Твердотопливные котлы своими руками: схема котла на твердом топливе, размер самодельного котла отопления, конструкция, чертеж, как сварить котел длительного горения, как сделать

Конструктивные особенности отопительного котла

Схема котла на твердом топливе.

Несмотря на огромное количество сходства с обычной печью, отопительный котел обладает рядом отличий. Они касаются способа отдачи тепла помещению. В конструкцию отопительных котлов входят следующие элементы:

Бункер, в котором происходит сжигание твердого топлива. Для этого он оборудуется колосниками, обеспечивающими подачу требуемого количества воздуха.
Резервуар для воды, которая выступает в качестве теплоносителя в этой системе отопления, и трубчатый теплообменник.
Дымоход, обеспечивающий систему необходимой тягой и отводом продуктов сгорания.
Система дроссельных заслонок, предназначенных для регулирования тяги и перекрытия каналов после того, как огонь в печи полностью угаснет.

Чтобы отопительный котел, изготовленный своими руками, обеспечивал равномерный температурный режим в жилом помещении, его в обязательном порядке оборудуют водяным аккумулятором тепла. Он выполнен в виде емкости определенного размера, установка которой осуществляется в верхней части котла. Его основная задача заключается в накапливании тепловой энергии во время активной топки. По окончании этого процесса начинается циркуляция жидкости по всей отопительной системе, в результате чего происходит обогрев воздуха в доме.

Помимо этого при устройстве отопительного котла своими руками можно установить дополнительный бачок, для изготовления которого используется нержавеющая сталь. Его монтаж должен быть произведен прямо над аккумулятором тепла. Его задача заключения в обеспечении горячей водой для бытовых нужд. И хотя он не является обязательным элементом отопительной системы, он способствует созданию условий для комфортной жизни в загородном доме.

Прежде чем приступить к работе по созданию отопительного оборудования, необходимо составить точные чертежи самого котла и всех составляющих его частей. Типовые устройства широко представлены в специальной литературе, интернете или периодических изданиях. Но чтобы более рационально использовать жилую площадь, лучше всего самостоятельно разработать индивидуальный проект отопительного оборудования, работа которого осуществляется исключительно на твердом топливе.

Котел твердотопливный длительного горения своими руками: чертежи и порядок сборки

Котлы длительного горения отличаются высокой теплоотдачей и выдают более мягкую, ровную температуру.

Но есть у них и существенный недостаток – высокая цена.

Поэтому есть смысл попробовать свои силы и изготовить печь самостоятельно.

Если Вы решили сделать котел твердотопливный длительного горения своими руками, чертежи найти – половина успеха. Но сначала разберемся, какие существуют основные конструкции.

Какой твердотопливный котел можно сделать своими руками?

В домашних условиях можно изготовить практически любой котёл, ведь всё делают люди.

Но некоторые детали можно выполнить только в заводских условиях.

Поэтому важно оценить свой опыт и возможности (инструмент, материалы, время). И разобраться с основными типами отопительных приборов и их особенностями

По нарастанию степени сложности, котлы можно разделить на:

И разобраться с основными типами отопительных приборов и их особенностями. По нарастанию степени сложности, котлы можно разделить на:

Привычные котлы-топки с варочной поверхностью, водяной рубашкой по бокам и колосниками.
Вертикально расположенные агрегаты шахтного типа и с горением, осуществляющимся сверху.
Пиролизные котлы.

Классические твердотопливные котлы с привычным способом сжигания

Самый яркий представитель таких котлов – обычная печь, только выполненная из стали. Топливо укладывается на колосниковую решетку и сгорает, нагревая водяной контур пламенем.

Чтобы повысить КПД обычного котла устраивают повороты, вваривают поперек дымохода трубы, пропускающие теплоноситель и т. д. Могут быть горизонтальными или вертикально направленными.

Устройство котла длительного горения изнутри

Горизонтальные топки, как правило, ниже и имеют сверху варочную поверхность, отдающую тепло непосредственно в помещение. Конструктивно возможно соединение таких котлов с кирпичной трубой или колодцами классической печи, что значительно повышает их теплоотдачу.

Кирпичные колодцы, проводящие горячие дымовые газы, не только повышают КПД сгораемого топлива, не давая газам вылетать прямо на улицу, но и служат аккумуляторами тепла.

Котел с верхним горением

Само его название говорит о том, что здесь процесс горения идет наоборот: сверху вниз. Это сделано для того чтобы замедлить сжигание топлива, так как обычно пламя идет вверх и зажигает все дрова сразу.

Итак, конструкция этого аппарата: вертикально стоящая труба, точнее две трубы большого диаметра, входящие одна в одну. Между ними располагается водяная рубашка.

Для подачи воздуха в этой конструкции предусмотрена телескопическая труба, которая поднимается вверх перед закладкой топлива и опускающаяся вместе с ним по ходу сгорания дров или угля. Для изготовления такой конструкции понадобятся:

Трубы для корпуса диаметром 450 и 400 мм.
Для камеры предварительного подогрева воздуха диаметром 280 и длиной 350 мм.
Для телескопической подающей трубы отрезки длиной примерно по 300 мм таким диаметром чтобы входили друг в друга это – 89 мм, 76 мм, и 60 мм.
И толстый листовой металл для изготовления дверок; для блина, который давит на топливо и передает ему воздух для горения; для закрытия верха и низа котла и т. д.
Дверца для закладки топлива размером 250 х 210 устраивается на расстоянии 579 мм от основания. В самой нижней части еще одна дверца поменьше, для чистки. Колосники в этой модели не предусматриваются.

Конструкция «блина» – это полая деталь из двух одинаковых шайб-дисков диаметром 300 – 350 мм. По окружности диски провариваются стальной лентой, таким образом, чтобы воздух попадал внутрь, только через подающую трубу 60 мм. А для подачи воздуха к дровам, в нижней части диска сверлится множество отверстий.

Отличаются немалой высотой (могут достигать полутора метров).

Дрова укладываются во всю высоту, поджигаются снизу, где происходит процесс горения, а факел пламени направляется в другой отдел, соединенный в нижней части с основным котлом.

Продукты сгорания, проходя дальше по теплообменнику, остывают и удаляются в трубу.

Данная конструкция котла позволяет использовать пиролизное горение. Для этого устанавливается заслонка, ограничивающая подачу воздуха, и связанная с датчиком тяги и температуры. А во второй камере при доступе воздуха происходит сгорание выделенных газов.

Котлы шахтного типа хорошо справляются с сырыми дровами и опилками. Можно сказать, что это идеальные вариант для сырых дров.

Изготавливаем ИБП и подключаем стабилизатор напряжения газового котла

ИБП — это источник бесперебойного питания. Он нужен для того, чтобы оборудование продолжало работать, когда электричество отключат. А стабилизатор защитит котел от перегрузок при частых скачках напряжения в сети.

Источник беперебойного питания можно приобрести в магазине. Но если сделать самому — получится дешевле

В магазинах продаются разнообразные бесперебойники и стабилизаторы. Стоят они недёшево. Можно попытаться сделать бесперебойный блок самостоятельно. Изготовить же стабилизатор самому невозможно. Правила его выбора таковы:

Для 220-вольтовой сети выбирайте однофазный стабилизатор, для 380-вольтовой — двухфазный.
Мощность — от 20 до 40 кВт в зависимости от объёма котла.
Стабилизатор может устанавливаться на пол или крепиться на стену — на его работу это не влияет.

Ориентируйтесь на следующие технические характеристики стабилизатора:

тип — электронный или релейный;
время отклика — несколько миллисекунд;
диапазон напряжения на входе — от 140 до 260 вольт;
диапазон рабочих температур — от +5 до +40 C.

Стабилизатор крепят рядом с котлом в сухом месте, куда исключён доступ воды. Его нельзя перегревать и замораживать.

Стабилизатор для газового котла поможет сохранить напряжение в сети на нужном для работы отопителя уровне

Как собрать источник бесперебойного питания своими руками

Для производства ИБП необходимы:

токовый преобразователь (220 вольт). Он нужен, чтобы к котлу от аккумулятора поступало напряжение 220 вольт;
аккумулятор (хорошо зарекомендовали себя гелиевые);
зарядное устройство (минимум 15 ампер).

Инструкция по сборке ИБП выглядит так:

Преобразователь соединяют с аккумулятором при помощи проводов сечением от 4 миллиметров, соблюдая полярность. Обычно в местах соединения есть указатели «+» и «-» (иногда полярность обозначается разным цветом проводов). Плюс от преобразователя должен идти к плюсу от аккумулятора. То же самое и с минусовым проводом.
Котёл соединяют с преобразователем через розетку. Она уже имеется «в комплекте», ничего дополнительно монтировать не нужно. Таким образом, три части одной системы — котёл, преобразователь и аккумулятор — оказываются соединёнными между собой.
Когда аккумулятор разряжается, к нему подключают зарядное устройство.

Преобразователь подключают к аккумулятору с помощью проводов, соединяя плюс с плюсом, а минус с минусом

Такой агрегат не будет срабатывать автоматически. Его придётся включать самостоятельно, когда электричество вдруг пропадёт.

Принцип работы

По сути, традиционный твердотопливный котел работает как обычная печка. Здесь также есть топка, в которой горят дрова (уголь, пеллеты и другие виды твердого топлива). Выделяемая энергия нагревает теплоноситель, расположенный в емкости над камерой сгорания.

Нагрев теплоносителя в этой конструкции производится и от внутреннего блина, и от дымохода, который пронизывает насквозь емкость с водой. При этом корпус котла также нагревается, что создает аккумулирующий эффект, сдерживающий быстрое остывание при выключении агрегата.

Нагретый теплоноситель поднимается вверх и выходит через верхний патрубок в подающий контур системы отопления. Охлажденный теплоноситель поступает в котел через нижний патрубок, соединенный с обратным контуром.

Особенности создания котла длительного горения

При использовании обычного классического котла твердое топливо сгорает очень быстро – на протяжении 2-3 часов. Такое быстрое горение топлива не всегда устраивает при эксплуатации устройства в банном комплексе, так как в процессе приема банных процедур возникает необходимость бегать время от времени к топке для подкладывания топлива.

Решить эту проблему можно путем использования котлов длительного горения. Эти устройства позволяют при одинаковых объемах топлива срок горения последнего продлить до 20-30 часов. Это достигается путем ограниченного доступа кислорода в область сжигания топлива.

Принцип работы этого отопительного оборудования заключается в следующем. Загрузка топлива осуществляется через загрузочное отверстие, которое размещается на корпусе устройства. Поджиг топлива осуществляется в верхней части котла. Над загруженным топливом располагается ограничитель, имеющий конический наконечник. В процессе горения топлива происходит постепенное опускание ограничителя, при этом ограничивается доступ воздуха к очагу горения. При опускании ограничителя в нижнюю часть печи требуется дозагрузка печи новой порцией топлива. При использовании котлов длительного горения не происходит избыточного выделения тепловой энергии, что не требует установки аккумулирующей емкости. Эта особенность топливной установки делает ее дешевле, а процесс монтажа проще.

Самодельные электрические котлы отопления

Обладая навыками работы с металлом, имея необходимый материал и инструмент легче всего изготовить самодельные электрокотлы – электродные или ТЭНовые. Если в качестве преобразователя электроэнергии применен ТЭН, то нужно изготовить или подобрать корпус из стали, в которые он будет установлен. Все остальные комплектующие – регуляторы, датчики, термостат, насос и расширительный бак приобретаются отдельно в специализированных магазинах. Электрические котлы можно использовать в закрытых или открытых системах отопления.

Что нужно и как сделать электрокотел отопления своими руками 220в эффективным и надежным?

Нужна емкость из стали, в которую помещаются один или несколько ТЭНов в соответствии с чертежами или эскизами на создаваемое изделие. Еще на этапе проекта на котлы отопления своими руками чертежи должны предусматривать возможность оперативной и легкой замены сгоревшего ТЭНа. Например, корпус можно изготовить из стальной трубы диаметром 220 мм с длиной корпуса около 0,5 м. К торцам трубы привариваются фланцы с патрубками подачи и «обратки» и посадочными местами, в которые устанавливаются ТЭНы. Циркуляционный насос. расширительный бак и датчик давления присоединяются к обратке.

Особенности электропитания электрических котлов

ТЭНы потребляют значительную мощность, обычно более 3 кВт. Поэтому для электрических котлов нужно создать отдельную линию электропитания. Для агрегатов мощностью до 6 кВт применяется однофазная сеть, а при больших значениях мощности необходима трехфазная сеть. Если снабдить самодельный котел отопления ТЭНом с терморегулятором и подключить его через защиту УЗО, то это идеальный вариант. При установке обычных ТЭНов термостат приобретается и устанавливается отдельно.

Электродные котлы отопления

Котлы этого типа подкупают чрезвычайной простотой. Он представляет собой емкость, в которой установлен электрод, вторым электродом служит корпус котла. В емкость вварены два патрубка – подачи и обратки, через которые электродный котел присоединяется к отопительной системе. КПД электродных котлов близок, как и у других типов электрокотлов, к 100% и его реальная величина – 98%. Известный электродный котел «Скорпион» объект жарких дискуссий. Мнения чрезвычайно разнообразные, от чрезмерного восхищения до полного отрицания применения для контуров отопления.

Считается, что электродные котлы были спроектированы для отопления подводных лодок. И действительно, изготовление котлов отопления требует минимума материалов, морская вода с растворенными солями – отличный теплоноситель, а корпус подводной лодки, с которым соединена система отопления, является идеальным заземлением. На первый взгляд – это отличный контур отопления, но можно ли его применить для отопления жилищ и как сделать электрокотел отопления своими руками, повторив устройство котла «Скорпион»?

Электродный котел Скорпион

В электродных котлах теплоноситель нагревает ток, проходящий между двумя электродами котла. Если в систему залить дистиллированную воду, то электродный котел работать не будет. В продаже имеется специальный солевой раствор для электродных котлов с удельной проводимостью порядка 150 ом/см. Конструкция агрегата настолько проста, что сделать электрокотел Скорпион своими руками, при наличии необходимых навыков, довольно просто.

Основой котла служит стальная труба диаметром до 100 мм и длиной до 300 мм.

К этой трубе привариваются два патрубка для подключения к системе отопления. Внутри прибора находится изолированный от корпуса электрод. Корпус котла играет роль второго электрода, к нему подключается нулевой провод и защитное заземление.

Недостатки электродных котлов

Основной недостаток электродных котлов – необходимость применения солевых растворов, которые неблагоприятно сказываются на батареях и трубопроводах отопления. Система отопления в течение нескольких лет может потребовать полной замены радиаторов, особенно алюминиевых (более подробную информацию о которых вы прочитаете здесь ), и трубопроводов. Циркуляционные насосы, которые рассчитаны на работу с антифризом или чистой водой подвергаются большой опасности. Второй огромный недостаток – электродные котлы требуют идеального защитного заземления корпуса, иначе они представляют огромную опасность поражения электротоком. В зарубежных странах продавать и устанавливать подобное оборудование запрещено!

Правила безопасности

Используя печи дровяного отопления, всегда соблюдайте правила техники безопасности

Никогда не оставляйте печи длительного горения в течении долгого времени без контроля, не забывайте вовремя отчищать зольную камеру и подкладывать дрова в топку Уделяйте внимание задвижкам канала дымохода. держите их в открытом положении, пока не начнете разжигать печь Используйте только в холодное время года, ее использование летом нецелесообразно

Значительное перегревание может привести к поломке, и тогда придется ремонтировать печь

причем серьезно. Высокая температура может послужить причиной разрушения стен печи. Именно поэтому стоит избегать чрезмерно высоких температур и использования агрегата в теплое время года

Значительное перегревание может привести к поломке, и тогда придется ремонтировать печь. причем серьезно. Высокая температура может послужить причиной разрушения стен печи. Именно поэтому стоит избегать чрезмерно высоких температур и использования агрегата в теплое время года.

Устройство котла

В конструкцию котла обязательно должны входить следующие составные части:

Топка — камера из толстостенного металла, где происходит процесс горения топлива. Дном топки является колосниковая решётка, через которую зола высыпается в поддувало.
Поддувало — пространство под топочной камерой. Используется для сбора и удобного извлечения зольных отходов, а также забора воздуха в топку, необходимого для горения топлива.
Каменка — специальная ёмкость, заполненная камнями. Осуществляет перераспределение и отвод тепла.
Бак для нагрева воды — размещается чуть выше топки.
Теплообменник — небольшая ёмкость, предназначенная для передачи энергии сгорающего топлива теплоносителю.
Дымоход — канал, необходимый для отвода дыма. Берёт начало от топочной камеры, далее проходит через бак или каменку, нагревая их и заканчивается дымовой трубой. Для регулировки тяги снабжается задвижкой или шибером.

Плюсы и минусы твердотопливного котла

Отопительные котлы на твёрдом топливе выгодно отличаются от альтернативных моделей:

дрова стоят дешевле газа и электроэнергии;
на растопку идут и древесные отходы — стружка или опилки;
помещение прогревается равномерно и остывает дольше;
котёл легко подключить и к ГВС, и к отопительной сети;
оборудование экологично и имеет высокий КПД до 85%.

Недостаток конструкции в необходимости постоянно следить за тем, чтобы котёл не перегревался. Дрова подкладывают вручную по мере прогорания топлива. Одной загрузки в котёл в среднем хватает на 2—4 часа. Кроме того, котёл нуждается в регулярной чистке из-за быстрого скапливания сажи в дымоходе и на стенках корпуса.

Некоторые особенности

Конфигурация котла, его характеристики, чертежи будут зависеть от многих факторов:

Материала. Подойдет обычная сталь (лист), но лучше всего – жароустойчивая нержавейка или чугун.
Возможности хорошей обработки стали, надежного соединения деталей конструкции. Обычно для этого используют в основном болгарку, газовый резак и электросварку.
Вида, характеристик топлива (жидкое или твердое). Сталь должна выдерживать высокие температуры, не деформироваться, не плавиться под их воздействием. Выдерживать внутреннее давление паров и газов без разрывов и трещин.
Правильного расчета способа циркуляции теплоносителя. Будет ли она естественной ( за счет правильной манипуляции диаметрами труб, их наклоном, высоты бака и прочего) или принудительной (с использованием в схеме насоса).
Учета давления паров, использования клапанов для сброски излишек газов, конденсата (монтаж обратки).

Техника безопасности

Гарантировать долговечность, надежность и отсутствие угрозы возникновения пожаров при эксплуатации отопительной системы может неукоснительное соблюдение всех норм и правил по технике безопасности.

Соблюдение всех норм гарантирует безопасность.

Правила эксплуатации котла:

горючие и легковоспламеняющиеся материалы не могут находиться рядом с устройством;
вентиляция должна быть исправна;
нельзя допускать перегрева воды в системе или ее полного испарения через расширительный бачок.

Лучший вариант – монтаж агрегата в отдельном строении. Дрова, уголь и торф, применяемые в качестве топлива, будут загрязнять пространство рядом с котлом, что недопустимо в жилом доме. А возможная утечка продуктов горения не приведет к опасным последствиям.

При мощности отопительной системы, не превышающей 35 кВт, допустима ее установка в пределах отапливаемой площади. Но в этом случае устройство желательно отгородить небольшой кирпичной стеной.

Котлы длительного горения

Они работают по тому же принципу, что и печь длительного горения. Для такой вы также можете сами сделать отопительный котел своими руками.

Чертежи и схемы будут те же, что и для печей длительного горения, с той разницей, что теплообменник желательно располагать в зоне с наибольшей температурой горения. Топливо для такого котла – торф, опилки и каменный уголь.

Принцип работы печи длительного горения основан на том, что топливо горит при слабом доступе кислорода. При этом основное тепло производят угли.

Устройство печи длительного горения

Их тление и сгорание производит газ, который, собственно, и горит в печи-котле. Остальное топливо расположено вне зоны горения, и его окисление происходит постепенно.

Из преимуществ такого котла – самодостаточность. Вы можете загрузить топливо один раз в два-три дня, и оно будет гореть без вашего присмотра, обеспечивая постоянную температуру системы отопления.

Коэффициент полезного действия таких котлов достаточно велик – достигает 90-95% против 80-85% для обычных котлов. В качестве топлива можно использовать не только подготовленные материалы, но также и опилки, и торф россыпью – практически бесплатное топливо в большинстве районов России.

Из недостатков – вы не сможете снизить температуру в своих батареях мгновенно, да и вообще не сможете её снизить при необходимости. Работу котла трудно настраивать на какой-то выборочный температурный режим.

В то же время для обычного твёрдотопливного котла достаточно легко регулировать температуру количеством загружаемого топлива. Кроме этого, котлы длительного горения требуют много ухода – его топку и дымоходы придётся часто чистить.

О том, как сделать котел длительного горения своими руками — представлено на видео:

https://youtube.com/watch?v=o1ZG1WkhF-Y

Как самостоятельно сварить регистр отопления

Регистром называют теплообменник с параллельно смонтированными трубами диаметром свыше 32 мм, сообщающимися перемычками из патрубков меньшего диаметра. Также они могут быть изготовлены в форме змеевика. Приборы выполняют те же функции, что и радиаторы, но отличаются возможностью их самостоятельного изготовления.

Схема монтажа теплообменника.

Как правило, регистры обеспечивают отопление в складских, хозяйственных помещениях, гаражах, некоторых малоэтажных жилых зданиях, но могут быть обустроены как часть интерьера обычных комнат. Теплообменники используются как элементы одно- и двухтрубных отопительных систем с повышенными пожарными и санитарными нормами.

Типы конструкций

Банные котлы обычно имеют вид металлического цилиндра или прямоугольника. Спереди у них находятся топочная и поддувальная дверца, сзади выводы контура отопления, сбоку — дверцу каменки, расположенной на выступающей горловине.

Цилиндрической формы

Для изготовления котла цилиндрической формы можно использовать металлические трубы диаметром не менее 50 см, бочки объёмом до 200 л, вырабатывавшие свой ресурс 50 — литровые баллоны для транспортировки пропана. Эти изделия бесшовные, уже имеют цилиндрическую форму, которая более предпочтительная, чем прямоугольная с точки зрения аэродинамики (обтекания воздухом) и теплоотдачи. Ориентация цилиндрических котлов может быть как вертикальной, так и горизонтальной.

Прямоугольные

Приборы такой формы имеют большое количество швов, да и раскрой их деталей должен выполняться с особой точностью. Для человека без навыков сварочных работ собрать такую конструкцию будет проблематично. Ориентация котла прямоугольной формы существенной роли не имеет. Для большей устойчивости его можно расположить горизонтально, если конечно позволит площадь. Вертикальное расположение позволит сэкономить место, но потребует дополнительных мероприятий для закрепления.

Обычное печное отопление: достоинства и недостатки

В нашей стране традиционно дома отапливались кирпичными печами, но постепенно этот вид обогрева вытеснили водяные системы. Все это потому, что наряду с достоинствами имеет простое печное отопление массу недостатков. Сначала о достоинствах:

Печь большую часть тепла передает тепловым излучением, а оно, как выяснили ученые, лучше воспринимается нашим организмом.
Русская или какая иная отопительная печь имеет колоритный внешний вид, часто есть возможность наблюдать за открытым пламенем.
Можно сделать кирпичную печь с дымоборотами для более полного использования вырабатываемого тепла.
Отопление этого типа энергонезависимое — не зависит от наличия электричества.
Есть модели печей для отопления второго этажа (за счет отопительного щитка с дымовыми каналами).

Сегодня печное отопление воспринимается больше как экзотика, так как встречается очень нечасто. Нельзя поспорить, что находится возле теплой печки очень приятно. Создается какая-то особая атмосфера. Но имеется и множество серьезных недостатков:

Неравномерность прогрева — возле печи жарко, в углах — холодно.
Большая площадь, занимаемая печью.
Отапливаются только те комнаты, в которые выходят стенки печи.
Невозможность регулировать температуру отопления в отдельных помещениях.
Низкий КПД. Для обычных печей 60% — это уже очень хороший показатель, в то время как современные отопительные котлы выдавать могут 90% и выше (газовые).
Необходимость частого обслуживания. Растопить, регулировать заслонки, вычищать угли — все это регулярно и постоянно. Не всем это доставляет удовольствие.

Как видите, недостатки значительные, но некоторую их часть можно нивелировать, если встроить в печь теплообменник, который подключить к системе водяного отопления. Такую систему еще называют печное водяное отопление или печное отопление с водяным контуром.