Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи

Виды твердотопливных котлов

Все многообразие конструкция твердотопливных котлов можно условно разделить на типы в зависимости от того, на каком топливе они работают:

Дровяные котлы: это классический вариант твердотопливного отопления. Помимо традиционных русских печей сейчас в продаже имеется большое количество дровяных котлов с самыми разнообразными характеристиками. Есть даже котлы, которые вдобавок еще и вырабатывают электроэнергию. Некоторые из таких модификаций котлов вполне можно изготовить самостоятельно.
Угольные котлы: большая температура горения угля предполагает более высокие требования к качеству изготовления такого устройства. Сталь или кирпич, используемые для устройства таких котлов должны иметь очень высокую огнестойкость.
Котлы на пеллетах: Такие устройства появились сравнительно недавно, но уже успели завоевать любовь потребителей. Вызвано это прежде всего дешевизной топлива. Ведь пелены представляют собой прессованные гранулы, изготовленные из отходов лесного производства. Кроме того – небольшой размер пелет и их стабильная форма позволяет организовать автоматическую подачу топлива в котел, что избавляет его владельца от необходимости постоянно контролировать процесс горения.

Преимущества и недостатки самодельного котла

Главным преимуществом прибора, изготовленного из подручных материалов, является его низкая себестоимость. Под основную часть устройства можно приспособить вышедший из употребления газовый баллон, металлическую бочку и другие подручные материалы.

Возможно, потребуются затраты на приобретение трубы или листовой стали на сборку корпуса, крепёжные элементы или готовые дверки, но общая их стоимость всё равно меньше, чем цена заводской модели. Не рудные стройматериалы, цемент и кирпич для устройства опорной плиты или футеровки топочной камеры требуются в небольшом количестве и обычно остаются на участке после возведения банной постройки.

К плюсам самодельного устройства можно отнести и его индивидуальные габариты. Планировка и маленькая площадь бани может не позволить установить готовое фабричное оборудование, а самодельный небольшой котёл удачно впишется в любое маленькое помещение.

Минусами такого устройства являются:

Неспособность накапливать и длительно сохранять тепло. Металлический корпус быстро нагревается и отдаёт тепло, но сразу остывает, как только в нём сгорает топливо.
Необходимость установки высокой трубы для отвода дыма и обеспечения достаточного уровня тяги.
Необходимость регулярной чистки всех отделов, и особенно часто дымоотводной трубы.

Виды теплообменников для котла

Теплообменник — это устройство, выполняющее функцию нагрева воды. Чем больше его КПД, тем котёл лучше обогревает помещение. На уровень теплоотдачи теплообменника оказывает влияние материал изготовления и общая площадь данного устройства.

Самый высокий коэффициент теплоотдачи у меди, но это очень дорогой металл. Для изготовления эффективного теплообменника потребуется большое количество медного трубного проката с толстой стенкой, стоимость которого может сравняться со стоимостью заводского отопительного прибора. К тому же его сварка возможна только в среде инертных газов, организовать этот процесс в бытовых условиях нереально, а паяные соединения в условиях высоких температур имеют слишком низкие показатели прочности.

Оптимальным вариантом будет использовать для теплообменника трубы или листы углеродистой стали толщиной не менее 2,5 мм. Из листовой стали можно изготовить бачок с плоскими стенками и приварить к нему два патрубка, один снизу, а другой сверху. К ним будет подключаться трубы системы циркуляции теплоносителя.

Чтобы котёл работал на обогрев достаточно эффективно объём такой ёмкости придётся максимально увеличить, что скажется и на линейных параметрах топки. Установка отопительного прибора больших габаритов не всегда возможна в банных помещениях и слишком затратна по расходу материалов.

Добиться увеличения площади теплообменника, и соответственно скорости нагрева воды, можно, если использовать для его изготовления трубы из прочной стали или меди. Такое устройство будет компактнее по размерам, просто изготавливается, долго служит и способно работать под давлением.

Трубчатый теплообменник

Конструкция трубчатого теплообменника может иметь разную форму (змеевика, спирали, по типу труба в трубе и др.), но для изготовления своими руками лучше выбирать вариант попроще. Например, изогнуть две трубы в соответствии с внутренним диаметром топки и соединить их в единую каркасную конструкцию вертикальными элементами. С одного конца трубы заглушить, а ко второму торцу приварить штуцера для присоединения отопительной системы, один поставить внизу для входа холодной, второй сверху для выхода горячей воды.

Особенности эксплуатации

В центре печи вертикально устанавливают трубу, желательно сужающуюся к одному из концов или же полено, подходящее по размеру. Расположение этого деревянного или металлического цилиндра фиксируется стальной пластиной в нижней части печи.Затем насыпают опилки, заполняя не более 70% топливной камеры.

Топливо тщательно утрамбовывается, для этого применяют подходящий деревянный брусок, половинку кирпича или специально изготовленную окружность с диаметром соразмерным с бочкой.

Дымоход и поддувало очищаются от опилок для свободной циркуляции воздуха. Задвигается воздушная заслонка. На дно ямы в опилках помещается бумага, сухие веточки или тряпка, пропитанная жидкостью для розжига, сверху на поверхности также укладывается бумага или что-то столь же легко воспламеняемое.

Затем зажигают растопку в верхней части топливной камеры и закрывают аппарат крышкой, после создают огонь снизу, используя поддувало. Когда становится очевидно, что пламя разгорелось, заслонку закрывают.

Тление опилок в печи идёт с центра наружу, с примерной скоростью 3 см/ч. Ориентируясь на этот показатель, рассчитывают время между закладками древесины. При топливной камере диаметром 30 см, процесс будет продолжаться около 5 часов.

Во время работы котла длительного горения догрузка топлива невозможна. При этом свободно регулируется интенсивность тления, и как следствие количество выделяемого тепла, посредством увеличения/уменьшения доступа кислорода.

Эффективность печи напрямую зависит от площади внешней нагреваемой поверхности, больший диаметр агрегата приведёт к лучшей теплоотдаче.

Котлы отопления на дровах

Дровяной котел в самом простом и доступном варианте можно выполнить по принципу двух цилиндров, один из которых помещен внутрь второго. Цилиндр малого диаметра при этом будет предназначен для топки, а в большем цилиндре находится теплоноситель. Реализовать его можно так же просто, как выглядит описанная схема.

В пространство между трубами заливается вода или антифриз, к этому резервуару подключаются два патрубка, а внутренний объем будет предназначен для топки дровами. Такая схема работает как на дровах, так и на опилках или щепках, но особенно результативного КПД ждать от такого котла не стоит.

Котлы отопления на дровах

Полезные советы по изготовлению ТТ котла

Если вы хотите сделать ТТ котел универсальным с позиции использования сырья, то для топочной камеры используйте трубу из жаропрочной легированной стали.

Труба из легированной стали для котла

Можно значительно сократить расход на строительство агрегата, если взять бесшовную стальную трубу 20 марки.
Прежде чем устанавливать котел на место, которое определено под этот агрегат, проведите первую растопку на улице, оборудовав котел временным дымоходом. Так вы убедитесь в надежности конструкции и увидите, правильно ли собрали корпус.
Если в качестве основной камеры вы будет использовать газовый баллон, то учитывайте, что такой агрегат вам обеспечит горение на 10-12 часов из-за небольшого количества закладываемого топлива. Итак небольшой объем пропанового баллона уменьшится после срезания крышки и зольника. Чтобы увеличить объем и обеспечить большее время горения, необходимо использовать два баллона. Тогда объема топочной камеры точно хватит на обогрев большого помещения, и не нужно будет закладывать дрова каждые 4-5 часов.
Чтобы дверца зольника плотно закрывалась, не давая доступа воздуху, нужно ее хорошо герметизировать. Для этого по периметру дверцы проложите асбестовый шнур.

Асбестовый шнур

Если вы будет выполнять в котле дополнительную дверцу, которая позволяет «дозагружать» топливо не снимая крышки, ее тоже нужно плотно герметизировать с помощью асбестового шнура.

Для эксплуатации ТТ котла, схему которого мы прилагаем ниже подходит любое твердое топливо:

каменный и бурый уголь;
антрацит;
дрова;
древесные пеллеты;
брикеты;
опилки;
сланцы с торфом.

По качеству топлива особых указаний нет – подойдет любое. Но учитывайте, что при большой влажности топлива, котел не даст большой коэффициент полезного действия.

От теории к практике

Для начала напомним нашим читателям, почему Perelesnik решил сделать твердотопливный котёл самостоятельно, а не пошёл покупать готовый в магазине.

PerelesnikПользователь FORUMHOUSE

После того, как я сделал такой котёл, мне больше не нужно думать о множестве вещей. Например, для работы моего котла не нужна классическая дымовая труба, т.к. тяга и так достаточна. На его работу не влияет атмосферное давление, приток воздуха, температура и влажность как внутри, так и снаружи помещения. В котёл можно закладывать влажные некондиционные дрова и не нужно выбирать определённые сорта твёрдого топлива.

Кроме этого, котёл не нуждается в регулярной чистке от сажи и дёгтя. Также не требуется часто подбрасывать топливо. Т.к. котёл стабильно работает на разных режимах горения, а топливо сгорает полностью. Все конструкционные элементы котла — колосники, водяная рубашка — долговечны и не прогорят. И это ещё не весь список.

Конечно, котёл не работает сам по себе. В ходе эксплуатации отопительного прибора пользователю экспериментальным путём пришлось нащупывать ряд нюансов, благодаря которым котёл «заработал на полную катушку». Это: момент загрузки и укладки топлива, его правильный розжиг, регулировка оптимальной подачи воздуха и т.д. Но это стоило затраченных усилий, т.к. чем лучше знаешь принцип работы любого оборудования, тем выше от него отдача. По мере накопленного опыта процесс обслуживания доводится до автоматизма.

Как и у любого, грамотно спроектированного механизма, у данного котла есть «фишка», благодаря которой достигается высокая эффективность его работы. Это т.н. «J-труба» — сердце ракетного котла.

Виды котлов для бани

В зависимости от используемого топлива котёл для бани бывает газовым, электрическим, жидкотопливным, пиролизным и твердотопливным.

Газовый

Устройство, работающее на газе, более компактно и экономично. Во время работы не выделяет гарь и неприятный запах, для него не нужно запасать топливо на весь год. Однако установка такого котла целесообразна только на участках, где есть возможность подключения к централизованным коммуникациям газоснабжения.

Электрический

Электрокотёл является наиболее экологичным прибором. Он прост в установке и эксплуатации, так как не требует обустройства дымохода и дополнительной вентиляционной системы. Но удобно пользоваться таким прибором лишь в местах, где электроснабжение осуществляется в постоянном режиме и не имеет перебоев. Да и экономичным такой тип котлов назвать сложно, поскольку стоимость электроэнергии всё время увеличивается.

Обогрев с применением жидкого топлива

Прибор, использующий для работы дизельное топливо, керосин или отработку, по простоте эксплуатации практически не отличается от газового котла. На это в немалой степени оказывает влияние тот факт, что хранить жидкое топливо можно в любой, небольшой по объёму ёмкости, например, в канистре или бочке. Устанавливать такое устройство необходимо в отдельном помещении, не используемом для принятия банных процедур, так как при горении нефтепродукты выделяют токсичные пары с очень неприятным запахом.

Пиролизный

Пиролизный котёл имеет самую высокую производительность за счёт полного сжигания топлива. Древесный газ, образующийся при сгорании в топке дров или угля, не улетучивается в атмосферу, а попадает во вторую камеру — дожига, где выгорает, выдавая дополнительную тепловую энергию. Для их изготовления используются сложные схемы и технологии, поэтому самостоятельно собрать такой прибор под силу не каждому.

Твердотопливный

Котёл, использующий для обогрева дрова, каменный уголь и другие виды твёрдого топлива, является универсальным, его надёжность проверена временем. Прибор отлично нагревается и длительно поддерживает оптимальный уровень температуры. К минусам такого типа печек можно отнести необходимость своевременной загрузки новой партии топлива, которое требуется запасать впрок.

От теории к практике

PerelesnikПользователь FORUMHOUSE