Делаем твердотопливный котел своими руками

проверено экспертом

Из всех отопительных приборов, используемых сегодня в домах, твердотопливные котлы известны уже давно. Благодаря простоте конструкции и принципа действия, а также доступности топлива, этот тип котлов получил широкое распространение. Сегодня для многих жителей частных домов в сельской местности такое оборудование стало своеобразной "палочкой-выручалочкой". Постоянно растущая цена на природный газ, сложность получения разрешения на установку газового автономного отопления способствует тому, что сегодня твердотопливные котлы, по крайней мере, не утратили своего значения для людей, живущих вблизи лесных массивов - источника дров.

Твердотопливные котлы отопления: слева - установленные и работающие, справа - без подключения к контуру, на стадии монтажа.

На сегодняшний день существует два варианта решения проблемы автономного твердотопливного отопления: купить готовое заводское изделие или сделать твердотопливный котел своими руками. Стоимость современного высокотехнологичного отопительного агрегата достаточно высока, но диапазон цен широк - от 3 до десятков тысяч рублей, что делает прибор доступным для широкого круга потребителей.

При определенной технической подготовке твердотопливный котел можно собрать и самостоятельно, используя схемы и рекомендации по созданию моделей этих устройств, наиболее популярных при сборке своими руками.

Концепция твердотопливного котла

Самодельный автономный твердотопливный котел - это, по сути, простая плита, установленная в бочке с водой. Основная задача такого устройства - нагреть котловую воду теплом от сжигания древесины или угля, которое будет подаваться на радиаторы отопления дома.

Однако такое устройство, заманчивое "сделай сам" в сочетании с примитивностью, будет неэффективным в плане отопления и неэкономичным из-за высокого расхода топлива - самые простые конструкции котлов имеют КПД всего 10-15%.

  

Примитивный твердотопливный водогрейный котел с дымоходным экономайзером

Работа твердотопливного котла зависит от качества тяги и, соответственно, от вентиляции приточного воздуха. Даже хорошо вентилируемый котел не сможет эффективно нагревать банную плиту, если вентиляция спроектирована неправильно.

*

Самодельные котлы собираются не только из металла, но и из кирпича. Кирпичные приборы чаще всего устанавливаются в загородных домах, где к эстетике установленных приборов предъявляются более высокие требования, чем в помещениях хозяйственного или технического назначения.

Металлические котлы - это простейшие устройства, которые можно изготовить из подручных материалов и имеющихся инструментов. Однако это не означает, что их можно изготавливать и собирать без хотя бы эскизов полуфабрикатов и узлов и четко определенной технологии - последовательности и методов выполнения различных этапов подготовительных и основных работ.

Выбираем конструкцию обогревательного котла

Отопительные плиты и твердотопливные котлы отличаются по функциональности, несмотря на схожесть процессов горения. На отопительный котел возложена задача не только обогревать место, где он установлен, путем сжигания дров или угля, но и подавать в отопительный контур нагретую жидкость. Для выполнения второй задачи, однако, недостаточно разместить в плите теплообменник (часть отопительного контура) - необходимо также обеспечить непрерывное сгорание топлива и равномерную циркуляцию теплоносителя через этот теплообменник.

Трубчатый теплообменник для твердотопливных котлов из огнеупорного кирпича

Какую конструкцию котла выбрать, чтобы его легче было сделать своими руками, с какими трудностями вы столкнетесь в процессе работы? На эти вопросы можно ответить уже на этапе проектирования. Чертежи самодельных твердотопливных котлов дают достаточное представление о том, как выглядит та или иная конструкция и на что обратить внимание в процессе ее изготовления.

Примерная схема твердотопливного котла снаружи: вид спереди, сбоку и сзади.

*

Каждый тип твердотопливного котла имеет свои конструктивные особенности и строительные нюансы. При планировании самостоятельной сборки отопительного прибора необходимо решить, какой режим горения предпочтителен - нижний или верхний (шахтный).

Агрегаты с нижним горением - это устройства, в которых дверца для загрузки дров расположена в верхней части камеры сгорания, но горение топлива происходит снизу, в результате чего верхние слои заряда под собственным весом перемещаются вниз, а догорание дыма происходит в верхней части. В зависимости от модели, движение воздуха через камеру сгорания происходит принудительно (вентилятор) или естественно (тяга), что делает его независимым от электросети, но связано с более низким КПД и меньшей топливной мощностью.

Схематический вид в разрезе твердотопливного котла нижнего горения

В твердотопливных котлах шахтной конструкции дрова подаются через дверцу в верхней части камеры сгорания. Такие устройства оснащены принудительной тягой, которая направлена вниз - направляя дым в нижнюю часть камеры сгорания, где он смешивается с воздухом и сгорает, попутно нагревая и дополнительно высушивая топливо в нижних деках.

Рабочая схема твердотопливного котла с верхним способом сжигания топлива

Устройство с нижним способом горения лучше всего подходит для котлов, построенных своими руками, так как при установке котла нет необходимости в вентиляторе принудительной тяги.

  

Котел внутреннего сгорания с днищем из неполированной листовой стали

Чем сложнее конструкция прибора, тем выше технологические требования к качеству его компонентов, которые не должны иметь отклонений от расчетных параметров. Процесс сборки такого прибора не менее важен.

*

Твердотопливные котлы могут быть предназначены для обычного сжигания или для пиролиза - процесса разделения твердого топлива на два компонента и их дальнейшего раздельного сжигания.  Отдавая предпочтение второму, более сложному варианту, придется учесть необходимость установки второй камеры сгорания, что увеличит габариты печи и, соответственно, потребует большего количества материалов.

Выбор типа отопительного прибора во многом зависит от вида твердого топлива, которым он будет питаться. Если у вас под рукой имеется большое количество дров, лучше всего, если изготовленный вами котел будет пригоден для отопления дровами. Если каменный уголь более доступен, подойдет другая модель. Время горения и качество отопления зависят от типа котла, его мощности и эффективности конструкции.

Примечание: Температура горения угля намного выше, чем у древесины, поэтому решетки, теплообменник и корпус угольного котла изготавливаются из более толстой стали. В качестве альтернативы корпус и топка котла могут быть выполнены из огнеупорного кирпича.

Если нет возможности изготовить достаточно толстый внешний корпус, то кирпичный котел на твердом топливе будет правильным решением. Футеровка огнеупорным кирпичом позволяет получить просторную, удобную и устойчивую к высоким температурам камеру сгорания.

Строительство камеры сгорания из огнеупорного кирпича с теплообменником в центре

Выбор котла приемлемой конструкции должен быть сделан после анализа технического проекта и объективной оценки компетентности и возможностей пользователя. В случае сомнений, чтобы избежать возможности неоправданной порчи материала, лучше отдать предпочтение агрегату простой, понятной из чертежей конструкции - даже такой твердотопливный котел способен обеспечить дом теплом в холодное время года.

Читайте также: самодельный газовый котел.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

В своем классическом виде отопительный агрегат, от которого будет работать отопление дома, состоит из следующих элементов:

• погружной регулятор.
• Дымовая труба для отвода продуктов сгорания топлива наружу;
• Теплообменник трубчатого типа или бак для хранения котловой воды;
• Камера сгорания (бункер) для сжигания древесины, угля, топливных брикетов;
• Решетки, через которые воздушная масса поступает в камеру сгорания;

Важным требованием, которое необходимо учитывать на этапе проектирования, является размер камеры сгорания. Камера сгорания автономного твердотопливного котла должна быть большой и просторной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного смешивания. В этом отношении кладочные котлы предпочтительнее, так как кирпич обладает меньшей теплопроводностью, что обеспечивает более высокую температуру горения в керамической плите, чем в металлической.

Камера печи должна быть установлена таким образом, чтобы тепловая энергия была максимально сконцентрирована на нагреве теплообменника.

Стальной очаг для твердотопливного котла

Другим не менее важным аспектом при проектировании отопительного оборудования является теплообменник твердотопливного котла. Эффективность работы котельного агрегата зависит от конструкции этого элемента, качества материала и изготовления. Название теплообменника определяется материалом, из которого он изготовлен - чугун или сталь. Теплообменные змеевики этих приборов представляют собой трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением трубок, часто называемых водяными рубашками.

Чугунные теплообменники не будут рассматриваться, поскольку они представляют собой чугунные конструкции, которые невозможно изготовить в домашних условиях. Однако можно использовать готовые чугунные компоненты, снятые со старых агрегатов, которые были демонтированы по какой-либо причине. Такая замена часто встречается при модернизации или ремонте твердотопливного котла.

Толстостенные трубы используются для стальных теплообменников. Необходимая конфигурация трубы придается путем ее изгиба под нагревом или с помощью отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединенных с секциями катушки с помощью электросварки.

Схема расположения теплообменника для твердотопливного котла традиционного типа дает хорошее представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении он должен быть установлен.

  

Эскиз расположения трубчатого теплообменника в корпусе: виды сбоку

Поэтапное изготовление котла на твердом топливе. Тонкости и нюансы

Вы не сможете создать самый экономичный твердотопливный котел, но вполне возможно создать отопительное устройство, которое вполне подойдет для отопления и горячего водоснабжения. Дело в том, что сборка промышленных изделий осуществляется на высокоточном промышленном оборудовании из специально подобранных материалов с соблюдением технологических параметров. В основе каждой модели заводского котла лежат точные тепловые расчеты. Ваши возможности работать дома несоизмеримо скромнее, чем на заводе, поэтому при выборе модели для производства необходимо учитывать реалии ситуации, включая ваш собственный потенциал в качестве монтажника.

Инструментарий и материалы

Получив чертеж и технические характеристики отопительного агрегата, можно определить список необходимых инструментов. Хотите ли вы сделать большой котел или планируете собрать своими руками небольшое твердотопливное отопительное устройство для дачи, список инструментов будет примерно одинаковым.

Набор инструментов для изготовления собственного отопительного прибора на твердом топливе

*

Для работы вам понадобятся следующие инструменты и оборудование:

• плоскогубцы;
• угол 90 градусов
• Молоток;
• Небольшая угловая шлифовальная машина с отрезными и шлифовальными дисками (защитные очки);
• Гаечный или накидной ключ и отвертка;
• гаечные ключи № 1,2;
• Сварщик;
• Электрическая дрель со сверлами по металлу;

Основным материалом является сталь с минимальной толщиной 5 мм для котла и 7 мм для колосников.

Вам также потребуется:

• Толстостенные стальные трубы диаметром 32-50 мм - для изготовления змеевика теплообменника.
• Лист нержавеющей стали - для накопительного бака;
• Стальной уголок 50x50 - для каркаса котла;

Полный перечень материалов и их расход составляется заранее на основе технических чертежей.

Изготовление корпуса и теплообменника

Корпус котла - часто используемый в качестве топки - является основой всей конструкции. Чтобы уменьшить деформацию стенок под воздействием тепла, футеровка камеры сгорания двухслойная, с сухим просеянным песком между ними, который действует как геометрическая фиксация. Внешний и внутренний корпус печи имеет каркас, что еще больше увеличивает жесткость конструкции. Кроме того, стенки камеры сгорания могут быть облицованы снаружи стальными уголками или профилями в виде ребер жесткости для повышения прочности.

Производство обмуровки твердотопливного котла путем сварки полуфабрикатов из стальных листов

В передней стенке с помощью шлифовальной машины или газорезки вырезаются два отверстия, как показано на рисунке.

Совет! Перед тем как разрезать стальной лист, отметьте тонким мелом места будущих отверстий и сделайте небольшие отверстия (диаметром 3-4 мм) в углах.

После завершения вырезания деталей из листового металла и профиля кожуха можно приступать к изготовлению теплообменника. Мы используем предварительно нарезанные водопроводные трубы, которые свариваются вместе, образуя герметичный контур. Основная задача - создание герметичного проточного элемента максимальной длины для увеличения поверхности нагрева трубы.

В этом видео показано, как сделать теплообменник, правильно расположить трубы и сварить их вместе.

Сборка

Когда все элементы конструкции готовы, необходимо приступить к сборке, которую лучше производить на месте установки устройства - иногда габариты и вес готового устройства не позволяют перевезти его с места установки в целевое место.

В большинстве случаев котел устанавливается на специально изготовленный бетонный фундамент, а сам блок крепится с помощью сварки к анкерным элементам. Монтаж начинается с установки каркаса, затем устанавливаются аксессуары и облицовочные панели. Все сварные соединения имеют фаски, а сварные швы обрабатываются путем удаления шлака и шлифовки.

Примечание: После сборки корпуса судна проводится тщательный визуальный контроль его герметичности, по результатам которого выполняется дополнительная сварка швов.

Решетки и теплообменник вставляются в готовый корпус и соединяются с нагревательным контуром при помощи сварки.

Корпус котла для твердого топлива на этапе установки внешних ребер жесткости

Изготовление накопительной емкости из нержавеющей стали с вырезом для корпуса котла лучше доверить профессионалам, так как работа с этим материалом требует специального оборудования и практических навыков.

После сборки котла его окрашивают двумя слоями термостойкой грунтовки для защиты от коррозии.

Термостойкая краска Ecoterra для окрашивания поверхностей, подверженных воздействию высоких температур

Самодельный отопительный котел долговечен и прост в обслуживании, а именно в периодической очистке топки от золы и обслуживании дымохода.

Заключение

После сборки и комплектации устройства всеми необходимыми компонентами, необходимо провести его опрессовку водой, по результатам которой осуществляется устранение дефектов, а затем - комплекс пуско-наладочных работ. Не забудьте установить регулятор тяги, который облегчит эксплуатацию твердотопливных котлов в различных погодных условиях.

Котлы на твердом топливе от производителя отопительного оборудования "Макситерм". Параметры выбора котлов на твердом топливе Принцип работы и преимущества шахтных котлов на твердом топливе