Котел длительного горения своими руками - изготовление и монтаж, рейтинг 11 лучших котлов

Устройство и принцип работы

В основе принципа длительного горения лежит снижение скорости сгорания топлива за счет уменьшения подачи воздуха. Кислород в первичную камеру сгорания подается в количестве, достаточном для тления, но не обеспечивающем интенсивное горение.

Во время медленного окисления древесины выделяются газообразные углеводороды, получившие название пиролизных газов. Сам процесс органического разложения древесных волокон под действием высокой температуры называется приролизом.

Дожигание продуктов окисления во вторичной камере на длительность горения топливной закладки не оказывает существенного влияния, однако существенно увеличивает общую эффективность работы котла на дровах. Это связано с тем, что при сгорании вторичных газов выделяется значительно больше тепловой энергии чем при интенсивном горении дров.

Энергозависимые установки длительного горения

Компоновка дровяных котлов длительного горения предполагает расположение основной топочной камеры непосредственно над зоной сжигания вторичных газов, а сообщение между ними осуществляется через специальные керамические форсунки, способные работать при температуре от 800 до 1000 С. Днище главного топливного отсека оборудовано специальной термостойкой постелью, чаще всего из шамотного кирпича или керамобетонных блоков.

Направленное движение воздуха (тяга) обеспечивается с помощью нагнетающего вентилятора, от частоты вращения которого зависит количество кислорода в рабочей зоне. На основании данных, полученных от температурного датчика, автоматическая система управления (АСУ) может увеличивать или уменьшать угловую скорость крыльчатки. К достоинствам такой схемы можно отнести высокую точность регулировки. Кроме этого, воздух, проходя через верхний топочный бункер, нагревается, что упрощает процесс воспламенения пиролизных углеводородов.

Интенсивность циркуляции теплоносителя в отопительном контуре регулируется насосом, который также подключается к АСУ. Если температура теплоносителя снижается, автоматически увеличивается подача воздуха.

Точность регулировки и экономичность энергозависимых дровяных котлов отопления длительного горения обеспечивают значительную экономию дров, что за весь отопительный сезон выливается значительную сумму. Однако не следует сбрасывать со счетов тот факт, что при отсутствии электропитания, такой котел становится бесполезной грудой металлолома, поскольку естественная тяга в таких конструкциях, как правило, не предусматривается.

Энергонезависимые дровяные котлы длительного горения

Несмотря на то что экономичность и производительность таких установок заметно ниже, чем установок оснащенных АСУ, они совершенно не зависят от наличия электроэнергии, что является их существенным плюсом. К недостаткам таких систем относится, прежде всего, сложность настройки.

У такого котла на дровах регулировка подачи кислорода производится открытием специальной заслонки, имеющей кинематическую связь с биметаллическим терморегулятором, расположенным на верхней крышке изделия.

После розжига дровяной закладки и получения устойчивого горения заслонку приводят в рабочее положение, уменьшая тем самым количество воздуха в первичной камере сгорания и обеспечивая оптимальные условия для химико-термического окисления древесного горючего. Горячие пиролизные газы, под действием естественной тяги, поступают в верхнюю камеру сгорания, где смешиваются с разогретым вторичным воздухом, вследствие чего воспламеняются.

Циркулирующий в водяной рубашке теплоноситель быстро нагревается за счет контакта с горячими стенками камеры сгорания. Высокую производительность таких конструкций обеспечивает большая площадь теплообменника.

Отопительные котлы на дровах обратного горения

Главной особенностью таких устройств является то, что процесс первичного сжигания происходит в направлении от верхних слоев к нижним.

Конструкция представляет собой вертикально расположенный цилиндр со штоком и прижимным диском, обеспечивающим равномерное распределение воздуха по всей поверхности горения.

Образовавшиеся в результате пиролиза газы поступают в верхнюю часть корпуса, где смешиваются с предварительно разогретым вторичным воздухом и воспламеняются. Раскаленная боковая поверхность непосредственно контактирует с теплоносителем, поступающим в контур отопления через выходной патрубок. Для большей эффективности, прибор может быть установлен в защитный кожух, а образовавшаяся полость заполнена пенополиуретаном или другим негорючим теплоизолятором.

Шахтный котел длительного горения

Водоснабжение и Отопление

При установке твердотопливного котла важно учитывать 3 параметра: количество выдаваемого тепла, стоимость и продолжительность горения. Результаты связаны между собой: чем выше мощность, длительность работы, тем будет больше стоить устройство

Можно значительно понизить затраты, если сделать все собственноручно. Шахтный котел длительного горения своими руками выполнить реально, если есть чертежи и небольшая сноровка в подобных делах.

Увеличение продолжительности горения твердого топлива

Каждый домовладелец желал бы установить котел, который не потребует подбрасывания дров каждые 6 часов. Некоторые теплогенераторы держат тепло до недели. Но увеличение длительности не всегда рационально, ведь понижается КПД установки. Причины в следующем:

КПД дровяных котлов составляет около 70%. Если заменить процесс тлением, увеличив тем самым продолжительность процесса, КПД уменьшится примерно до 40%, примерно как у простой печки.
Дрова, которые тлеют, выделяют мало тепла. Потому дом нагреваться будет значительно дольше.
Не получится сжечь сырые дрова, если котел использует только режим тления.

Котлы, работающие с одной подачей дров на протяжении 8 и выше часов, бывают следующих видов:

классические, где подача воздуха осуществляется принудительно;
с верхним горением. Подобные установки можно сделать самостоятельно, если имеется подходящий инструмент и опыт работы со сваркой.

Можно найти схемы котлов, работающих на опилках, но подобные установки сложно изготовить самостоятельно, плюс, они очень большие.

Изготовление котла продолжительного горения

» alt=»»>

Чтобы собственноручно сделать установку, потребуется сталь Ст 20. Выполненная из нее установке прослужит не менее 15 лет. При большем количестве углерода в стали, материал может прикаливаться от высоких температур, потому для изготовления он не подходит. Если есть возможность, купить можно жаропрочную сталь, легированную молибденом или хромом. Из таблицы можно узнать, какие размеры заготовок потребуются для изготовления устройства.

Размеры заготовок

Чтобы разрезать материал, лучше обратиться в мастерскую, где имеются гильотинные ножницы. В частях не будет заусенцев, будет сэкономлено много времени. Также будут нужны следующие детали:

Равнополочный уголок 50х4 мм. Нужен будет, чтобы изготовить колосники.
2 трубы: DN50 и DN Первая для теплообменника и патрубков, к которым будут подключаться системы отопления. Вторая – для дымохода.
Труба 60х40 мм для канала воздуховода.
Стальная полоска 20х3 мм.
Утеплитель из базальта.
Ручки.
Асбестовый картон и шнур.

Также понадобятся инструменты для сварки металла, резки и некоторые другие, имеющиеся в каждом жилище.

Вентилятор и блок управления

В шахтном котле будет использован блок управления, вентилятора, температурного датчика. Стоит найти польские изделия, которые очень похожи на китайские, но значительно отличаются по качеству сборки, сроку службы. Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Отопительный агрегат

Первым делом для изготовления шахтного котла следует собрать корпус топливника. Делается он из металлических частей, толщина которых 4 мм. Их требуется прихватить сваркой. Начать стоит с нижней части, где будут крепиться боковые части, крышка свода, отверстия для дверец. Должно получиться примерно так же, как на фотографии:

Сварка стенок

Следовать нужно чертежу. Лист на днище должен быть выпущен в каждую сторону. Он же будет служить нижней частью дверец отдела для золы. В камере сваркой необходимо будет закрепить полки. В материалах были указаны уголки. Там будет ложиться колосниковая решетка

Важно после сварки проверить на герметичность каждый отсек, тщательно проварив все стыки

Сварка стенок

Далее нужно вставить водяную шубу. Материал – 3-х миллиметровый металл. Толщина у боковых стен ее должна быть 2 см, потому к топливнику приваривается стальная полоска, выпускаемая на 20 мм. К стенкам нужно прихватить листы стали – обшивку.

Стенки бака

» alt=»»>

Особенности загрузки топлива и эксплуатации

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.

Топка изнутри

Топливо загружается в такой последовательности.

Загрузка котла

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.

Что потребуется?

Потребуется небольшой набор инструментов, материалов, схемы, эскизы конструкций отопительных котлов.

Инструменты

Вопрос инструментов не настолько важен, как уровень мастерства мастера. Простых навыков начинающего сварщика в гаражной мастерской будет совершенно недостаточно. Уровень требуется выше среднего. Причина требований — работа при высоких температурах, давлении горячей воды. Если сварные швы будут недостаточно качественными, вероятна течь, разрыв.

Потребуются следующие инструменты:

Сварочный инверторный аппарат
Сварочный полуавтоматический аппарат
Угловая шлифмашина
Высокоскоростная дрель, набор сверл по металлу
Приспособления для фиксации деталей при сварке — струбцины, ваймы
Сварочный стол
Маска сварщика
Пневматический краскопульт

Материалы

Если не уделить должного внимания качеству материалов, изготовленная в результате многочасового труда конструкция не оправдает ожиданий, выйдет из строя после нескольких дней эксплуатации. Чаще появляются течи водяной рубашки, начинает пропускать дым сквозь сварные швы система дымовых оборотов.

Избежать проблем можно только применением качественных материалов:

Листовая сталь термостойких марок
Бесшовные трубы
Строительная арматура
Асбестовые листы, уплотнительные шнуры
Газовые, водопроводные фитинги, манометры, биметаллические термометры
ФОМ-лента
Термостойкая краска

Проект

Представлен ряд схем работы, эскизов с размерами наиболее практичных, технологически простых отопительных конструкций.

Твердотопливный котел — схема, основные размерыСхема с размерами простейшего отопительного котла

Фундамент под чугунную конструкцию

создания фундамента

Фундамент имеет ещё одной свойство – он защищает напольное покрытие и саму конструкцию пола от влияния повышенной температуры. Отличным материалом станет жидкий кирпич или так называемый бут. Эти элементы не воспринимают температуру, а потому не скапливают тепло. Своими руками для создания дополнительного фундамента понадобится всего лишь монолитная плита из этих материалов.

Заменой этой конструкции становится ножки, которые привариваются к днищу котла. Дабы спрятать их от постороннего взора, рекомендуется их заложить кирпичом.

Таким нехитрым способом можно создать котёл своими руками. Единственным требованием к строителям является изучение чертежа и материалов. Внимательное изучение видео позволит получить ответы на важные вопросы, понять суть работы и её специфику, получить итоговый вариант идеального изделия для обогрева помещения на постоянной основе или же во время посещения дачи. Если правильно сделать котёл, то он будет много времени согревать не только тело. Но и душу. Ведь каждый мастер должен гордиться своим творением, каким бы оно ни было.

Принцип работы пиролизных котлов и их особенности

Создавая пиролизные котлы своими руками, люди стремятся сэкономить денежные средства в своем кошельке. Если газовое оборудование стоит довольно дешево, то твердотопливные агрегаты просто поражают своей ценой. Более-менее приличная модель мощностью 10 кВт обойдется в 50-60 тысяч рублей – дешевле провести газ, если рядом проходила бы газовая магистрально. Но если ее нет, то выходов два – приобретать заводское оборудование или делать его самостоятельно.

Изготовить пиролизный котел длительного горения своими руками можно, но сложно. Давайте для начала разберемся, для чего вообще нужен пиролиз. В обычных котлах и печах дрова сгорают традиционным способом – при высокой температуре, с выбросом продуктов сгорания в атмосферу. Температура в камере сгорания составляет порядка +800-1100 градусов, а в дымоходе – до +150-200 градусов. Таким образом, солидная часть тепла просто улетает наружу.

Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:

Твердотопливные пиролизные котлы могут использовать несколько видов топлива, в том числе отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.

Твердотопливные котлы;
Печи-камины;
Камины с водяными контурами.

Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.

В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.

Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.

Для того собранный своими руками пиролизный котел смог показать максимальную эффективность, необходимы дрова с низким содержанием влаги. Влажная древесина не даст оборудованию выйти на полную мощность.

Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

На одной загрузке топлива пиролизные котлы работают около 4-6 часов. Так что большим и стабильно пополняемым запасом дров стоит озаботиться заранее.

В топке разжигаются дрова до появления устойчивого пламени;
После этого доступ кислорода перекрывается, пламя гаснет почти полностью;
Запускается дутьевой вентилятор – в камере дожигания появляется высокотемпературное пламя.

Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник

В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание

Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.

Создание дымохода в твердотопливном котле

выделений газа, пепла и сажи

Помимо самой трубы отвода дыма, понадобится отражатель, если котёл используется для отопления небольшого помещения. Благодаря этим элементам конструкции, при длительном горении, твердотопливный котёл будет выдавать больше тепла в дом.

Дымоход создаётся с целью обезопасить человека от воздействия выделяемых компонентов во время горения. Своими руками создать эту конструкцию не составит особого труда, но необходимо позаботиться о правилах безопасности во время проведения работ. Твердотопливный котёл длительного горения можно обезопасить с помощью выкладывания кирпича. Своими руками сделать кладку не составит сложностей, ведь она только несколькими параметрами отличается от кладки стандартной стены. На эту тему немало видео представлено в сети, и освоить его можно всего за несколько просмотров, а порой и быстрее.

Чертёж этого сооружения может иметь различные конструкционные особенности. Главным из них является не внешняя вычурность, а действительно безопасность. Для Создания дымохода своими руками понадобится труба, диаметр отверстия которой не менее 1200 миллиметров. Прямой участок трубы с горизонтальной поверхностью, должен иметь не менее 10 сантиметров. Диаметр же должен быть больше чем выход от топки котла. Своими руками длительного горения изделие необходимо создавать с дымоходом, имеющим как минимум два изгиба. Их градус наклона должен быть не менее 45 градусов.

Твердотопливный котёл с длительным горением своими руками, видео которого приведено ниже, подразумевает ещё несколько особенностей строения дымохода, а именно:

лучшим вариантом станет создание разборной конструкции. Своими руками твердотопливную систему длительного горения нужно обязательно очищать, так как скопившийся сор, сажа и другие остатки могут ухудшить работу;
соединение элементов твердотопливного котла длительного горения должны собираться в обратном направлении движении газов;
если имеются элементы в твердотопливном изделии с длительным процессом горения, которые легко воспламеняются, их необходимо отдалить от теплообменника и самого источника огня.

Сборка пиролизного котла

Для исполнения предлагается типовой газогенераторный отопитель конструкции Холмова с вертикальным теплообменником на задней стенке и центральным расположением сопла, представленный на чертеже. Агрегат с наружными размерами 50 х 55 х 100 см развивает мощность порядка 20 кВт и длительность горения до 10 часов, что обеспечивается за счет увеличенного объема топливника (около 100 литров).

Перед тем как сделать котел, выполните следующие заготовительные работы:

Нарежьте или нарубите металл гильотинными ножницами по размерам, указанным на чертеже. Заготовьте патрубки для дымохода и теплоносителя.
Изготовьте воздушные каналы из профильных труб, просверлив в боковой стенке отверстия 8 мм с шагом 6 см, приварите фланец под монтаж вентилятора.
Сварите огнетрубный теплообменник.
Сделайте дверцы и верхний ревизионный люк из двух листов металла с уплотнением графитно-асбестовым шнуром, как показано на фото.

Следующий этап – сборка самого пиролизного котла, начинающаяся со сваривания топливника и камеры дожигания. Заготовки сначала соединяются прихватками, а потом провариваются всплошную, причем все швы должны находиться с наружной стороны. Дальнейший порядок работ такой:

Установите на заднюю стенку топки теплообменник и зашейте его металлом. Приделайте дымоходный патрубок.
Приварите обрамления дверец и профильные трубы по периметру топливника.
Сформируйте водяную рубашку, закрепляя листы с помощью стальных полос. После обваривания ее необходимо проверить на герметичность.
Поставьте штуцеры для подключения системы отопления. На дно топливной и зольной камеры плотно уложите шамотные кирпичи, вырезав форсунку размером 110 х 35 мм.
Обшейте корпус отопителя утеплителем и крашеным металлом. Установите вентилятор и блок автоматики, подсунув датчик температуры под теплоизоляционный слой вплотную к водяной рубашке.
Приварите петли и поставьте дверцы.

Более подробное описание изготовления пиролизного котла представлено в видео:

Преимущества и недостатки

У газового отопления имеются свои плюсы и минусы.

Газ – один из дешевых видов энергоносителей. Именно поэтому использование нагревателей на этом топливе стало популярным. К достоинствам использования оборудования на газу относят:

Высокий КПД котлов.
Простоту в использовании.
Безопасность в экологическом плане.
Невысокую стоимость топлива.
Нагреватель можно использовать более 40 лет.

Недостатки у подобного оборудования также имеются:

У оборудования должна быть лицензия, которая выдается газовой службой. При её отсутствии запрещается подключать агрегат к централизованной системе газоснабжения.
Котел устанавливается в отдельном помещении, что может быть затруднительно в небольших домах.
Обязательна установка дымохода.
Для зажигания необходимо подключение к электросети.
Если не соблюдать правила эксплуатации может случиться взрыв бытового газа.

Роман Оборин:	Игорь Фалаев:
«Экономичный и компактный агрегат, горит долго. Расходует мало горючего, хорошо обогревает дом, не образует копоти. Единственный минус – тяжеловат.»	«Небольшая удобная бочка, прибор сразу готов к работе, не нужно ничего собирать и прикручивать. Ручки дверок качественные и надёжные, самопроизвольно не открываются. Топится долго, может гореть до 20 часов.»

Олег Егорин:	Семён Ивин:
«Удобный котёл, можно докупить дополнительно горелку, работает долго и даже после отключения в доме сохраняется тепло.»	«Неплохой агрегат, хватает почти на сутки обогрева, но горючего расходует много. Удобная конструкция дверки для закладки.»

Владимир Харитонов:	Алексей Зайцев:
«Качественный прибор по доступной для своего сегмента стоимости. Работает без нареканий.»	«Устройством приятно пользоваться, чистится без проблем, можно загружать разные виды топлива, как брикетного, так и обычного.»

Евгений Жердев:	Иван Алаев:
«Продуманная регулировка нагрева, можно настраивать продолжительность горения от 30 минут до суток. Легко чистится, в комплекте есть специальные аксессуары для уборки.»	«Качественная модель, конструкция позволяет подсоединять с любой стороны трубки отопления. С прибором поставляется ТЭН и термоманометр.»

Котел длительного горения своими руками: чертежи изделий и ТОП-11 лучших моделей

Устройство и принцип работы

Шахтный котел длительного горения

Увеличение продолжительности горения твердого топлива