Котел длительного горения своими руками: инструкция, чертежи

Виды устройства, которые можно создать самому

Котёл следует начинать строить с задумки. Первым этапом должен стать выбор вида создаваемого изделия. В ряде случаев можно подобрать вид по имеющимся деталям, по особенностям конфигурации оборудования, а также по личным потребностям создателя. Только после рассмотрения собственных возможностей, следует подбирать чертежи. В конечном результате следует выбрать котёл длительного горения по параметру направления сгорания топлива:

Нижнее. Топливо поджигается снизу (таким способом работает большинство котлов).
Верхнее. Топливо загорается вверху и постепенно сгорает к нижнему уровню.

Котлы с нижним направлением горения можно разделить на два вида:

Традиционный. Подаваемые твердотопливные элементы возгораются и сжигаются в одном отделении. Выход дыма осуществляется с помощью стандартной трубы для вывода дыма.
Шахтные. Здесь имеется две камеры. Одна служит для подачи топлива, а другая является теплообменником.

Также рассматривается несколько вариантов по способу сжигания. Котёл может иметь стандартную схему поглощения топлива. Здесь процесс осуществляется таким же способом, как и при стандартных обстоятельствах. Ярким примером является печь в частном доме. Котёл с пиролизным сжиганием имеет особую схему, которая подразумевает выделение древесного газа с последующим его воспламенением.

Немаловажным отличием является и теплообменник. Этот элемент изготавливается по особой технологии. Существует несколько способов решения вопроса с его созданием. Помимо особенностей теплообменника котёл для процесса горения может использовать уголь и дрова, или только один из представленных вариантов топлива. В этом случае следует заранее рассчитать резонность использования определённого топлива. От этого выбора будет зависеть конструкция самого изделия.

Как сделать котел длительного горения

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

дрова и отходы древесной промышленности – до 12 часов;
уголь – до 24 часов.

Для отопления используются другие альтернативные виды топлива:

брикетированный торф;
пакетируемые прессованные отходы деревообработки – опилки, стружка, кора;
березовый уголь;
пакетированные продукты переработки мусорных свалок.

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

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

мощность;
продолжительность горения;
коэффициент полезного действия (КПД);
максимальное допускаемое рабочее давление;
номинальное давление в системе;
общий и полезный объем топки;
глубина топки;
максимальная длина полена;
объем бака;
вес котла.

Эти параметры будут индивидуальны для каждого вида котлов.

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

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

На продолжительность горения влияют:

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

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

для помещений небольшой площади (гаража, дома на даче, хозяйственной пристройки) подойдет простой котел без водяной рубашки, работающий по принципу обыкновенной печи, когда тепло передается через стенки конструкции путем конвекции теплового воздуха.
для отопления дома необходима более сложная и надежная в работе конструкция. В этом случае надо учитывать, что теплогенератор будет работать постоянно на протяжении длительного периода времени.

По месту расположения топки, котлы бывают:

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

По форме корпуса:

цилиндр;
прямоугольник.

Необходимые материалы и инструменты

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

сталь с низким содержанием углерода толщиной 3-4 мм;

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

труба DN50, 150 – для моделей с трубчатым теплообменником;
труба прямоугольного сечения 60х40 мм – для изготовления воздушного канала;
уголок равнополочный – для колосников;
полоса стальная 20х3 мм;
утеплитель базальтовый толщиной 2 см (плотность не менее 100 кг/м³);
лист металлический (можно с покрытием из полимеров) толщиной 4-5 мм – для изготовления дверок;

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

асбестокартон – для теплоизоляции дверок;
шнур асбестовый;
электроды;
панель управления;
вентилятор;
температурный датчик;
ручки на дверцы.

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

Основные инструменты, которые понадобятся для работы:

болгарка;
шлифовальные круги;
сварочный аппарат;

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

дрель;
рулетка;
маркер;
штангенциркуль;
компрессор (для испытания котла).

5 Изготовление своими руками

В продаже сегодня можно найти различные модификации отопительных автономных котлов, работающих на щепе и опилках. Несмотря на все свои преимущества, они имеют один существенный недостаток — высокую стоимость оборудования. Поэтому многие дачники и владельцы частных домов изготавливают универсальные в использовании котлы самостоятельно, благо простая конструкция такого оборудования позволяет сконструировать его даже при отсутствии соответствующих знаний и опыта работы.

Для изготовления котла на щепе своими руками потребуются следующие инструменты и материалы:

Труба округлой формы диаметром 5 сантиметров.
Прямоугольный профиль 40 на 60 миллиметров.
Болгарка или резак для металла.
Электродрель.
Сварочный аппарат.
Рулетка и молоток.

В сети можно найти различные чертежи исполнения котлов, работающих на опилках и щепе. Проще всего такие отопители выполнить на основе трубы или газового баллона. Нужно лишь использовать прочную толстостенную сталь, что позволит обеспечить долговечность изготовленного своими руками котла.

1. С газового баллона снимается вентиль, и выпускается весь газ. По линии сварного шва срезается верхушка, после чего болгаркой или вручную края зачищаются, убираются все заусеницы. В последующем заготовка из газового баллона будет использоваться в качестве корпуса топки.
2. Отрезанную верхнюю часть баллона также зачищают, после чего подгоняют к основанию корпуса топки. По краям заготовки сверху приваривается окантовка, которую выполняют из полос толстостенной стали.
3. В крышке высверливается отверстие, в которое вваривают трубу для подачи воздуха.
4. В верхней части корпуса топки дрелью проделывают отверстие, которое необходимо для крепления дымоходной трубы. В полученное отверстие вставляют и заваривают железный патрубок.
5. Конструкция топки на опилках подразумевает наличие груза, который сверху придавливает топливо, регулируя тем самым его скорость сгорания. Груз делается из листового толстостенного металла, который вырезается по размерам внутреннего диаметра баллона. По центру диска выполняется отверстие, которое по своему диаметру идентично трубе, врезанной в крышку котла.
6. К внутренней поверхности круглого груза рекомендуется приварить железные рёбра, что позволяет рассеивать воздушные массы, увеличивая эффективность отопительной установки.
7. Из металлического листа выполняется водяная рубашка, по которой будет циркулировать теплоноситель. Водяная рубашка располагается снаружи топки, имеет форму и размеры корпуса.
8. К корпусу топки по кругу приваривают рёбра жёсткости, которые защищают водяную рубашку от ее температурной деформации.
9. Водяную рубашку крепят к металлическим ребрам жесткости.

На этом работа по изготовлению отопительного котла завершена. Необходимо провести пробный пуск, проверить качество сварки, а также удостовериться в отсутствии протечек водяной рубашки, по контуру которой циркулирует теплоноситель. В последующем возможна модернизация отопительного котла, к которому дополнительно монтируют бункер с опилками и шнековый механизм для автоматической загрузки стружки в камеру сгорания.

Выполнив самодельный пиролизный котел на опилках и щепе, можно не только решить проблемы с обогревом небольшого частного дома или дачного строения, но и сократить расходы на проживание за городом в зимнее время года. В специализированных магазинах можно приобрести уже готовые изготовленные промышленным способом котлы, имеющие один или два контура, отличающиеся полной безопасностью в эксплуатации и оснащённые управляющей автоматикой.

При необходимости можно изготовить универсальные варианты автономных отопителей, которые будут различаться своими показателями мощности, длительностью работы от одной заправки топливом, а также рядом других характеристик.

Сборка котла

Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:

Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.

Далее приваривают дымоотводящий патрубок и воздуховод с фланцем для установки вентилятора. Воздуховод заводится внутрь котла через отверстие посредине задней стенки чуть ниже колосниковой решетки.

Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.

Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.
Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества.

При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.

Сверху на теплогенератор устанавливается контроллер автоматики, а к фланцу воздуховода прикручивается вентилятор.

Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.

При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.

Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.

За информацию для статьи, благодарим наших коллег: microklimat.pro,v-teple.com

2 Классический тип агрегата

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

Принцип работы такой:

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

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

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

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

Выбираем тип твердотопливного котла

Как понять, какой котёл будет оптимальным для обслуживания конкретной системы отопления? Очевидно, следует определиться с видом топлива, требуемой мощностью агрегата и особенностями его конструкции, процесса монтажа и последующей эксплуатации, а также с особенностями подключаемой системы отопления.

Самодельный котёл на твёрдом топливе

Среди материалов, которые можно использовать в качестве твёрдого топлива, наиболее широкое распространение получили:

уголь;
торфяные брикеты;
пеллеты;
дрова;
опилки и другие горючие отходы производства.

Виды твёрдого топлива для котлов отопления на фото

Выбор типа и конструктивного исполнения отопительного котла напрямую зависит от того, каким топливом вы собираетесь пользоваться, требуемой производительности системы отопления, а также места, где он будет установлен. Для самостоятельного изготовления подходят следующие модификации твердотопливных отопительных агрегатов:

Классические

Оснащаются стальным или чугунным теплообменником, могут использоваться и для отопления, и для целей горячего водоснабжения. КПД таких котлов составляет около 85%.

Классический котёл на твёрдом топливе

Пиролизные

Обеспечивают раздельное сгорание топлива и выделяемых при этом летучих газов, благодаря чему существенно повышается эффективность и, следовательно, экономичность отопительной системы.

Схема пиролизного котла на твердом топливе

Пеллетные

Эффективность этой разновидности котлов отопления достигает 90%. Главным их достоинством является высокая степень автоматизации рабочих процессов, а недостатком – сложность конструкции.

Принцип работы пеллетного котла

Длительного горения

Способны непрерывно работать на протяжении всего отопительного сезона, требуя загрузки топлива 1 раз в несколько суток, что выгодно отличает их от классических твердотопливных котлов.

Компоновка твердотопливного котла длительного горения

Технологический процесс

Прежде чем приступать к расчетам, желательно определиться с подходящей моделью обогревателя:

какие функции она должны выполнять (только отопление или еще и как домашняя кухня);
какое топливо наиболее доступно;
предполагаемое место установки.

Крупные печи позволяют обогреть просторные помещения. Металлические агрегаты мобильны, без труда переносятся с места на место. Кирпичная печь всегда стационарна.

Если эти вопросы решены, можно начинать мастерить пиролизную печь своими руками.

Корпус печи типа буржуйка можно изготовить с нуля, используя стальные листы высокого качества. Проще делать корпус печи в виде прямоугольника с двойными стенками, заполнив проем песком или водой (получится водяной контур). Иной вариант – задействовать имеющуюся стальную емкость типа бочки или газового баллона.

В случае кирпичной постройки понадобятся навыки мастера кладки.

В любом случае придется делать две камеры сгорания. Одна – топочная, где перерабатывается твердое топливо, во второй сгорают продукты переработки, вступая в контакт с воздухом. Между камерами устанавливают колосники. Дымоход желательно делать съемным, так его проще чистить.

Габариты будущей установки зависят от требуемой мощности. Основной элемент – топочная камера. При вычислении ее объема исходят из скорости сгорания предполагаемого топлива и его массы. Коэффициентом загрузки принято считать 0,63 (на который делят массу топлива).

Предположим, нужно создать металлическую печь. Понадобятся следующие материалы:

стальные листы марки cт. 20 толщиной 4 мм (раскройку лучше доверить специалистам);
стальные уголки с одинаковыми полками 4х50 мм;
стальная арматура сечением 8 мм;
труба диаметром 60 мм для поддувала;
трубы 120 мм для дымохода;
полтора десятка кирпичей.

Также для работы нужны инструменты:

аппарат для сварки с набором электродов;
болгарка, дрель;
строительные уровни, рулетка, карандаш;
молоток.

Самостоятельное создание с нуля

Чтобы смастерить пиролизный котел своими руками, нужно подобрать подходящий чертеж, на котором понятно и подробно поясняются конструкторские особенности и принцип действия агрегата.

В подготовленном месте собирают кирпичное основание, достаточно просторное, чтобы вместить всю печь. Расстояние нагревателя от ближайших стенок – 80 см и более. Желательно, чтобы и пол вокруг имел пожаробезопасное покрытие.

Сначала делают каркас: из уголков мастерят вертикальные стойки, которые скрепляют горизонтальными, затем соединяют с помощью сварки.

Каркас обшивают раскроенными листами, образуя стенки. На лицевой стороне готовят два отверстия:

через одно будет загружаться топливо;
через другое выгребается зола и прочие продукты горения.

Отверстия перекрывают навесными дверцами. Изнутри, в месте, где смыкаются две камеры, приваривают уголки – подставку для колосниковой решетки и поддона перфорации.

Поддувало монтируют в боковой стеночке на верхней границе топки. Его обязательно снабжают заслонкой. Делают это по следующей схеме:

Сверлят в трубе отверстие.
Вставляют арматуру на 8 мм – ось заслонки.
К оси внутри трубы приваривают диск из стали, совпадающий по диаметру с поддувалом.
Выходящий наружу кусок арматуры изгибают, превращая в рукоятку.
Ручке желательно обеспечить надежную фиксацию, чтобы заслонка не вращалась сама по себе.

Сборку осуществляют начиная с днища. Уже в крышке делают отверстие под дымоход, вваривая подходящую трубу с углом поворота в 90°. На трубе приваривают горизонтальный боров, который будет тормозить отход газов из камеры дожига, давая им возможность полностью выгорать. Завершается боров еще одной заслонкой, сделанной по той же схеме, что и для поддувала.

Далее осуществляется обвязка котла.

Подготовка котельной к установке агрегата

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сооружение твердотопливного котла собственными силами

Чтобы сделать самостоятельно котел в частном доме, нужно обладать навыками и знаниями сварщика.

Для начала вам потребуется вооружиться следующими инструментами: сварочным агрегатом, автогеном, шлифовалкой, измерительным прибором в виде рулетки, мелком или маркирующим средством, молотком.

И приобрести необходимые материалы: трубы диам. 425, 100 и 25 мм, металл 4 мм, сгон для соединения диам. 25 мм – 2 шт., средние навесы, уголки из стали 25 мм, арматура диам. 8 мм.

Без проектных набросков тоже не обойтись. Нужные чертежи котлов можно найти на определенных сайтах Всемирной паутины или в технических изданиях, но главное с подходящими размерами.

Подключение агрегата к системе отопления

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

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

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

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

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

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

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

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

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