Делаем котел длительного горения своими руками – инструкция

Традиционная система отопления на базе твердотопливного котла имеет ряд недостатков. В этой статье мы расскажем, как их исправить и превратить обычный котел на твердом топливе в столь желанный всеми котел длительного горения.

Подробнее о проблемах

Частые загрузки. Одной из главных проблем при использовании твердотопливных котлов является необходимость частой (раз в 2-3 часа) загрузки топлива.

Не оптимальный режим работы котла. Значительную часть времени твердотопливный котел работает с пониженной мощностью, что ведет к снижению КПД, низкотемпературной коррозии, увеличению образования сажи и дегтя и, как следствие, быстрому выходу котла из строя.

Перегрев котла при отключении электричества. При отключении электроэнергии, циркуляционный насос останавливается, движение теплоносителя прекращается, но твердотопливный котел не может быстро перестать вырабатывать тепло, как газовый, например. Избыток тепла в камере сгорания котла приводит к закипанию теплоносителя и выходу котла из строя.

Разновидности котлов

Твердотопливные котлы подразделяются по типу используемого топлива на энергозависимые и независимые. Первый тип вырабатывает тепло от сгорания топливных капсул, более того, в такой котел встраивается еще и электрический поддув, за счет которого происходит нагрев воздуха.

Независимые от энергии котлы работают автономно только на основе природного топлива дров, угля.

Монтаж котлов обоих типов производится как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. Но если планируется использовать их в качестве плиты, а такая возможность предусмотрена, то установка котла может быть только вертикальной.

По схеме работы котлы подразделяются на теплогенераторы, традиционные и предназначенные для поддержания длительного горения. Все они работают по определенной схеме. Увеличить эффективность каждого из видов можно несколькими способами. А именно использовать энергию дымового газа в качестве дополнительного источника для обогрева помещения. Установка насоса, который будет изменять естественную циркуляцию.

К традиционным котлам можно отнести деревянные и угольные. А еще есть пеллетные котлы, которые используют капсулы в качестве основного топлива, это, как правило, синтетический продукт 21 века. У данного вида топлива есть свои плюсы и минусы.

Плюсы заключаются в том, что их можно сжигать в печке, они обходятся гораздо дешевле, чем дрова и уголь. Капсулы добавляются в горелку по гранулам. Таким образом, топливо расходуется и экономно и эффективно, поскольку при использовании горелки обеспечивается очень высокий уровень КПД.  С помощью капсул довольно просто настроить мощность.

К минусам можно отнести:

  • образование большого количества золы;
  • возможность хранения капсул в сухом месте, во избежание впитывания топливом воздуха;
  • существуют определенные проблемы с доставкой данного топлива;
  • низкий уровень теплопроводности по сравнению с дровами и углем;
  • шланг, подающий капсулы в горелку, очень часто приходит в неисправность;
  • котлы, использующие капсулы требуется электрическое питание.

Особенности изготовления пиролизного котла

Материалы

Корпус пиролизного котла лучше делать из листовой стали (от 2 мм, в зависимости от расчетной мощности). Модели котлов, которые собираются из толстостенной трубы, вряд ли подходят для организации отопления частного дома. В основном такими установками обогреваются различные подсобки, гаражи или времянки.

Более габаритные пиролизные котлы монтируются по образцу большинства теплогенераторов – прямоугольной формы. В некоторых случаях, если модель мощная, ее стенки (изнутри) целесообразно выложить шамотным кирпичом.

Размеры пиролизных котлов

Один из самых интересных и «таинственных» вопросов по данной теме. Все расчеты делаются применительно к конкретному дому, его отопительной системе, со всеми ее нюансами, схемами и так далее. Проектирование пиролизного котла лучше поручить специалисту. Разработка документации стоит денег, но в любом случае это обойдется дешевле приобретения установки промышленного изготовления.

А если учесть, что ошибки в расчетах повлекут дополнительные расходы (и весьма ощутимые), связанные с разного рода переделками и модернизациями, то целесообразность именно такого решения более чем очевидна.

Основные инженерные решения

Специфика эксплуатации пиролизных котлов

Без знания некоторых нюансов использования такого оборудования приниматься за изготовление подобной модели теплогенератора не имеет смысла.

Довольно «жесткие» критерии влажности сжигаемого топлива. Например, для дров максимальное значение – 33±2%. С чем это связано? Повышение температуры инициирует испарение влаги, содержащейся в продукте. Естественно, пар начнет смешиваться с пиролизными газами и негативно влиять на интенсивность процесса горения. Применение влажного топлива резко снижает КПД установки.

Не все разновидности твердого топлива подходят для сжигания в пиролизных котлах. С учетом специфики их работы, можно использовать лишь материалы, характеризующиеся высоким газообразованием при сгорании. Недостаток летучих веществ сказывается на эффективности эксплуатации пиролизных моделей. Проще говоря, дров расходуется много, а толк минимальный.

Читайте также:  Байпас в системе отопления – конструкция механизма

Для отопления дома таким котлом целесообразно использовать сухую древесину и ее отходы, пеллеты, брикеты, уголь (но только бурый). Внесение отдельных конструктивных доработок в схему пиролизного котла позволяет топить коксом и некоторыми марками угля каменного (например, «Орех1»).

В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. И еще не факт, что такой пиролизная установка полностью устроит хозяина. Например, габаритами в соответствие с выбранным местом для монтажа. Если подумать, то изготовление пиролизного котла своими руками,  по индивидуальным чертежам – неплохое решение проблемы отопления частного дома, особенно если невозможно его подключение к магистрали газоснабжения.

Пиролизный котел: преимущества и недостатки

Очевидные плюсы:

  • Увеличенная камера загрузки для топлива;
  • Высокий КПД, позволяющий дольше поддерживать заданный температурный режим;
  • На одной загрузке топлива способны работать до 24 часов;
  • Возможность регулировки мощности от 40 до 100%;
  • При сжигании не образуется сажа, только зола да и то в минимальном количестве.

Недостатки:

  • Классический недостаток — высокая стоимость котла. Изготовить пиролизный котел своими руками решает эту проблему;
  • Требуется принудительная тяга, вследствие чего возникает необходимость в постоянном подключении к электроэнергии;
  • Внушительные габариты конструкции;
  • Обязательное использование сухой древесины. Добиться эффективного процесса пиролиза с топливом с повышенной влажностью невозможно. Содержание влаги, существенно снижает КПД.

Устройство котла

Котел длительного горения, выполненный своими руками, удобнее всего сварить из трубы диаметром от 300 мм, с толщиной металла не менее 3-4 мм, в противном случае высокая температура быстро приведет к прогоранию стенок котла. Высота трубы может от 800 до 1000 мм, от нее зависит объем единовременной загрузки топлива. Условно котел можно разделить на три зоны:

  • зона загрузки топлива, ее высота может меняться по мере прогорания дров;
  • зона горения и генерации, где происходит медленное тление топлива;
  • зона полного сгорания, где происходит догорание золы и отвод дымовых газов.

Устройтво котла длительного горения изнутри

Устройство, ограничивающее зону горения, а, следовательно, и время работы котла без дозагрузки топлива, называется распределитель воздуха. Оно представляет собой круг из металла толщиной 4-6 мм с отверстием в центре, через которое посредством телескопической трубы подается воздух в зону горения. Диаметр распределителя должен быть чуть меньше диаметра котла, чтобы обеспечить его беспрепятственное движение. Высота зоны горения, в которую поступает равномерно распределенный воздух, регулируется крыльчаткой и шириной ее лопастей. Обычно высота распределителя воздуха не превышает5 см, в противном случае топливо будет прогорать достаточно быстро.

Труба, через которую поступает воздух, может быть как телескопической, так и цельной. Диаметр трубы – около 60 мм, а отверстие в распределителе должно иметь диаметр не более 20 мм, чтобы не перенасыщать камеру горения кислородом. Воздух поступает в трубу либо непосредственно из атмосферы, либо, для более эффективного и стабильного горения, из камеры подогрева воздуха, расположенной в верхней части котла. Подача воздуха в камеру регулируется воздушной заслонкой в верхней части котла.

Отвод дымовых газов осуществляется через дымовую трубу, приваренную к боковой стенке котла в верхней его части. Труба должна быть горизонтальной на протяжении 40-50 см, чтобы не создавать излишней тяги.

Снизу необходимо выполнить дверцу для удаления золы, пепла и других продуктовгорения. В котле длительного горения твердое топливо прогорает полнее, чем в обычной печи, поэтому удаление золы придется проводить реже.

Нагрев теплоносителя для системы водяного отопления дома может осуществляться двумя способами:

  1. Выполняют выносной бак, внутри которого проходит дымовая труба. Горячий дым нагревает теплоноситель для системы отопления.
  2. Трубу водяного теплообменника пропускают через камеру сгорания котла, и вода в баке нагревается уже змеевиком, подключенным к этой трубе.

Первый способ значительно проще в выполнении, если речь идет о небольшом доме. Второй способ – эффективнее, но выполнить такую конструкцию котла сложнее.

Разновидности котлов длительного горения

Такие котлы являются альтернативой отоплению приборами, которые работают при помощи газа. Агрегат длительного горения называют очень практичным, и простым в применении оборудованием.

К важным преимуществам относят еще и длительный срок эксплуатации. По экологичности работы и экономному расходу топлива к котлам длительного горения также нет претензий. Именно поэтому оборудования такого типа и стало популярным.

Сегодня на рынке представлены такие варианты котлов:

  1. Пиролизный.
  2. Классический.
  3. Шахтный.
Читайте также:  Гостиная с камином: как грамотно вписать камин в интерьер

Пиролизный

Котлы данного вида производят тепло путем сжигания древесного газа, который появляется при тлении древесины. В такой конструкции при работе будет пламя, которое напомнит вам газовую горелку или паяльную лампу. Температуры внутри также очень высокие, в нижней камере этот показатель достигает 12 тысяч градусов.

Из-за того, что сгорание происходит сверху вниз, а главный элемент теплообмена расположен внизу, происходит максимально эффективная передача тепла. Такой принцип работы позволяет оборудованию и максимально нагреть теплоноситель.

Главным преимуществом котла данного типа является то, что на одной закладке топлива оборудование будет вырабатывать тепло очень долго. Котел действует по принципу пиролизного сгорания, и при слишком малом количестве воздуха и высокой температуре начинается разложение древесины на летучие элементы, которые и начинают процесс горения.

К положительным сторонам этого варианта также относят:

  • Высокий коэффициент полезного действия (85%);
  • В таких котлах загрузочная дверца весьма объемная, что позволяет без проблем очищать камеру сгорания;
  • Для производства теплообменников применяют прочный лист стали высокого качества;
  • В конструкции предусмотрен мощный вентилятор;
  • Управление электронной системой происходит благодаря циркуляционному насосному оборудованию;
  • Пиролизный котел может использоваться даже для отопления производственных помещений.

Классический

Варианты классических твердотопливных котлов оснащаются топкой большого объема, что также позволяет увеличить длительность сгорания. В качестве топлива используются:

  • Разные виды угля;
  • Древесные брикеты;
  • Дрова.

Но такой котел имеет достаточно низкий, по сравнению с другими вариантами, коэффициент полезного действия, на одной закладке долго продержаться не получится. Но есть и преимущества, среди которых самое главное – цена. Стоимость заводских вариантов классических твердотопливных котлов начинается с отметки в 30000 рублей.

Часто котел такого типа используют как резервное отопительное оборудование. В таком случае обогрев происходит при помощи газового котла, а при необходимости можно сразу переключиться на твердотопливный агрегат.

Шахтный

Котлы такого типа используются для сжигания разных сыпучих материалов. В конструкции есть вентилятор, который подает воздух в топку, все это управляется благодаря микропроцессору. Шахтные котлы очень большие по габаритам, и конструкция у них сложная, самостоятельно соорудить такое оборудование непросто.

Преимущества шахтного котла:

  • Уникальная конструкция, которая обеспечивает эффективную работу;
  • Наличие загрузочной дверцы с большим сечением и наличие крупного бункера;
  • Для сгорания можно применять любой материал;
  • Температурные показатели выбросов находятся в пределах нормы.

Розжиг печи «бубафоня»

Для начала, сними с баллона крышки, вытащим из печки поршень-пресс с воздуховодом. Наложим внутрь печки сухих дров. Порода дров — любая. Дрова именно кладем горизонтально, друг к другу как можно ближе. Если мы дрова поставим вертикально, то получим неприятный сюрприз.

Сюрприз будет следующий. Не сгоревшее вертикально стоящее полено, не даст возможности поршню опускаться на низ. Если так произойдет, в нижней камере будет полноценный костер. Топливо быстро сгорит. Режим работы печки будет вместо тления, горение. Про дым из воздуховода я вообще молчу, он обязательно появиться. Дрова не нужно укладывать выше уровня отверстия дымохода.

Далее необходимо прижать поршнем дрова и надеть на поршень крышку бубафони.

Как правильно поджечь дрова? Просто кинуть горящую спичку не получится. Она обязательно потухнет еще не достигнув дров. Мы поступим просто. Возьмем бумагу, ветошь или кусок бересты. Зажжем и бросим в печку.

Нужно подождать 20 минут, чтобы наша закладка хорошо разгорелась. Затем на воздуховоде прикроем задвижку. Воздух начнет поступать в печку в меньшем количестве. В первичной камере с дровами, дрова перестанут гореть, начнут тлеть. Пойдет выделение пиролизных газов. А газ нам необходим. Ведь установка — пиролизная! Так наша супер печка выйдет на свой рабочий режим.

Котлы длительного горения – устройство и принцип функционирования

В обычных дровяных печах топливо сжигается снизу . Это основной принцип работы таких устройств. Нижний слой дров загорается первым. Горячие потоки идут , что приводит к вовлечению в процесс следующих пластов. При таких условиях материалы очень быстро прогорают. Каждые несколько часов их необходимо подкладывать в печку. Если этого не делать, горение прекратится, и температура в помещении начнет снижаться.

КДГ функционирует иначе. В нем дрова не горят, а тлеют. Причем это происходит сверху вниз, что обеспечивает длительную работу агрегата на одной закладке. Конструкция таких установок приведена ниже.

Камера сгорания (КС) в КДГ выполняется в форме цилиндра. Ее ливом осуществляется через специальную дверку. Она смонтирована в верху корпуса. Эта же дверца используется для розжига дров. Чем больше высота и сечение КС, тем дольше по времени агрегат станет работать на одной закладке.

Воздух в топку попадает по трубе, установленной вертикально. К концу последней крепят круглый плоский груз. Он имеет размеры на 5 мм меньше сечения топочного отсека. Это дает ему возможность передвигаться внутри камеры сгорания вниз-. Его изготавливают из металла толщиной 1,2–1,5 см. К нему привариваются стальные дугообразные полоски.

Читайте также:  5 схем отопления с теплым полом и радиаторами в частном доме

На втором конце трубы монтируется заслонка. Она позволяет в любое время вручную регулировать объем, подаваемого в агрегат кислорода. Важный момент! Воздуховод делают выше камеры сгорания на 15–20 см.

После розжига топлива груз придавливает дрова. Дымоход самостоятельно создает естественную тягу, обеспечивая тем самым поступление воздуха в агрегат. При горении выделяется тепло. Оно подогревает жидкость в водяном контуре, который располагается в верхней крышке установки и по бокам ее КС.

Твердотопливный котел продолжительного горения имеет колосники. Но они нужны исключительно для поддержки загружаемых дров. Воздух через них в КДГ не поступает.

Рекомендуем

  • Шахтный котел длительного горения – делаем своими руками по инструкции и чертежам
  • Печь длительного горения – высокоэффективное и простое устройство
  • Как сделать пиролизный котел своими руками – пошаговая инструкция с чертежами

Сборка и схема работы

Мы не говорили об этом, но еще одной чертой отопительных котлов является то, что в их конструкции очень много металла. Следовательно, такие котлы будут много весить. Именно по этой причине процедуру сборки следует проводить только там, где в будущем будет находиться котел.

Для начала делаем фундамент под будущий котел, используя для этого специальный жароустойчивый кирпич. Когда раствор высохнет, устанавливаем на фундамент днище бункера для золы. Далее по периметру днища поочередно ставим внутренние стенки отопительного котла и привариваем их.

У нас имеется готовый корпус. Внутри него привариваем специальные направляющие, к которым в дальнейшем будут крепиться обменники тепла и колосники. На внешнюю часть бункера привариваются ребра жесткости, изготовленные из металлического прямоугольного профиля. Ребра должны быть установлены вертикально.

Собственно, на этом практически все, наша процедура изготовления котла плавно приблизилась к своей завершающей стадии. Осталось только смонтировать и установить верхнюю плиту и оставшиеся наружные стенки.

Между этими стенками следует засыпать заранее приготовленный песок, который будет выполнять в конструкции сразу две функции:

  • Защищать стены камеры сгорания от того, чтобы они не перегревались и быстро не прогорали.
  • Выполнять функцию дополнительного теплового аккумулятора.

Важно! Несколько слов о песке, который будет засыпаться. Для этого необходимо использовать хорошо промытый песок, в котором нет грязи или органических элементов. Еще до начала работы его следует прокалить на пламени – именно так вы сможете выжечь из него всю наличествующую органику. Если вы не сделаете подобную процедуру заранее, то в процессе эксплуатации котла будет образовываться характерный неприятный запах.

Устанавливается верхняя плита. Все изготовленные емкости из нержавеющей стали устанавливаются сверху на плиту и подключаются к соответствующим контурам системы. Вот теперь точно все. Осталось лишь поставить на место дверцы обеих бункеров и попробовать запустить твердотопливный котел отопления своими руками.

Не много о КПД

В качестве небольшого заключения

Итак, мы с вами попытались разобраться с тем, как сделать и установить твердотопливный котел, не прибегая к услугам профессионалов. Мы предложили вам некоторые инструкции и рекомендации касательно технологии изготовления, а также материалов, необходимый при работе. Если вы будете в точности следовать всем нашим инструкциям по собственноручному изготовлению отопительного прибора, то в итоге вы получите максимально экономичный котел, который к тому же будет очень недорого стоить. Такой котел, работающий на твердом топливе, способен обеспечить комфортные условия проживания, при котором перепады ночных и дневных температур практически не будут заметными.

Подключение и монтаж

На самом деле своими руками это сделать совсем несложно. Способ установки выбирается с учетом некоторых особенностей отопительного оборудования:

  • Температура наружных стенок может быть очень высокой, даже если вокруг установлена водяная рубашка;
  • Самодельные котлы в основном имеют ординарные стенки.

Стоит учесть, что конструкция не должна устанавливаться ближе, чем на 50 сантиметров от примыкающей стенки. Если стена дома сделана из горючего материала, то надо сделать дополнительную изоляцию. Для этого используется кирпичная кладка, более простым вариантом будет установка оцинкованных листов стали и асбестовой прокладки. После этого, между дымоходом и перекрытием оставляется место (25 сантиметров), которое надо заполнить базальтовой ватой и зашить оцинковкой.

Также лучше сделать фундамент под котел, ведь конструкция достаточно много весит, и при полной закладке топлива масса и нагрузка на пол увеличиваются. Для фундамента лучше всего использовать армированный бетон с «начинкой» из щебня. Далее к котлу приваривается заранее сделанный дымоход, и вся система подключается к водяному контуру. Детальнее разобраться в этом вопросе поможет схема подключения.