Делаем твердотопливный котел своими руками

Виды отопительных котлов

В первую очередь необходимо определиться, какой котел нужен для вашего дома. Это будет зависеть от того топлива, которое будет использовано для растопки. Отсюда и классификация:

• газовые;
• электрические;
• твердотопливные;
• жидкотопливные.

Электрические

Любой из этих котлов можно изготовить своими руками. Самый простой из них – электрический. По сути, это бак, в который вмонтирован ТЭН. Из бака еще выходят два патрубка, соединяемые с контурами подачи и обратки. Нет ни дымохода, ни камеры сгорания, все просто.

всем хороши, но есть у них два недостатка. Первый: электроэнергия – самое дорогое топливо. Второй: при падении напряжения в сети (а это случается с завидным постоянством) котел перестает работать корректно. Снижается его мощность, падает температура теплоносителя.

Газовые

Конструкции остальных видов более сложные. И они все практически схожи между собой с некоторыми отличиями. Что касается газового котла, то для его установки потребуется разрешение газовой службы.

Представители этой организации могут такой отопительный агрегат не принять к установке. В первую очередь потребуют провести его опрессовку в своей лаборатории.

Котлы на жидком топливе

Эксплуатация этого варианта связана с большими трудностями. Во-первых, придется строить отдельно стоящий склад около дома, где будет храниться топливо. В нем все должно соответствовать требованиям пожарной безопасности.

Во-вторых, от склада до котельной придется тянуть трубопровод. Его обязательно утепляют. В-третьих, в котле этого типа устанавливается специальная горелка, которую надо отрегулировать. Сделать это не так просто в плане настройки.

Твердотопливные

Именно этот вид котлов сегодня своими руками чаще всего производят домашние мастера. Для небольших дач и коттеджей это оптимальный вариант. Тем более дрова на сегодняшний день самый дешевый вид топлива.

О том, как сделать котел, работающий на твердых видах топлива, для отопления дома и будем говорить ниже.

Для чего нужны котлы ручной сборки

Котлы, собранные своими руками, обходятся дешевле своих фабричных аналогов, но не превосходят их по уровню КПД. Принцип работы оборудования основан на том, что сгорающее топливо выделяет тепло, которое уже поступает в теплообменник и нагревает циркулирующую воду. В этом самодельные изделия ничем не отличаются от фабричных.

Главный недостаток котлов, собранных по индивидуальным чертежам – это отсутствие гарантии. В случае с оборудованием заводского производства хозяин может быть уверен, что техника будет работать, а если нет – ее можно вернуть или заменить. За качество работы самодельного котла отвечает только тот, кто его собрал и установил в своем доме. В случае поломки придется за свой счет ремонтировать оборудование.

Для отопления самостоятельно изготовленным котлом рекомендуется использовать только безопасные виды топлива – дрова, уголь, пеллеты, электричество. Очень опасны самодельные газовые и дизельные котлы — их монтировать в жилых помещениях не стоит.

Более того, компетентные органы не разрешат врезку собранного своими руками оборудования в контур газовой трубы, а если обнаружат нарушение, потребуют привлечения хозяина к административной ответственности.

Принцип действия и преимущества

Практика использования твердотопливных установок с водяным контуром показывает, что самым простым и приемлемым вариантом является изготовление и применение для отопления дома классических самодельных устройств прямого горения на дровах.

Преимущества самодельной установки

Помимо экономии средств, выбор в пользу самодельной установки имеет и другие преимущества:

• Профессионально выполненный из качественных материалов и комплектующих теплогенератор выдерживает критические нагрузки при избыточном давлении до 4 Атм. Такие ситуации случаются при закипании воды в рубашке и теплообменнике по причине прекращения циркуляции теплоносителя, возникающего по разным причинам. Последствием высокого давления пара может стать разрыв теплообменника в слабом месте.
• При изготовлении конструкции своими руками есть возможность ее усовершенствования в соответствии с вашими требованиями, своей системой отопления, под доступный вид топлива.
• Модернизацию установки проводят поэтапно. После года успешной эксплуатации базовой модели можно ее автоматизировать, добавив комплект автоматики. Делается это в перерыве между отопительными сезонами. На следующий год вносятся новые, улучшающие систему изменения.

Принцип действия базового отопительного агрегата

Принцип действия простой: дрова закладываются в топку, поджигаются и горят при естественной тяге дымохода. Тепло отдается водяной рубашке и теплообменнику. Интенсивность горения регулируется при помощи дверцы зольника, в народе называемого поддувалом. Количество воздуха, поступающего через колосниковую решетку в топку, дозируется открыванием этой самой дверцы. Схема работы теплообменника такова: сквозь дымогарные трубы проходят дымовые газы высокой температуры, отдающие тепло омывающей их воде. Классическая базовая конструкция отличается:

• простотой изготовления;
• удобством обслуживания;
• не ограничивает влажность дров;
• ремонтопригодностью, возможностью модернизации и устранения недостатков, обнаруженных при эксплуатации.

Объем камеры сгорания определяется методом расчета под свои условия или на основании готового расчета по мощности агрегата, отапливаемой площади и т.д. Частью камеры сгорания является камера отвода горячих газов, через которую происходит их подача к дымоходу для дальнейшего выведения.

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление. Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики. Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы практически незаметен. В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться. Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Это интересно: Утепление дома ппу: изучаем по порядку

Водяная рубашка

Принцип действия твердотопливного котла подразумевает наличие в его топке двойных стенок: в промежутке между ними заполняют теплоносителем. Такую конструкцию называют водяной рубашкой. По мере горения топлива происходит нагревание жидкости в водяной рубашке. Это приводит к появлению тепловых потоков, поднимающих горячий теплоноситель в верхнюю часть емкости. Отсюда горячая вода перетекает в теплопровод. После того, как жидкость пройдет по всему отопительному контуру и отдаст тепло жилищу, она возвращается в остывшем состоянии обратно. Для этих целей имеет нижний патрубок.

Для убыстрения циркуляции воды внутри отопительной системы на некоторых твердотопливных котлах монтируются специальные насосы. Однако большая часть моделей выпускается для открытых отопительных систем. Имеются в виду схемы, где теплоноситель двигается не за счет работающей помпы, а благодаря небольшому уклону трубопровода. Объясняется это простотой, надежностью и экономичностью инерционных систем. К тому же, они полностью независимы от наличия электрической энергии. Благодаря этому их можно применять в отдаленных районах, лишенных благ цивилизации.

Классификация самодельных котлов

Существует три разновидности электрических котлов. Первый вариант — работающие на ТЭН. Они оснащены трубчатым электронагревателем, который под действием электричества нагревается и передает тепло жидкости. Нагреватель имеет изоляцию, благодаря чему теплоноситель не находится под напряжением.

Второй вариант — индукционного действия. Он укомплектован трансформатором с обмоткой, причем труба отопления выступает в качестве индукционной катушки. Нагрев теплоносителя происходит за счет вихревых токов, возникающих на обмотке.

Наконец, третий вариант, электродный – жидкость является не только теплоносителем, но и является составной частью электрической системы. Собрать электродный котел своими руками довольно просто, но высокие требования предъявляются к электробезопасности этого оборудования.

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения чертежи и схемы

Перед тем, как начать изготовление котла, необходимо определиться с его конструкцией. Ее выбор зависит от назначения агрегата. Если он предназначен для отопления небольшого хозяйственного помещения, гаража или дачного домика, то делать в нем водяной контур не обязательно. Обогрев такого помещения будет происходить непосредственно от поверхности котла, путем конвекции воздушных масс в помещении, как от печи. Для большей эффективности можно устроить принудительное обдувание агрегата воздухом при помощи вентилятора. При наличии системы жидкостного отопления в помещении, необходимо предусмотреть устройство в котле контура в виде змеевика из трубы или другой аналогичной конструкции.

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления

Выбор варианта зависит и от типа твердого топлива, которое нужно будет использовать. Для отопления обычными дровами требуется увеличенный объем топки, а для применения мелких топливных гранул можно устроить специальную емкость, из которой гранулированное топливо подается в котел автоматически. Для изготовления котла твердотопливного длительного горения своими руками, чертеж можно взять и универсальный. Он подойдет для любого вида используемого твердого топлива.

Чертеж твердотопливного котла длительного горения мощностью 25/30/40 кВт

Расскажем пошагово, каким образом и из каких деталей можно сделать котел отопления на твердом топливе длительного горения по предложенной схеме:

• подготовим место, где будет установлен будущий агрегат. Основание, на котором он будет стоять, должно быть ровным, прочным, жестким и огнеупорным. Лучше всего для этого подойдет бетонный фундамент или толстая чугунная либо стальная плита. Стены нужно обить тоже огнеупорным материалом, если они деревянные;
• собираем весь необходимый материал и инструменты: из которых нам понадобиться аппарат для электродуговой сварки, болгарка и рулетка. Из материалов: листовая 4-мм сталь; 300 – мм стальная труба со стенками 3 мм, а также другие трубы 60 и 100 мм диаметром;

• для того, чтобы изготовить котел на твердом топливе длительного горения, нужно из большой 300 – мм трубы вырезать кусок длиной 1 м. Можно и немного меньше, если в этом есть необходимость;
• из стального листа вырезаем дно по диаметру трубы и привариваем его, снабдив ножками из швеллера длиной до 10 см;
• распределитель воздуха выполняем в виде круга из листа стали с диаметром на 20 мм меньшим, чем труба. В нижнюю часть круга приваривается крыльчатка из уголка с размером полки 50 мм. Для этого можно использовать и швеллер аналогичного размера;
• сверху в середину распределителя привариваем 60 – мм трубу, которая должна быть выше котла. В середине диска распределителя прорезаем отверстие по трубе, так, чтобы был сквозной туннель. Он нужен для подачи воздуха. В верхней части трубы врезается заслонка, которая позволит осуществлять регулировку подачи воздуха;

Схематическое изображение устройства котла, работающего на твердом топливе

• в самой нижней части котла изготавливаем небольшую дверку, снабженную задвижкой и петлями, ведущую в зольник для удобства удаления золы. Сверху в котле прорезаем отверстие для дымохода и привариваем в это место 100 – мм трубу. Вначале она идет под небольшим углом вбок и вверх на 40 см, а потом строго вертикально вверх. Проход дымохода через перекрытие помещения должен быть защищен по правилам противопожарной безопасности;
• заканчиваем сооружение котла отопления на твердом топливе длительного горения изготовлением верхней крышки. В ее центре должно быть отверстие для трубы распределителя потока воздуха. Прилегание к стенкам котла должно быть очень плотным, исключающим попадание воздуха.

Чертеж с размерами для создания твердотопливного котла своими руками

Полезный совет!Чтобы разжечь, изготовленный своими руками, котел твердотопливный длительного горения, чертеж которого был представлен выше, необходимо: снять крышку и поднять регулятор, заполнить котел топливом доверху и облить его горючей жидкостью, все поставить на место и бросить горящую лучину в трубу регулятора. Когда топливо разгорится, снизить поток воздуха до минимума, чтобы оно начало только тлеть. После этого произойдет возгорание пиролизного газа и котел запустится.

Изготовление самодельного индукционного котла отопления

С точки зрения сложности изготовления, данный отопительный котел более простой, но нуждается в особом устройстве —  инверторе с выходным сигналом, имеющем частоту 20-50 кГц. Для домашних мастеров это не стало преградой, в качестве такого устройства они стали успешно применять сварочный инвертор или даже простую недорогую бытовую индукционную плиту.

Схема

Теплотехническая схема работы такого агрегата не является сложной: источник тока инвертор, сосуд для нагрева воды с патрубками на вход и выход циркуляционного теплоносителя и трубной системы с приборами отопления.

Схема индукционного котла. Фото: oboiman.ru

Для защиты от перегрева устанавливается термодатчики и терморегуляторы, которые передают электрический сигнал на отключающий автомат по току.

Электрическая схема функционирования индукционного устройства более сложная, самостоятельно ее можно выполнять, только если исполнитель обладает соответствующими инженерными знаниями. В противном случае электросхему лучше взять из интернета.

Материалы для работы

Для создания индукционного агрегата своими силами понадобится:

1. Полипропиленовая труба Ф 50 мм из полипропилена.
2. По 2 муфты и переходников с Ф 50 мм на диаметр, который соответствует трубам отопления.
3. Паяльник для сварки пластиковых труб.
4. Мелкоячеистая сетка из стекловолокна или металла.
5. Проволока нержавеющая Ф 7 мм.
6. Сварочный инвертор с током не мене 15 А, имеющего плавную регулировку нагрузки.
7. Медный провод (эмаль), 2 мм2 из расчета 1 мм2 мм на 8 А.
8. Провод изолированный с клеммной колодкой для включения обмотки к инверторному устройству.
9. Тройник для включения аварийного сброса и 2 шаровидных вентиля.
10. Полоски текстолита для закрепления обмоточной проволоки.
11. Эпоксидный клей для изолирования обмотки.
12. Корпус устройства, можно выполнить самому из токонепроводящего материала.

Процесс изготовления

Пошаговая инструкция индукционного котла своими руками:

1. На пластиковую трубку 50 мм эпоксидкой закрепил 4 текстолитовые полоски 10 мм, отойдя от края конструкции на 100 мм и намотал на них тороидальную обмотку для уменьшения ЭМ поля.
2. Крайние витки закрепил в пазы трубы.
3. Намотал 80 витков проволоки с интервалом 0,5 мм.
4. Внутрь трубки вставил нержавеющую сетку и утрамбовал пространство кусочками нержавеющей проволоки, которые будут греться вихревым током.
5. Закрыл нагреватели с другой стороны  такой же сеткой.
6. Установил на концах трубы переходники и арматуру, для того чтобы связать котел систему отопления, а на выходе из котла установил предохранительно-сбросной клапан.
7. Обработал обмотку эпоксидным клеем для электроизоляции.
8. Прикрепил выводы зажимными клеммами.
9. Второй конец провода через клеммы подключил к инвертору.
10. Установил котел в шкаф, зафиксировав его на кронштейнах из токонепроводящего материала.

Перед тем как приступить к изготовлению самодельных котлов отопления для частного дома, нужно помнить, что они являются объектами повышенной опасности, поэтому при производстве  потребуется тщательно выполнить все нормы безопасности и технологические нормативы.

Изготовление водяного контура

Вы сами легко сможете установить и сделать водяной котел на готовую водяную печь длительного горения, а если у вас ее нет, то большого труда не составит самим выложить ее из кирпича. Для нагревания воды. Изготовить водяной контур можно из старых чугунных радиаторов для отопления, которые вы сможете легко найти.

Их емкость в среднем составляет полтора литра. Можно соединить несколько таких между собой и на выходе получить нагреватель объемом 15 литров, но за счет больших габаритов он может подойти для использования далеко не во всех помещениях. Наиболее приемлемый вариант – это русская баня.

Для начала своими руками разберите. прочистите и промойте их с помощью солевой кислоты, а точнее ее раствора. Перед установкой всей конструкции следует поменять прокладки, разделяющие секции, так как изначально они не приспособлены к высоким перепадам температуры. которая может достигать пятисот с лишним градусов. Так как старый разделитель не выдержит и может произойти протечка радиатора, для прокладки используйте пропитанный шнур из асбеста. После этого можете приступать к сборке. Собрать его надо таким образом, чтобы труба для выхода расположилась над всей конструкцией, а для входа – под ней .

Готовый для использования контур расположите в дымоходе как можно ближе к топке. Горячий воздух, идущий оттуда, будет нагревать контур и соответственно воду, делая ее пригодной для отопления дома. В последствии всю систему водяного контура Вы подключите к радиаторам, отапливающим ваш дом

Не забудьте предварительно проверить всю систему на наличие каких-либо протечек, уделяя особое внимание контуру. который вы собрали своими руками. Если вы не нашли для его изготовления старые чугунные батареи, то вы можете использовать для контура обычные трубы, но с достаточно толстыми стенками

Если вы не нашли для его изготовления старые чугунные батареи, то вы можете использовать для контура обычные трубы, но с достаточно толстыми стенками .

Водяной контур можно применить к абсолютно любой печи длительного горения: от камина и до буржуйки. Также можно сделать котел из достаточно толстого метала и расположить его прямо под топкой, отчего он будет значительно быстрее нагреваться .

Альтернативные варианты для самостоятельного изготовления

Помимо твердотопливных и электрических котлов для самостоятельного изготовления подходит целый ряд альтернативных отопительных агрегатов:

1. Индукционные котлы

Представляют собой трансформаторы, состоящие из первичной и вторичной обмотки. В таком котле электроэнергия на внешней обмотке преобразовывается в вихревой ток, а созданное магнитное поле передаётся на внутреннюю, которая отдаёт энергию теплоносителю.

1. Конденсационные котлы

Сохраняют тепловую энергию конденсата, поэтому считаются более эффективными, чем газовые и даже твердотопливные. Конденсация пара происходит в теплообменнике со специальной конструкцией – именно она обеспечивает таким котлам 15-20% преимущество по КПД перед традиционным газовым оборудованием.

1. Жидкотопливные котлы

Такие агрегаты испаряют отработку, после чего сжигают её пары. Получаемая таким образом энергия передаётся на теплообменник, который нагревает тепловой агент отопительной системы. Оборудование этого типа имеет два существенных недостатка – низкий КПД и большое количество выделений в атмосферу.

1. Комбинированные котлы

Это оборудование является универсальным в применении, однако для его самостоятельного изготовления понадобиться недюжинная сноровка и отличные знания принципов работы различных видов отопительной техники. Отдельные компоненты таких агрегатов могут стоить достаточно дорого, но в целом комбинированные котлы способны окупиться за не более чем 5-6 сезонов.

Что понадобится?

Как было сказано выше, чтобы сварить отопительный агрегат, вы должны быть хорошим сварщиком. Работа на уровне любителя здесь не подойдет.

Инструменты

Что требуется для проведения этой работы. Из инструментов вам понадобятся:

• электросварочный аппарат;
• газовый резак;
• болгарка;
• молоток;
• рулетка;
• маркер или мел.

Материалы

Из материалов:

• труба бесшовная диаметром 425 мм;
• труба диаметром 100 мм;
• труба диаметром 25 мм;
• металлический лист толщиною 4 мм;
• два сгона диаметром 25 мм;
• небольшие петли;
• уголок 25 мм;
• арматура диаметром 8 мм.

Проект

Многие новички ищут чертежи котлов в Интернете или специальной технической литературе и уже по ним проводят работу. В принципе, это правильный путь.

Общие выводы

Из перечисления сильных и слабых сторон видно, что печи данного типа могут вполне составить конкуренцию другим источникам тепла. После газа, «пиролиз» будет, пожалуй

, наравне с пеллетным отоплением.

Проведем краткий обзор одной из печей заводского изготовления.

Из отечественных серийных моделей популярностью пользуется пиролизная печь марки «Самогрейка». Это довольно функциональная конструкция. Ее можно использовать для обогрева помещений площадью от 100 до 400 кв. метров, отбора горячей бытовой воды (печь двухконтурная и оборудована накопительным 100-литровым баком), и для горячего копчения продуктов.

Данная печь работает с любым видом контура циркуляции. В качестве топлива используется любое твердое. Мало того, что она требует обслуживания раз в несколько суток, так еще имеет запасной электрический котел, что значительно увеличивает ее удобство и универсальность в пользовании. В ее электрической части смонтировано два ТЭНа (по 2,5 кВт каждый) для отопительного контура и один ТЭН (1,2 кВт) в накопительном баке для бытовых нужд. Диапазон работы печи на одной загрузке топливом колеблется от 16 до 82 часов (при максимальном режиме и при минимальном режиме). Внешне выглядит как прямоугольник с размерами 1800*900*600 мм и полным весом 276 кг.

В настоящее время выбор пиролизных печей и котлов все больше растет. Основные их функции такие же, как у вышеприведенной «Самогрейки». Можно сделать такую печь и самостоятельно. Существует множество самодельных кирпичных и металлических печей. Например, наша инструкция по самостоятельной постройке печи длительного горения.

Пиролизные устройства известны давно, но долгое время использовались в основном в промышленности для получения кокса. В довоенное и военное время прошлого века они даже на грузовые автомобили устанавливались, именуясь газогенераторными установками (это их второе название). Сейчас они начинают выходить из тени, и все чаще и чаще приходят для обогрева частных помещений.