче обслуживать нагревательные элементы.
Интересны электродные котлы, когда для выработки тепла электрический ток пропускают прямо через жидкость. Тепловая энергия производится в результате хаотического движения ионов. В воде при этом должна содержаться соль.
Самостоятельно изготовить электродный котел намного сложнее, чем работающий на ТЭН: ведь ток оказывает прямое воздействие на воду, из-за чего требуется принять серьезные меры по электробезопасности.
Самые распространенные угрозы – электродуговой пробой теплоносителя, что практически равно короткому замыканию, а также накопление электролизного газа в контуре системы.
Сборка
Проще всего сконструировать твердотопливный котел. При его сборке используются жаростойкие сорта стали – они прочнее, чем обычный стальной лист, который на открытом огне прогорает и быстро изнашивается.
Тем не менее, жаростойкая сталь стоит дорого, и на практике в котлах кустарной сборки применяется редко. Еще один вариант – чугун: этот материал отлично переносит жар, хотя работать с ним тяжело. Оборудование для изготовления чугунной печи есть только на специализированных предприятиях.
На водяной циркуляции
Твердотопливный самодельный котел для водяного отопления с классической компоновкой имеет камеру сгорания с колосниками – монтированными горизонтально стальными полосами металла, заменяющими цельнометаллическое дно. Топливо закладывается поверх колосников, а оставшийся после его сгорания пепел проваливается между ними в расположенную ниже камеру. К последней присоединен дымоходный канал, предназначенный для отвода дыма. Каждый раз перед началом очередной топки пепел из этой камеры нужно выгребать.
Рядом с камерой сгорания - обычно со стороны дымоходного канала - располагается емкость для нагрева воды, подключенная к контуру трубопровода частного дома: в нижнюю часть емкости поступает охлажденная вода, которая по мере нагрева поднимается вверх. Поток воздуха в камеру сгорания нагнетается вентилятором. Котел оснащен двумя дверками: верхняя предназначена для загрузки топлива, нижняя – для чистки камеры под колосниками. Также эта камера необходима для циркуляции воздуха.
На принципе пиролиза
Другую конструкцию имеют пиролизные котлы. У них имеется дополнительная верхняя камера, куда попадают газы, выделяемые в процессе сгорания дров. Там газы догорают, производя дополнительное тепло.
Пиролизный самодельный котел имеет больший КПД по сравнению с устройством традиционного типа.
Для отопления загородного дома, состоящего из нескольких комнат, подойдет аппарат с ТЭН, состоящий из трубы диаметром 21,9 см и длиной около 50 см. Такое приспособление будет экономным, ведь киловатты энергии не будут расходоваться впустую. Кроме того, устройство очень компактно.
Если ТЭН предполагается установить в отдельном корпусе, то лучше сделать котел с небольшими габаритами. В случае если котел применяется для подогрева проточной воды, это правило не действует. Ведь тогда нужно иметь запас жидкости, а для этого требуется больший резервуар.
Для работы котла не нужна выделенная линия электропитания, его можно подключать к бытовой сети вместе с другими электроприборами. В отличие от электродного оборудования, отопительный котел с ТЭН безопасен, ведь теплоноситель изолирован от тех частей устройства, которые находятся под напряжением. Если оснастить агрегат регулятором, то появится возможность настраивать температуру нагрева воды с высокой точностью – это главное преимущество электрического котла перед твердотопливным.
В условиях, когда газ и электроэнергия дорожают, а последняя подается с перебоями, домовладельцам приходится адаптировать под них системы обогрева своих жилищ. С этой целью используют гравитационные схемы отопления, для работы которых не требуется электричество. Источник тепла в этом случае тоже не должен зависеть от внешних энергоносителей, поэтому все больший интерес вызывают самодельные котлы длительного горения на дровах.
Самодельный котел длительного горения на дровах
Груз для самодельного котла
Размер груза на 5 мм меньше внутреннего диаметра цилиндра топки, что позволяет перемещаться конструкции вверх-вниз. Другой конец трубы проходит сквозь верхнюю стенку котла, на нем устанавливается заслонка, с помощью которой количество воздуха можно регулировать вручную. Длина трубы на 15-20 см больше высоты камеры сгорания. Последняя может быть произвольной, самодельные агрегаты длительного горения работают тем дольше, чем больше диаметр и высота топки. При этом увеличивается объем водяной рубашки агрегата и его тепловая мощность.
После розжига труба с грузом опускается, придавливая массив дров. Воздух поступает непосредственно в зону горения, конструкция котла длительного горения предусматривает работу на естественной тяге, создаваемой дымоходом необходимого диаметра и высоты. Выделяющееся тепло нагревает воду в рубашке установки, она начинает поступать в систему отопления через верхний патрубок. Здесь работает принцип конвекции, применение циркуляционного насоса необязательно. Водяная рубашка в самодельном аппарате располагается не только вокруг боковых стенок топки, но и в ее верхней крышке.
Колосниковая решетка самодельного котла длительного горения на дровах не выполняет своей привычной функции, воздух в рабочую зону через нее не проходит. Решетка лишь служит опорой массиву топлива, а сквозь ее ячейки зола и пепел попадают в нижний отдел, из которого они свободно вынимаются железным совком. По мере прогорания топлива в камере груз опускается и по верхнему концу трубы можно определять, сколько дров еще осталось. После окончания процесса дверца зольного отдела открывается, из него вычищаются продукты горения, груз вместе с трубой поднимается и фиксируется в таком положении. Можно делать следующую загрузку.
Самодельный котел на дровах длительного горения
Достоинства котлов длительного горения
Самодельные аппараты длительного горения имеют некоторые преимущества перед своими заводскими собратьями:
- При одинаковом КПД 80-85% длительность горения можно увеличивать, это зависит от габаритов топки. Собственными силами корпус можно изготовить по произвольным размерам.
- Чтобы можно было загружать и разжигать в камере небольшое количество дров для разового протапливания жилища в сырую погоду, в корпусе можно сделать дополнительную дверцу. Поместить ее следует между загрузочным и зольным проемами. В заводских аппаратах такая дверца отсутствует.
- Для изготовления корпуса топки и кожуха водяной рубашки есть возможность применить более толстый металл, чем в заводском агрегате. Тогда самодельный котел на дровах сможет работать при давлении теплоносителя до 4 Бар.
- Стоимость изготовления самодельного источника тепла продолжительного сжигания в 2-3 раза ниже заводских аналогов.
- Есть возможность установить элементы автоматики по собственному выбору, а также поставить сбросной предохранительный клапан, что сделает изделие безопасным в эксплуатации.
Если вы приняли решение заказать твердотопливный агрегат у мастеров, рекомендуется внимательно прослеживать процесс сборки на всех этапах. Материалом для сваривания корпуса топки должна служить сталь, легированная хромом и молибденом, которые придают ей жаропрочность. Применение обычной углеродистой стали приведет к недолгой службе агрегата (5-7 лет) вследствие неизбежной деформации металла от воздействия перепадов температур.
Толщина металла должна быть не менее 5 мм для камеры сгорания и 3 мм для водяной рубашки. Для изготовления последней применяется сталь марки 20. Все эти нюансы потребуется отслеживать, чтобы мастера не схитрили и не сэкономили на материалах, о недостатках которых вы узнаете лишь несколько лет спустя. Чтобы исключить подобные ситуации, котлы, которые работают на дровах лучше делать самостоятельно, привлекая квалифицированного сварщика и слесаря.
Набор инструментов и приспособлений
Главная трудность – это в домашних условиях придать толстому листу из жаростойкой стали цилиндрическую форму. На заводах эту операцию выполняют с помощью механических вальцов. Ручной станок – трубогиб или ручные вальцы при желании можно отыскать в специализированных мастерских, что неизбежно повлечет некоторые затраты. Остальную работу по сборке можно вполне успешно выполнить дома. Для этого потребуется:
- сварочный аппарат;
- угловая машина для зачистки и резки металла (болгарка);
- рулетка, линейка, штангенциркуль, угольник;
- молоток и зубило;
- электрическая дрель;
- клещи, желательно с длинными рукоятками;
- прочий мелкий слесарный инструмент, который есть в каждом частном хозяйстве.
Полезные дополнения
Собираемые в домашних условиях самодельный котел длительного горения нужно снабдить приборами контроля – манометром и термометром. Если же вы решили установить на свой агрегат комплект автоматики и вентилятор – нагнетатель, то нужно будет выполнить для него посадочное место. Вентилятор ставится в верхней крышке корпуса, электронный блок управления лучше сделать выносным, закрепив его на ближайшей стене внутри помещения топочной. Датчики температуры и давления врезаются в корпус водяной рубашки. Обычные показывающие приборы в этом случае не следует игнорировать, ведь они смогут работать при отключенной электроэнергии. Поэтому их тоже лучше поставить, поскольку далеко не каждый электронный дисплей отображает давление теплоносителя.
После сборки котлы отопления на дровах надо обязательно проверять на проницаемость сварных швов. С помощью компрессора это сделать просто: заполнить водой рубашку аппарата и создать в ней избыточное давление 3 Бар. Перед испытанием швы обязательно нужно очистить от шлаков. Раковины и непроваренные места дадут о себе знать течью. Когда компрессора в хозяйстве нет, отопительную установку потребуется разжигать и протапливать на улице до создания критического давления в рубашке 3 Бар. Контроль за давлением и температурой воды можно осуществлять по термометру и манометру.
Обшивку водяной рубашки и внутреннюю часть всех дверец самодельного агрегата рекомендуется покрыть теплоизоляционным материалом. В качестве последнего применяются асбестовые листы и базальтовая вата, которые не боятся высоких температур. Для наружной облицовки изоляции можно применить тонкий металл 0.3-0.5 мм с полимерным покрытием желаемого цвета.
Заключение
Самодельные древесные котлы длительного горения обладают главным достоинством – низкой конечной стоимостью при хорошем качестве изделия. Однако они имеют и свою прелесть: свободу выбора конструкции и комплектации. Это открывает широкое поле деятельности для людей с головой и руками.
При строительстве дома необходимо учитывать не только архитектурные и дизайнерские особенности, но и возможность обеспечения качественной шумо-, влаго- и теплоизоляции. И если для первых двух параметров достаточно использовать пассивные средства защиты (утеплительные материалы), то для последнего необходимо установить отопительный котел.
К сожалению, хороший самодельный котёл для отопления дома обойдется домовладельцу в хорошую сумму. Можно ли собрать его самостоятельно и что для этого потребуется?
Общие принципы и возможности реализации идеи
Любой котел, неважно будь то самодельный водяной котел отопления, либо самодельный котел отопления в печь, предусматривает наличие следующей конструкции: есть топливо, которое при сгорании отдает свое тепло теплообменнику, который затем нагревает теплоноситель (как правило, это обычная вода).
Эффективность работы такой простой конструкции зависит от двух главных факторов:
- Строение теплообменника. При увеличенной контактной площади теплообменника и топливного бака тепло передается быстрее, а теплоноситель используется более эффективно
- Качество сгорания топлива. Качественная конструкция самодельного котла для водяного отопления предусматривает хороший приток кислорода в бак со сгорающим топливом. Если же происходит улетучивание разогретых газов или паров топлива, то конструкцию необходимо дорабатывать
Стоит обратить внимание на следующий факт: конструкция должна предусматривать медленное сгорание топлива. Чем ниже температура распада, тем более высокий КПД будет у отопительного котла. Температура на выходе правильно собранного котла будет не выше 150 градусов.
Для того, чтобы собрать котел, необходимо учесть два важных нюанса:
- Доступность исходных материалов. Конечно, для самодельных котлов отопления на дровах лучше использовать жаропрочные виды стали, но на практике используются обычные стальные листы - достать их куда проще, да и стоят они на порядок дешевле
- Способы обработки материалов. Собрать литую конструкцию для самодельного дровяного котла отопления из огнеупорных материалов в домашних условиях просто не получится ввиду отсутствия технической базы. А приобрести такую базу дороже, чем создать несколько отопительных котлов
Итого: для сборки котла понадобится обычная листовая сталь, толщина которой будет не больше 5 мм, и инструменты, позволяющие проводить обработку этого материала - газовый резак, сварочный аппарат, болгарка.
Какую выбрать конструкцию котла?
Конструктивные особенности самодельного электрического котла отопления зависят от того, какой тип топлива используется для нагревания . Также значение имеет и способ циркуляции теплоносителя.
Для обеспечения качественного прогревания теплоносителя необходимо сделать высокий теплообменник с большим диаметром отопительных контуров и патрубков.
Если диаметр труб будет маленький, циркуляция теплоносителя будет происходить медленнее, как следствие - необходимость установки насоса.
При наличии циркуляционного насоса можно избежать установки высокого бака и контуров с большим диаметром. Но есть небольшая проблема: если неожиданно отключится электричество и насос перестанет работать, котел может разорвать от давления пара.
Учитывая все особенности конструкции, можно составить общие рекомендации:
- У патрубков отопительного котла и теплопроводящих труб должны быть минимальный диаметр 32 мм.
- Самодельный газовый котел отопления лучше делать не из металлопластика, а из листового металла с оцинкованной поверхностью всех имеющихся резьб
Теперь выберем определенную конструкцию котла с разными вариантами топлива.
Самодельные пиролизные котлы
При недостатке кислорода и высокой температуре (от 260 до 800 градусов) древесина начинает разлагаться с выделением пиролизного газа и образованием кокса. В результате смешения пиролизного газа с кислородом происходит экзотермическая реакция, сопровождающаяся горением.
В результате котлы, работающие на пиролизном газе, обладают следующими особенностями:
- При правильном конструировании показатель КПД достигает 95%
- Одной закладки дров достаточно для того, чтобы котел работал 12 часов, в то время как обычные дровяные котлы работают по 4 часа с одной закладки
- При сгорании топлива практически не образуется осадка из-за высоких температур
- Можно регулировать горение газа (увеличивать или уменьшать доступ кислорода). Таким образом, управление котлами ничем не уступает автоматизированным системам газовых и электрокотлов
- Котлы могут работать только на древесине, которая имеет меньшую температуру сгорания, чем уголь
- Материалы для создания пиролизного котла обойдутся в несколько раз дороже, чем для обычных дровяных котлов. Но стоимость установки окупится через несколько отопительных сезонов
Самодельные дровяные котлы
Простейший вариант конструкции дровяного котла выглядит следующим образом: в большой бочке, представляющая собой бак для теплоносителя, установлена меньшая бочка, которая выполняет роль котла.
Чтобы уменьшить время создания дровяного котла, можно использовать обычные толстостенные трубы с разными диаметрами.
В зависимости от возможностей проектировщика, можно использовать различные модификации и дополнения.
Например, в топке можно разместить теплообменники или змеевики для улучшенной конвекции, или же установить небольшие трубки для подачи кислорода в отопительный бак для усиления процесса горения.
Главное преимущество таких самодельных котлов - это универсальность. Более точное название таких отопительных систем - это самодельные твердотопливные котлы отопления. Можно использовать любое топливо, будь-то уголь, торф, древесина, пеллеты и т.д.
Существенным недостатком является низкий показатель КПД. В этом плане выигрывает пиролизный котел.
Самодельные электрические котлы
Конструкция электрического котла самая простая в техническом исполнении. В середину вертикально установленной трубы помещается ТЭН, снизу делается подводка к обратному теплопроводу, а сверху устанавливается труба для подачи горячей воды на контур. Вот и все, простейшая конструкция электрического котла готова.
Собрать такой котел легко, но нужно учитывать несколько важных моментов:
- Электрические котлы, учитывая стоимость электроэнергии, являются самым дорогим отопительным средством
- Техника безопасности не допускает подключения электроприборов с мощностью более 7 кВт к бытовым электросетям с напряжением 220 В. А сети с напряжением 380 В имеются не в каждом доме
Более сложным и эффективным в плане обогрева является самодельный индукционный котел отопления. Самая простая конструкция представляет собой пластиковую трубку с толстыми стенами, вокруг которой делается обмотка эмалированным проводом. Провод подключается к инвертору для сварки, сила тока у которого на выходе составляет 15 А.
Внутрь трубы помещается металлический предмет (брусок железа, металлическая труба), которая будет разогреваться вихревым движением тока. После этого к конструкции сверху подсоединяется подающий теплопроводник, снизу - выводящий. В конце контур заполняется теплоносителем и котел подключается к питанию.
Важно знать: нельзя проводить пробные испытания индукционного котла без теплоносителя - пластиковая труба сразу же расплавиться.
Самодельный масляный котел
Можно сделать конструкцию, позволяющую использовать отработанное масло в качестве топлива. Котел устроен следующим образом: после включения и разогрева топливного бака масло капает на раскаленный специальный поддон, температура которого позволяет сразу же испарять масло для нагрева теплообменника.
В качестве топлива может использоваться любая горючая жидкость - бензин, солярка и т.д.
Недостатки конструкции - это повышенная взрывоопасность при неправильной сборке и очень сложная конструкция.
Ну и конечно неотъемлемой частью частного дома является вентиляция. О том как правильно сделать вентиляционную систему описано . Учтите, если она сделана халатно, то возможно быстрое появление грибка и плесени, дышать их спорами крайне не рекомендуется.
Узнать более подробную информацию про способы сборки котлов можно из видеоматериалов, которые приведены в конце статьи. Желаем вам успехов в создании собственной системы отопления.
Видео о видах самодельных котлов для отопления дома
Пиролизные котлы
Электрические котлы
Самодельные твердотопливные котлы являются недорогими источниками тепла там, где до сих пор отсутствуют газовые магистрали. Сжигая в своих топках дрова, они выделяют большое количество тепловой энергии, расходующейся на обогрев жилых помещений. Но они требуют постоянного внимания пользователей, что связано с быстрым сгоранием топлива. Давайте посмотрим, как собираются котлы длительного горения на дровах своими руками с загрузкой на 24 часа, не требующие частой загрузки горючего.
В этом обзоре мы рассмотрим:
- Основные особенности дровяных котлов;
- Принципы реализации длительного горения;
- Разновидности котлов длительного горения, работающих на дровах;
- Инструкции по самостоятельной сборке.
После прочтения данного обзора вы сможете принять решение, какой котел можно собрать своими руками.
Отопление дровами – плюсы и минусы
Самодельные дровяные котлы активно используются для обогрева жилых помещений – это небольшие дачные домики и крупные частные домовладения, расположенные в местах, далеких от газовых магистралей. В качестве топлива для них используются дрова или каменный уголь. Угольные агрегаты отличаются высоким тепловыделением, но достать это топливо получается далеко не всегда. Поэтому люди отдают предпочтение дровяным моделям.
Давайте рассмотрим основные достоинства самодельных котлов на дровах:
- Не нужно разрешение на установку и эксплуатацию – мы вправе самостоятельно распоряжаться данным оборудованием;
- Дешевизна в эксплуатации – по сравнению с электрическим отоплением, обогрев дровами более дешев. А если обрести источник бесплатных поленьев, то останется потратиться только на сборку отопительного котла;
- Независимость от электросетей – это относится к самым простым агрегатам, в составе которых отсутствуют электрические узлы;
- Возможность реализации длительного горения – оно позволит снизить количество подходов для закладки все новых порций горючего;
- Дешевизна в сборке – самодельный котел на дровах для частного дома будет стоить дешевле, чем его заводской аналог.
Есть и некоторые недостатки:
Только постоянная чистка котла и его систематический плановый ремонт смогут обеспечить стабильную и эффективную работу агрегата на всем протяжении его эксплуатации.
- Самодельные дровяные котлы для отопления дома могут не выйти на максимальный КПД – сказываются ошибки кустарной сборки;
- Котлы на твердом топливе на угле и дровах требуют регулярной очистки – то есть, мы можем избавиться от необходимости частой закладки горючего, но с проблемой очистки справиться невозможно. Поэтому нам придется регулярно очищать оборудование от сажи и золы;
- Сложность самостоятельного монтажа – самодельные котлы длительного горения на дровах, с водяным контуром, могут показаться сложными в изготовлении. И чем меньше опыта работы с инструментами, тем более сложной покажется задача.
Кроме того, самодельные котлы длительного горения не отличаются нормальными внешними данными, хотя здесь все зависит от мастерства сборщика.
Помимо сажи и угольков, в котлах длительного горения может образовываться конденсат – он образуется в результате использования сырых дров.
Способы реализации длительного горения
Основная проблема, преследующая пользователей котлов на дровах, заключается в отсутствии длительного горения. Нам приходится регулярно подбрасывать в их топки все новые порции дров. И если днем с этим еще можно как-то смириться, то ночью проблема обостряется – если не уделить оборудованию должного внимания, то топливо потухнет. Уже через час после затухания температура в комнатах начнет падать.
Данную проблему можно решить довольно интересным способом – встроить в котел на дровах электрический нагреватель (ТЭН). Длительного горения мы здесь не получим, но ТЭН сможет поддерживать в контуре определенную температуру, обеспечивая пользователей теплом. Правда, такой подход чреват большим расходом электроэнергии – за месяц может «нагореть» до нескольких тысяч рублей, в зависимости от площади домовладения и мощности самого ТЭНа.
Твердотопливные котлы длительного горения, работающие на дровах и угле, полностью решают проблему с частой загрузкой горючего. Некоторые из них могут гореть до нескольких дней, обеспечивая потребителей теплом. Длительное горение реализуется несколькими способами:
- Увеличением объема камеры сгорания в несколько раз;
- Применением схемы пиролизного горения;
- Путем частичной автоматизации подачи топлива.
Давайте посмотрим, что нам даст применение тех или иных методик.
Увеличение камеры сгорания
Правильно рассчитав размер камеры сгорания и дверцы для подачи дров, Вы не только повысите эффективность котла, но и существенно облегчите себе жизнь при его эксплуатации.
Самый простой способ реализовать длительное горение в котле на дровах – увеличить объем его камеры сгорания. Предположим, что нам необходимо обогреть домовладение площадью 100 кв. м. Для этого нам потребуется 2,3 дров в час (средняя теплотворность древесины составляет около 4,3 кВтч/кг. Следовательно, для того чтобы добиться длительного горения на протяжении 12 часов, нам потребуется камера сгорания, вмещающая 28 кг дров. При средней плотности древесины в 1,73 кг/дм³, ориентировочный объем камеры составит 16,18 литра.
Так как нас интересует загрузка на 24 часа, то объем камеры сгорания составит 32,26 литра. Но нужно учесть, что дрова – это далеко не вода. Они не занимают все пространство целиком, поэтому смело умножаем полученное значение на два – итого получится около 65 литров. Также необходимо оставить запас на нормальное горение, чтобы было где разбушеваться пламени, хотя здесь все зависит от устройства котла.
Вычисляя размеры камеры сгорания, ориентируйтесь на длину поленьев – это поможет создать удобную для загрузки топку.
Становится очевидным, что для реализации сверхдлительного горения необходимо создать очень большую камеру сгорания. А для того чтобы еще больше увеличить эффективность и длительность сгорания одной порции топлива, следует использовать определенные сорта древесины – мы рекомендуем сделать выбор в пользу березы и дуба. Несмотря на то что теплотворная способность у них меньше, чем у той же сосны, эти сорта дерева более плотные. Да и сгорают они при более высокой температуре (почти +900 градусов).
Пиролизное горение
Пиролизные котлы длительного горения позволяют увеличить эффективность сжигания дров. Вот их принцип работы:
- Топливо сгорает в основной камере сгорания с минимальным количеством кислорода;
- Выделяющиеся в результате такого горения продукты пиролиза поступают в камере дожигания;
- В камере сгорания происходит сгорание пиролизных газов с выделением большого количества тепла.
Мощный вентилятор и блок управления освободят Вас от необходимости постоянно регулировать процесс горения, да к тому же позволят котлу работать с куда большим КПД.
Главным достоинством пиролиза является возможность реализации длительного горения за счет регулировки интенсивности пиролизной реакции. Для этого в системе устанавливается дутьевой вентилятор. Когда он включается, в камере дожигания образуется факел высокотемпературного пламени, начинается прогрев теплоносителя . Как только автоматика зарегистрирует достижение заданной температуры, дутьевой вентилятор остановится – котел медленного горения приостановит свою работу, минимизируя затраты на топливо.
Реализация пиролизной схемы горения в котлах на дровах довольно сложная, зато она позволяет достигнуть длительного горения и автоматической регулировки температуры в контуре. Если хочется обойтись без автоматики, то интенсивность придется регулировать вручную, с помощью шиберных заслонок и поддувала.
Автоматизация подачи топлива
Подобный принцип реализации длительного горения реализован в котлах, работающих не на дровах, а на пеллетах. Горючее в них подается с помощью шнека и сжигается в горелке особой конструкции. Подключив бункер гигантских размеров, можно не подходить к оборудованию на протяжении нескольких дней. Если хочется котел с длительным горением до 7 суток, следует обратить свое внимание на пеллетники.
В домашних условиях мы можем реализовать следующую схему – приобрести горелку с автоматической подачей пеллет, подключив к ней объемный бункер. Но у нас стоит задача создать котел длительного горения на дровах. Поэтому мы рассмотрим две схемы частичной автоматизации подачи дров – нижнего и верхнего горения.
Котел нижнего горения обеспечивает длительное сгорание горючего. Пламя образуется в самом низу дровяной кладки, вырываясь в отдельную камеру. По мере сгорания дрова проваливаются вниз, автоматически подаваясь в зону горения. Именно так работают агрегаты шахтного типа. А вот в котлах верхнего горения пламя горит на поверхности дровяной кладки – такая схема реализуется в польских котельных установка Стропува и в самосборных печах-котлах Бубафоня.
Основные разновидности самодельных котлов
Если вы собираетесь сделать котел долгого горения своими руками, то вам обязательно пригодится информация из нашего обзора. В последующих разделах мы расскажем, как самому сделать отопительный агрегат той или иной конструкции, дадим несколько наиболее легких схем, опубликуем информацию о наиболее распространенных котлах длительного горения. Давайте пока уделим внимание последнему вопросу.
Пришла пора рассмотреть самые актуальные варианты котлов длительного горения, которые мы сможем собрать своими руками в домашних условиях. Все они будут питаться дровами. Что касается угля, то достать его сложнее, а еще он приводит к возникновению больших температурных нагрузок на отопительные агрегаты. В следующих разделах мы дадим чертежи твердотопливных котлов длительного горения и дадим объяснительную информацию.
Мы можем изготовить самый простой шахтный котел своими руками. Он реализован по схеме с нижним горением. Основой агрегата является вместительная загрузочная камера, которую часто называют шахтой. Обладая вертикальной конструкцией, она позволяет вместить большое количество дров. По мере горения они проваливаются вниз, а продукты сгорания отправляются через колосниковую решетку в зольник.
Если мы взглянем на схему шахтной печи (котла), то мы обнаружим, что пламя у нас бушует вовсе не в шахте, а в соседней камере, откуда получаемое тепло поступает в жаротрубный теплообменник. А остатки тепловой энергии направляются в дымоход. Горение здесь длительное и определяется объемом шахты – загрузив сюда большое количество дров, можно смело отправляться спать.
Пиролизный котел
Давайте посмотрим, как устроен пиролизный котел и как сделать этот агрегат своими руками. Проще всего объяснить принцип работы этого агрегата на примере буржуйки. Здесь мы видим объемную камеру сгорания, которая реализует длительное горение. Получившиеся продукты сгорания отправляются в камеру дожигания, в которую подается вторичный воздух. В результате этого образуется большое количество тепла. Нам остается только дооснастить буржуйку жаротрубным теплообменником.
Существуют десятки чертежей котлов длительного горения на дровах, построенных на пиролизном принципе работы. Они отличаются расположением камер сгорания и дожигания, наличием и отсутствием дутьевых вентиляторов и автоматики, а также способами регулировки интенсивности процесса сжигания дровяного топлива. Но в целом их принцип работы одинаков.
Печи-котлы Бубафоня
Бубафоня представляет собой печь, а ее модификация – это водогрейный дровяной котел с подачей воздуха сверху, через прижимной поршень. Мы уже не раз писали о таких печах в наших обзорах, теперь настало время поговорить об агрегатах с отопительным контуром. Для реализации контура мы можем задействовать три схемы:
- Установить теплообменник на дымовую трубу – самый простой вариант;
- Соорудить вокруг корпуса котла сплошную водяную рубашку;
- Обварить корпус агрегата трубами, по которым будет циркулировать теплоноситель.
Какую схему выбрать – решать вам. Кстати, котлы Бубафоня, за счет вместительных камер, помогут реализовать длительное горение продолжительностью до 24 часов и даже больше.
Котлы длительного горения Бубафоня работают на дровах, в них реализована схема верхнего горения.
Котлы-печи Булерьян
Изначально Булерьяны были (и есть) печами конвекционного типа. Они оснащаются мощными конвекторами, позволяющими буквально за 20-25 минут прогреть помещение большого размера. Появившись изначально в Канаде, эти печи добрались и до России, которая тоже может похвастаться суровым климатом (действительно для некоторых регионов). Умельцы превратили печи в котлы, немного поработав над конструкцией конвекторов – теперь по ним циркулирует не воздух, а теплоноситель.
Правда, котлы Булерьяны не могут похвастаться длительным горением, так как отличаются не самыми большими камерами сгорания. Некоторые из них обладают свойством гореть до 10-12 часов, некоторые – чуть дольше. Но рассчитывать на 24 часа все-таки не приходится. Зато они отличаются высокой эффективностью и способностью максимально быстро отдавать тепло в отопительные системы.
Краткие инструкции по изготовлению котлов
Если вы хотите изготовить котел твердотопливный длительного горения своими руками, то чертежи станут для вас точкой отправки – подберите вариант, который окажется вам под силу и приступайте к действию. В этом разделе мы рассмотрим несколько чертежей и дадим краткие инструкции по сборке.
Самостоятельная сборка шахтного котла
Итак, перед вами самый простой чертеж котла длительного горения на дровах шахтного типа. Если у вас есть опыт разбора чертежных схем, вы без труда сможете собрать данный отопительный агрегат. Кстати, он собирается не только из металла, но и из кирпича – для того чтобы обеспечить стойкость агрегата к большим температурам, вам потребуется шамотный кирпич. Конструкционно шахтный котел длительного горения состоит из следующих частей:
- Камер закладки горючего – сюда загружаются дрова. В верхней части располагается загрузочная дверца;
- Колосниковая решетка – отделяет загрузочную камеру от зольника. Именно на решетке располагается очаг пламени;
- Камера с жаротрубным теплообменником – сюда вырывается пламя, передающее тепло в систему отопления;
- Дымоход – через него удаляются продукты сгорания.
Существуют десятки чертежей шахтных котлов длительного горения, мы же остановили свой выбор именно на этом.
Помните, что создав внушительную загрузочную камеру, вы обеспечите длительное горение дров в вашем котле.
Собираем пиролизный котел
Сборка пиролизного котла длительного горения начинается с выбора подходящего чертежа. Все дело в том, что здесь разнообразие схем еще больше. Некоторые чертежи повторяют успешные заводские модели, а некоторые являются кустарными. За основу лучше всего взять схему с водяной рубашкой. В этом случае камеры сгорания и дожигания располагаются внутри самого агрегата, омываясь водой почти со всех сторон. Такая схема обеспечивает максимальный отбор тепла и безопасность пользователей.
Пиролизный котел длительного горения оснащается большой камерой сгорания, в которой тлеют дрова. Выделяющиеся продукты пиролиза отправляются вверх – в камеру дожигания (на рисунке выше). Образовавшийся дым и твердые частицы отправляются в дымоход. Традиционного жаротрубного теплообменник здесь нет, но встречаются схемы, где присутствуют как теплообменники, так и рубашки.
Одна из самый эффективных схем пиролизного котла, из тех что доступны в изготовлении самостоятельно.
Отдельные схемы предусматривают создание контура подготовки горячей воды – в этом случается оборудование получится сложным, но более функциональным. Подробную инструкцию по сборке пиролизного котла вы найдете в наших обзорах.
Собираем котел Бубафоня
Котел длительного горения Бубафоня представляет собой самый простой отопительный агрегат. Он проще своих пиролизных собратьев, благодаря чему пользуется определенным спросом. Бубафоня может быть собрана из любой подходящей емкости – например, из старого газового баллона или бочки подходящего объема. Также для этого приспосабливают стальные листы, собирая более надежные и долговечные агрегаты.
В качестве основы можно взять схему с теплообменником, надетым на дымоходную трубу. Но лучше всего сделать водяную рубашку или обварить корпус трубами (в этом случае корпус должен быть достаточно толстым, до 4-5 мм) – такая схема улучшит отбор тепловой энергии. Для небольшого дома или дачи Бубафоня станет оптимальным вариантом, но нужно помнить, что сам котел должен быть установлен в нежилом помещении. Все дело в том, что его растопка осуществляется открытым способом, и дым пойдет в помещении.
Конструкционно котел длительного горения на основе печи Бубафоня состоит из следующих узлов:
- Корпус – он же является камерой сгорания, он же образует загрузочную камеру;
- Прижимной поршень – он обеспечивает подачу воздуха и немного придавливает дрова;
- Дымоход – отводит продукты сгорания.
Дровами забивается почти весь внутренний объем. Например, если создать камеру сгорания объемом 200 литров, то поленьев хватит на 2-3 дня работы, а не только на 24 часа.
Подробные инструкции по сборке Бубафони с чертежами вы сможете найти в обзорах, опубликованных на нашем сайте.
Котел Булерьян
Основой котла длительного горения является внушительная камера сгорания, образуемая хитрым переплетением сваренных между собой изогнутых металлических труб. Эти трубы изначально являлись конвекторами одноименных печей, но в нашем случае они будут играть роль мощного водяного теплообменника. Передача тепла здесь действительно очень хорошая, так как трубы непосредственно контактируют с пламенем и горящими дровами.
Для сборки Булерьяна необходимо подготовить листовое железо и трубы диаметром не менее 60 мм. Они сгибаются трубогибом, после чего свариваются между собой, образуя основу будущего котла длительного горения. Следующая стадия – герметизация камеры сгорания, установка дверок и установка дымохода. Особое внимание уделяется конвекционным трубам – они свариваются снизу и сверху воедино, образуя большой водяной теплообменник.
Готовая конструкция устанавливается на негорючем основании и подключается к выведенному на крышу дымоходу. Обратите внимание, что для корректной работы данных котлов длительного горения необходимы дымоходы высотой не менее 5 метров. Также желательно организовать сборник конденсата – его здесь образуется много.
Собранный по такой схеме котел порадует легкостью розжига и максимально быстрым прогревом всей отопительной системы.
Пошаговую инструкцию по сборке печи длительного горения Булерьян вы найдете в наших обзорах. Вам останется только доработать систему подачи конвекторов под работу с теплоносителем.
Видео
Твердотопливные котлы уже не одно десятилетие пользуются немалой популярностью, хотя и имеют один существенный минус – они нуждаются в постоянной загрузке топлива (угля, дров и т. д.). Из-за этого недостатка от них нередко отказываются при обустройстве отопительной системы, но от него легко избавиться – сделать котел длительного горения своими руками, функционирующий почти на всех типах топлива (исключительно твердого, разумеется).
Принцип работы
Схема работы таких котлов основывается на особенности твердого топлива тлеть несколько часов, производя при этом большое количество тепловой энергии. Характерно, что топливо в таком случае сжигается более полно, а количество отходов, как следствие, заметно снижается.
Обратите внимание! Замена активного сжигания тлением возможна ввиду особого устройства отопительного котла.
Основным элементом котла является топка, где горение ограничено, а интенсивность подачи воздуха контролируется при помощи специальных приспособлений. Топливо загружается два раза в сутки большими порциями, после чего медленно тлеет (ограниченное количество кислорода не позволяет ему полноценно гореть).
Труба, посредством которой выводится дым, пропускается через теплообменники и нагревает жидкость в отопительной системе. Выходит, достаточно лишь каждые 12 часов загружать топливо для бесперебойного обогрева дома.
Основные преимущества
Котлы длительного горения выделяются на фоне отопительных систем других типов. Конечно, основное преимущество – это именно длительность работы, но есть и другие важные моменты:
- низкая стоимость топлива;
- автономность;
- возможность обогрева больших площадей при минимальных расходах;
- легкость монтажа и эксплуатации;
- безопасность;
- возможность изготовления в домашних условиях.
Устройство прибора
Для изготовления котла удобнее использовать металлическую трубу ø30 см и больше с толщиной стенок не менее 5 мм (иначе последние в скором времени прогорят из-за высокой температуры внутри прибора). Высота конструкции может колебаться между 80 см и 100 см, все зависит от площади помещения.
Вне зависимости от модификации котел состоит из трех основных зон:
- загрузочной зоны;
- зоны тления и теплообразования;
- зоны окончательного сжигания, где горит зола и выводятся дымные газы.
Обратите внимание! Прибор, который ограничивает загрузочную зону и, соответственно, время тления, называют распределителем воздуха.
Данный элемент выполняется в виде металлического круга толщиной 5-6 мм с отверстием посередине, через которое с помощью телескопической трубы кислород подается в топку. Диаметр изделия должен быть несколько меньше диаметра корпуса. Высота регулируется посредством специальной крыльчатки.
Обычно зона сжигания не превышает 5 см в высоту – если она будет большей, то топливо будет сгорать слишком быстро. К слову, кислородная труба может быть не только телескопической, но и цельной. Ее диаметр обычно составляет 6 см, в то время как размер отверстия в воздушном распределителе не превышает 2 см, дабы не пресыщать зону кислородом.
Воздух может подаваться одним из двух способов:
- прямо из атмосферы;
- из специальной камеры нагрева (она располагается в верхней части конструкции), что обеспечивает более эффективную работу котла.
Для регулировки используется специальная воздушная заслонка.
Сверху приваривается дымоотводная труба. Она должна вестись перпендикулярно корпусу минимум 0,5 м, иначе образуется чрезмерная тяга.
Снизу оборудуется дверка для удаления продуктов горения. Чистку нужно проводить нечасто, ведь топливо будет сгорать полнее.
Существует два способа нагрева теплоносителя, у каждого есть свои сильные и слабые стороны.
Способ №1. К трубе теплообменника, проходящей через зону сгорания, подключается змеевик, посредством которого и происходит нагрев воды в баке.
Способ №2 . Формируется отдельный металлический бак, сквозь который пропускается труба дымохода. Разгоряченный дым подогревает жидкость.
Первый способ более эффективен, но вместе с тем более сложен в выполнении. Второй сделать проще, но он целесообразен только в небольших домах.
Изготовление котла длительного горения
Сделать такую конструкцию в домашних условиях несложно, но для этого потребуются навыки работы со сварочным аппаратом и четкая инструкция.
Этап 1. Подготовка всего необходимого
Для изготовления котла потребуются:
После подготовки оборудования и расходных материалов можно приступать к работе.
Этап 2. Сборка конструкции
Обратите внимание! Котел обязательно должен быть установлен на ровную поверхность. Если требуется, оборудуется бетонное основание (здесь все зависит от общего веса конструкции).
Последовательнос ть действий при сборке следующая.
Шаг 1. Труба, которая послужит корпусом конструкции, обрезается в соответствии с выбранной длиной (от 0,8 до 1 м). Если длина будет большей, это затруднит загрузку топлива при эксплуатации. Приваривается дно из листовой стали и (если требуется) ножки, выполненные из швеллера.
Шаг 2. Формируется воздушный распределитель. Для этого из листа стали вырезается круг, диаметр которого меньше диаметра конструкции на 2 см. В центре круга проделывается отверстие ø2 см.
К распределителю приваривается крыльчатка с закрепленными на ней 5-сантиметровыми лопастями, изготовленными из той же стали. Сверху приваривается труба ø6 см таким образом, чтобы посередине встало проделанное ранее отверстие.
Обратите внимание! Эта труба должна равняться по высоте корпусу котла (можно и больше).
Сверху труба оборудуется заслонкой для регулировки подачи кислорода.
Шаг 3. Возле дна котла оборудуется дверка для удаления продуктов горения. Болгаркой из стального листа вырезается прямоугольник, фиксируются петли с запорной ручкой. Прямоугольник и послужит дверкой.
Шаг 4. Сверху на котел крепится дымоходная труба ø10 см. Первые 40-45 см труба должна идти строго горизонтально, после чего пропускается через обменник тепла (последний выполняется в виде металлической емкости с водой).
Шаг 5. Вырезается крышка для котла, в ней проделывается отверстие для воздушного распределителя. Важно, чтобы крышка прилегала к корпусу максимально плотно, иначе через щели будет выходить дым.
Сборка системы отопления
От простого котла, где полноценное воздухоснабжение необходимо по всему объему сжигания топлива, конструкция длительного горения, как отмечалось ранее, отличается ограниченностью этой подачи. Более того, объем загрузки непосредственно влияет на время горения, поэтому в нашем случае топочная загружается предельно плотно, чтобы не оставалось промежутков.
Пробная топка котла
Шаг 1. Снимается верхняя крышка конструкции.
Шаг 2. Извлекается воздушный регулятор.
Шаг 3. Котел загружается топливом по уровень дымоходной трубы.
Шаг 4. Сверху топливо поливается небольшим количеством жидкости для розжига (соляркой, отработанным маслом и проч.).
Шаг 5. Воздушный регулятор устанавливается обратно, сверху надевается крышка.
Шаг 6. Воздушная заслонка открывается до предела.
Шаг 7. Поджигается кусок бумаги, бросается внутрь конструкции. Когда топливо начинает тлеть, воздушная заслонка закрывается.
Система отопления. Обвязка
О том, что началось перманентное горение, можно судить по появившемуся из дымоходной трубы дыму. По мере сжигания топлива труба меньшего диаметра будет опускаться вместе с воздушным регулятором – по этому своеобразному индикатору и можно определить количество оставшегося топлива.
В качестве заключения
Описанные котлы используются не только для обогрева домов, но и при зимнем отоплении хлевов, сараев, теплиц и т. д. Если сборка и монтажные работы были проведены правильно, то прибор будет функционировать экономично и абсолютно безопасно, причем может использоваться твердое топливо любого типа, в том числе бытовой мусор.
Помимо того, котлы не нуждаются в постоянном контроле, необходимо лишь на практике определить промежуток времени между загрузками. При этом стоит помнить, что время горения зависит не только от объема конструкции, но и от типа топлива.
Видео – Котел длительного горения своими руками
