Угольный котел длительного горения своими руками чертежи. Пошаговая инструкция создания котла твердотопливного длительного горения своими руками по чертежам

Изготовление твердотопливного котла собственными руками - сложное и ответственное мероприятие, требующее тщательной подготовки. Необходимо знать технологию производства, владеть навыками сварки и работы с металлами. Следуя главным правилам разработки котлов, вы создадите отопительное устройство быстро и с минимальными затратами.

Описание и принцип действия твердотопливного котла

Общий вид котла

Твердотопливный котёл длительного горения - это большая топка, имеющая ограниченную зону сжигания твёрдого топлива и контролируемое поступление кислорода. Принцип работы устройства основывается на способности твердотопливных элементов тлеть в течение длительного времени с повышенной теплоотдачей. В процессе происходит полное прогорание вещества с минимальным образованием отходов.

Загрузка большого количества твёрдого топлива в топку происходит в среднем 1–2 раза в сутки, однако есть агрегаты, способные функционировать в течение нескольких дней. Путём регулирования притока кислорода в зону сгорания происходит замедленное тление при повышенной температуре. Дым выводится через специальную трубу. Она проходит сквозь теплообменник и прогревает воду для отопительной системы. Своевременная загрузка топки обеспечивает практически непрерывную работу устройства.

Сгорание топлива в котле длительного горения чаще происходит сверху вниз. В этом случае по мере прогорания верхней прослойки огонь перемещается ниже, на следующие слои. Такие тепловые агрегаты имеют множество достоинств, обеспечивающих их популярность среди всех групп населения:

Увеличенный объём топки для загрузки топлива.
Длительный срок работы на однократной загрузке.
Большая теплоотдача.
Экологичность. При работе отопительный прибор выбрасывает минимальное количество отработанных газов.

Стандартные котлы длительного сгорания различаются по виду используемого топлива:

Устройства, функционирующие на одной разновидности топлива. Обычно в этом качестве выступают дрова, иногда - паллеты, полученные из отходов деревообрабатывающей промышленности.
Универсальные агрегаты. Здесь есть возможность комбинировать несколько видов твердотельных элементов - дрова, опилки, паллеты.

По типу работы все существующие виды котлов длительного сгорания можно разделить на две крупные группы:

Пиролизные. В работе подобных аппаратов используется принцип пиролиза. Твёрдые частицы топлива прогорают при большой температуре и слабой подаче кислорода. В процессе вырабатывается газ, направляемый в отдельный отсек, где и сгорает. Подобный принцип увеличивает КПД котла и время сжигания топлива.
Классические. Имеют упрощённую конструкцию, различаются объёмом топки, способом сжигания, наличием водяной рубашки-контура и т. д. Простейший классический котёл без рубашки - это металлическая ёмкость, сделанная из трубы или бочки, где происходит сгорание твёрдых частиц по принципу «сверху вниз».

Область использования твердотопливных котлов обширна. Бытовые модели отапливают частные домовладения, магазины и подобные жилые и нежилые объекты. Крупные промышленные агрегаты, для размещения которых требуется отдельное оборудованное помещение, могут отапливать небольшой завод. Популярность котлов обусловлена небольшой стоимостью и простотой эксплуатации.

Устройство агрегата

Основные узлы отопительного устройства

Вкратце суть работы и устройство твердотопливного пиролизного котла длительного горения можно свести к следующему:

Два металлических цилиндрических корпуса разного размера скрепляются между собой. Меньший - это топка, где происходит сгорание твёрдых частиц. Больший - внешняя оболочка котла.
Оставшееся пространство между корпусами заполняется водой. Она исполняет функции теплоносителя.
В малую трубу устанавливается воздухораспределитель и делит её на две части. В одном разделе происходит сжигание топливных частиц, в другом - дожигание пиролизного газа. Распределитель изготавливается в виде телескопической трубы, к одному концу которой прикреплён небольшой диск с лопастями. Это позволяет равномерно распределить газы, выделяемые в процессе сжигания топлива. Через воздухораспределитель в отсек сгорания подаётся кислород, необходимый для поддержания горения.
По мере прогорания слоёв топлива распределитель переходит ниже и добавляет воздух на нижеследующие уровни.
В том случае, если процесс контролируется автоматическими управляющими системами, необходимо обеспечить подключение устройств к электросети.

Несложный котел можно сделать и своими руками

Для изготовления котла, работающего на твёрдом топливе, необходимо разработать чертёж или схему. На ней отображается примерный внешний вид агрегата с соблюдением всех пропорций, деталей и элементов.

Указаны все узлы и детали промышленного котла с размерами

Инструменты и материалы

Разберём подробнее создание пиролизного котла длительного горения своими руками. Он функционирует на газе, получаемом из высушенных дров либо спрессованных в паллеты отходов.

В процессе самостоятельного изготовления твердотопливного котла потребуется набор электроинструментов и материалов, а также чертёж или схема с отображением всех нужных частей и размеров.

Необходимая техника:

Сварочный аппарат и несколько пачек рабочих электродов.
Углошлифовальные машинки. Желательно иметь две - большую и малую. Если таковых нет, работу можно провести с помощью обычного электрического лобзика, однако увеличится время работы.
Отрезные и шлифовальные круги диаметром 125 и 230 мм, при отсутствии шлифмашинок - пилки по металлу для электролобзика.

Необходимые материалы:

Труба с большим диаметром (около 50 см). Длина - 130 см, толщина стенки - от 3 мм.
Труба с меньшим диаметром, около 45 см. Длина - полтора метра, толщина стенки - от 3 мм. При отсутствии труб можно приобрести несколько металлических листов 1250*2500*2,5 мм, прокатать их в специализированной фирме и изготовить нужные трубы самостоятельно с помощью сварочного аппарата.
Тонкая длинная труба. Диаметр - около 6 см, длина - 120 см.
Металлический лист, из которого будет вырезаться загрузочная дверца и люк для удаления золы.
Металлические кольца диаметром в полметра и шириной около 2,5 см.
Дверная фурнитура - петли, задвижки и т. д.
Асбестовое полотно. Оно закладывается в двери котла. Это исключает их перегрев и снижает теплопотери.
Шнур из асбеста. Им уплотняются дверца топливного отсека и люк зольника.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Процесс создания отопительного устройства достаточно прост и проходит в несколько последовательных этапов.

Вначале изготавливается корпус конструкции:

Две трубы большого диаметра (50 и 45 см) вкладываются друг в друга и соединяются с помощью металлического кольца.
Из заранее подготовленного листа вырезается круг металла диаметром 45 см, которым заваривается дно меньшей трубы, находящейся внутри конструкции. В итоге получаем бочку диаметром 45 см, с наваренной водогрейной рубашкой-контуром в 2,5 см шириной.
Внизу «бочки» прорезается прямоугольное отверстие. Высота - до 10 см, ширина - около 15. Оно будет использоваться в качестве дверцы зольника. Вваривается люк, устанавливается дверь с приделанными петлями и задвижкой.
Дверца зольника прорезается внизу
В верхней части контура режется прямоугольное отверстие для подачи твёрдого топлива. Размер подбирается индивидуально, главное условие - удобство загрузки дров. Вваривается люк. Устанавливается дверца, оборудованная петлями и задвижкой. Она делается двойной: между отдельными металлическими листами укладывается асбестовый слой, места прилегания уплотняются асбестовым шнуром. Благодаря таким манипуляциям снижаются теплопотери котла.
Размер должен быть достаточен для закладки дров
На верхнем уровне обустраивается выпускной патрубок, выводящий отработанные газы в дымоход.
К патрубку приваривается труба для вывода дыма
В двух местах (вверху и внизу) водяного контура привариваются патрубки диаметром 4–5 см, необходимые для подключения котла к дальнейшей отопительной системе. Нарезается резьба, для чего используется лерка.
Проверка сварочных швов, в случае надобности - устранение огрехов.

После создания металлического корпуса твердотопливного котла можно приступать к изготовлению и установке распределителя воздуха:

Воздухораспределитель может быть выполнен в виде блина с приваренными швеллерами

Это один из простейших способов изготовления твердотопливного котла. Существуют усложнённые схемы, используемые в промышленных и бытовых моделях.

Видео: Сборка твердотопливного котла

Конструктивные особенности пиролизных агрегатов

Изготовление пиролизного твердотопливного котла длительного горения происходит по аналогичному шаблону: сварка корпуса, воздухораспределителя, установка фурнитуры и т. д. Основное отличие от классического устройства - наличие двух камер. В первой сгорает топливо, во второй догорают пиролизные газы. Для такого котла очень важно обеспечить постоянный приток кислорода. Это можно сделать при помощи вентилятора.

Твердотопливные пиролизные котлы с нижней камерой сжигания различаются по особенностям конструкции и сгорания топлива.

В моделях с наддувом создаётся нагнетание воздуха вентилятором. В нижней камере возникает повышенное давление. В таком котле можно использовать любой бытовой вентилятор, вплоть до компьютерного кулера, главное - исключить очень сильный наддув.
В котлах с дымососом устанавливается вытяжной вентилятор, создающий недостаточное давление. Обеспечивается максимально полное сгорание газов и оптимальная работа устройства.

Пиролизные агрегаты с верхней камерой считаются более продуктивными. Они обеспечивают медленное и равномерное прогорание топлива. Некоторые промышленные дровяные котлы могут работать около двух суток. При закладке такой же порции угля срок работы увеличивается до недели.

Видео: Особенности работы

Установка самодельного котла и разгонная топка

Для установки отопительной системы может потребоваться специально оборудованное место. В жилых помещениях ставить такую конструкцию не рекомендуется: увеличивается опасность пожаров, утечек. Соответствующие службы могут наложить штраф. Очень часто самодельные агрегаты устанавливаются в теплицах, технических и рабочих помещениях.

При установке твердотопливного котла следует руководствоваться некоторыми требованиями:

Расстояние от котла до стен должно быть более 25 сантиметров. Это минимизирует риск возгорания и улучшает воздухообмен в помещении.
Желательно оборудовать под котлом собственный негорючий фундамент. Можно уложить асбестовую или бетонную плиту.
В помещении с установленным пиролизным твердотопливным котлом должна быть качественная вентиляционная система. Постоянный приток свежего воздуха необходим для работы отопительной системы этого типа.
Во избежание утечек и возгораний дымоход, через который уходит отработанный газ, должен быть заизолирован. В качестве изолирующего материала можно использовать обычную фольгу или минеральную вату.

После сборки и установки твердотопливного котла необходимо совершить пробную загрузку, называемую разгонной топкой. Загружать топливо в первый раз следует до начала отопительного сезона. В случае выявления неисправностей останется некоторое время до приведения системы в должное состояние.

Твердотопливный котёл может работать практически на любом топливе. Для разгонной топки следует использовать тот вид топлива, который планируется для постоянной загрузки. Топка заполняется полностью, до выходной трубы. Чтобы топливо лучше прогорало, можно брызнуть немного стандартной жидкости для розжига.

Котёл зажигается с помощью длинной щепы или лучины, через открытую заслонку. Пока не началось тление загруженного топлива, заслонку нельзя закрывать. Затем её можно прикрыть. Если скорости сгорания недостаточно для оптимальной работы отопительного устройства, заслонка приоткрывается для улучшения тяги. При первой топке загруженное твёрдое топливо должно целиком прогореть. О том, что началось стабильное тление, можно узнать по дыму, появившемуся из дымохода. В процессе сгорания отдельных слоёв топлива труба воздухораспределителя будет опускаться, по ней также можно определить скорость тления.

Самостоятельное изготовление котла длительного горения - это реальность, которая доступна каждому вне зависимости от того, новичок вы в его изготовлении или нет. Главное, не забывать о пожарной безопасности: ведь каждый отопительный прибор - потенциально опасное устройство.

Система отопления частного дома – это сложная схема разводки труб, сердцем которой является отопительный котел. В нем нагревается теплоноситель, который под действием законов физики или при помощи циркуляционного насоса перемещается по трубам, попадает в радиаторы, где отдает свое тепло, и остывшим возвращается опять в котел. И процесс этот повторяется до бесконечности.

Современный рынок котельного и отопительного оборудования предлагает сегодня огромный ассортимент нагревательных приборов. К сожалению, цена многих моделей не всем по карману. Поэтому перед частью потребителей встает вопрос, можно ли сделать котел отопления своими руками, будет ли этот самодельный прибор работать так же эффективно, как заводские аналоги? Сделать котел можно, если вы хороший сварщик и работать он будет не хуже.

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.

Наличие акта – это гарантия, что разрешение вам все-таки дадут.

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.

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.

Самое главное, найти чертежи, в которых указаны размеры отопительного прибора.

Изготовление корпуса

Итак, в первую очередь подготавливаются детали будущего агрегата. Из трубы 425 мм будет изготавливаться корпус отопительного прибора. Для небольшого отопительного котла высота в 1,0-1,2 м с учетом небольшого диаметра – это оптимальный вариант.

Режем трубу по этим размерам с помощью газового резака. Края обрабатываем болгаркой.

Теперь необходимо в корпусе вырезать два отверстия: под топку и для поддувала. Они должны быть прямоугольными. Для топки подойдет размер 20х10 см, для поддувала 20х3 см. Они располагаются один над другим, топочное отверстие выше.

Расстояние от края трубы до поддувала в пределах 5-7 см. Между отверстиями расстояние – 5 см. Края отверстия обрабатываются болгаркой. Вырезанный кусок стенки трубы для топки будет использован в качестве дверцы. Его края также зачищаются.

С помощью резака вырезаются еще два отверстия под патрубки подачи и обратки диаметром 25 мм. Отверстия располагаются друг напротив друга. При этом отверстие обратки вырезают сбоку котла над топкой: от топочного отверстия на расстоянии 15 см.

На расстоянии 5 см только от верхнего края корпуса вырезается отверстие для подачи теплоносителя. Тут же к этим отверстиям можно приварить два сгона.

Из металлического листа вырезаются три блина: два диаметром 425 мм, один диаметром 412 мм. Последний будет установлен внутрь корпуса, а так как толщина стенки трубы составляет 6 мм, то на диаметр выпадает 12 мм, плюс 1 мм на свободное вхождение.

В одном из блинов диаметром 425 мм и в круге 412 мм по центру вырезается отверстие диаметром чуть больше 100 мм. Готовится дымоход из трубы 100 мм. Для этого режется отрезок 120-130 мм. Из трубы 25 мм нарезаются кусочки длиною по 50 мм для ножек котла. Из арматуры делается решетка для зольника, за основу берется размер внутреннего диаметра корпуса.

Сборка отопительного агрегата

В первую очередь к блину 412 мм приваривается дымоход. Затем внутри корпуса на высоте 30-35 см от топочного отверстия необходимо приварить временные упоры. Это может быть проволока или арматура. На них сверху опускается блин с дымоходом.

Основные стыки

А вот теперь самый важный момент – надо сварить между собой блин и корпус котла. Проварить шов надо обязательно с двух сторон и сделать это необходимо качественно. Этот стык есть сопряжение топки и водяного бака.

Следующий этап касается топочной камеры. С обратной стороны от дымохода внутрь корпуса вставляется готовая решетка из арматуры.

Затем из уголка 25 мм вырезаются болгаркой несколько кусков, которые привариваются внутрь котла между топочным отверстием и поддувалом. Это будут упоры, на которые ляжет решетка.

Нижняя часть корпуса

И последнее. Необходимо приварить блин 425 мм к нижнему краю корпуса, приварить к нему четыре ножки из трубы 25 мм высотою по 5 см. Далее привариваются петли, на которые навешивается дверца топки.

Конструкция для задвижки поддувала

Конструкция может быть разной: в виде обычной дверцы, в виде шибера (это заслонка, которая перемещается в плоскости отверстия), в виде поворотной заслонки с отверстиями в корпусе. Продаются готовые изделия, которые просто привариваются по месту.

Можно сварить цельную конструкцию своими руками и прикрепить ее к котлу. Из всех предложенных вариантов самый простой – это или дверца, или шибер.

Тестирование и подключение к системе

Твердотопливный котел для отопления дома готов. Теперь необходимо его проверить. Для этого на один из сгонов накручивается заглушка, а во второй заливается вода. Если через сварные швы вода не проходит, то сварка была проведена на высоком уровне.

Опасаться, что во время работы отопительный агрегат потечет, не стоит. Готовый агрегат подключается к системе отопления загородного дома. То есть, соединяются сгоны с патрубками подачи и обратки теплоносителя.

Проводится монтаж дымохода. Обратите внимание, что этот элемент прибора должен выходить вертикально вверх. Если так расположить его не удается, то отводов должно быть минимальное количество.

В неотапливаемом чердаке его придется утеплить.

Первая растопка

Очень важно правильно провести первую топку. При этом нельзя использовать большое количество топлива. Небольшая закладка должна протопить сам агрегат, особенно это касается дымохода. При резком повышении температуры на его стенках может образоваться конденсат, который превратится в деготь, сужая диаметр. А это понижение тяги, которая отвечает за корректную работу отопительного прибора.

Регулировка зазора

В процессе топки регулируется зазор в поддувало. Надо найти оптимальный размер, который обеспечит топочную камеру необходимым количеством свежего воздуха (кислорода).

Обязательно обращайте внимание на высоту закладки. Ее верхний край должен располагаться на расстоянии 20 см от внутреннего блина. Это расстояние обеспечит оптимальное сжигание дров или угля. При этом дым и угарные газы беспрепятственно будут выводиться через дымоходную трубу.

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.

Другие варианты

Для отопления дома может быть изготовлен в виде куба из металлического листа толщиною 4 мм. Это более сложная конструкция, в которой придется собирать отдельную топочную камеру. Получится, что в корпус котла устанавливается камера сгорания. А между стенками двух конструкций будет циркулировать теплоноситель. Это более эффективный вариант, но сложный в изготовлении. В нем много сварных швов, что снижает надежность и безопасность эксплуатации.

Для водяного отопления частного дома разработано много конструкций отопительных приборов. Своей эффективностью и непритязательностью в обслуживании выделяются шахтные котлы. Их стоимость довольно высокая, поэтому многие умельцы повторяют в домашних условиях заводские модели или изготовляют по собственному проекту.

Шахтный котел – конструкция и принцип действия

Шахтный отличается от других продолжительностью горения и особенностями устройства. Часто подбрасывать топливо не требуется, он имеет топливную камеру большого объема, горение медленное. Разработано два вида шахтных котлов: с обычным горением и пиролизный. Каждый имеет сходное устройство из двух камер: в одной сжигается топливо, во второй устроен теплообменник.

Шахтный котел с обычным сгоранием более простой по устройству. Половину всего объема занимает топка высотой почти на весь агрегат, но небольшой ширины и глубины. Сбоку или сверху находится люк для загрузки топлива. Топочное отделение при взгляде сверху внутрь напоминает шахту, отсюда такое название. Под топочной камерой находится зольник, отделенный от нее колосником. Через зольниковую дверку открывается доступ не только к нему, но и к топке. Шибером, расположенным под дверкой, регулируется поступление воздуха.

Вторая важная часть – камера с теплообменником, наполненным водой или, если котел не используется для , жаротрубный. Газы поступают в нее из топливника через отверстие и выходят через дымоход, попутно нагревая теплообменник. Из него вода по трубам поступает в систему или горячий воздух прогревает помещение.

Пиролизный котел шахтного типа имеет схожую конструкцию, но изготавливается с некоторыми дополнительными элементами:

1. Камерами, в которых сгорает и догорает угарный газ. Располагаются снизу теплообменного пространства, стенки обложены шамотным кирпичом.
2. Несколько труб с большим количеством маленьких дырочек. Через них подается воздух для камер сгорания и догорания.
3. Вверху у стенки расположены задвижки для разделения двух камер.

Принцип действия пиролизного котла несколько другой. При топке ограничивают поступление воздуха, медленное горение вызывает образование большого количества газов, которые поступают в дополнительные камеры и сгорают. В котлах сжигают любое твердое топливо: уголь, дрова, пеллеты. Одной закладки угля хватает для пяти суток, дров – не более тридцати часов. За счет полного сгорания такие котлы обладают высоким КПД – до 90%.

Устройство продолжительного горения – классическая схема

Предлагаемая конструкция имеет мощность 22 кВт, КПД 75%. Работает на дровах 10 часов без догрузки, на угле – сутки. Топка имеет объем 83 литра до нижнего края загрузочного отверстия. Котел оборудуется автоматикой польского производства: блоком управления с термодатчиком KG Elektronik SP-05 и вентилятором DP-02. Общий вид показан на чертеже.

Работает устройство следующим образом:

1. В топливник загружаются дрова и поджигаются. Дверцы закрываются герметично.
2. На блоке управления выставляется требуемая температура нагрева, не менее 50°. Нажимается кнопка блока и вентилятор начинает нагнетать воздух.
3. Когда достигается выставленная температура, прекращается подача воздуха вентилятором. Дрова медленно тлеют, тепла дают очень мало.
4. Через некоторое время температура падает. Вентилятор опять включается и продолжается горение.

Электронный блок регулирует процесс горения, который происходит при максимальной эффективности. Тление практически отсутствует, применяются режимы интенсивного горения и ожидания.

На следующем рисунке показан вид изнутри.

Твердое топливо сжигается по классической схеме: тепло напрямую передается на стенки водяной рубашки и свод бака. В него вмонтирован теплообменник, забирающий тепло от газов. В топку черех воздуховод снизу подается подогретый воздух. Топливо, загруженное в больших количествах, обеспечивает продолжительное время работы котла. В ожидании, когда отключается вентилятор, воздух полностью перекрывается гравитационной заслонкой, срабатывающей от автоматики, естественная тяга перекрывается.

Чертеж демонстрирует заднюю часть с жаротрубным теплообменником.

Изготовление отопительного прибора – последовательность сборки

При сборке своими руками пользуемся чертежами, придерживаемся указанных размеров. Последовательность следующая:

1. Вырезаем из 4-миллиметрового металла корпус: днище, боковые стенки, крышку, дверные проемы. Все прихватывается к днищу, которое выпускается в стороны, как на чертеже. Внутри сваркой закрепляем уголки, которые послужат полочкой для колосника.
2. Стыки тщательно провариваем и приступаем к водяной рубашке из металла 3 мм. Она отступает от стенок корпуса 20 мм и, чтобы установить ее, привариваем на корпус стальные полосы. К ним привариваем обшивку.
3. Установка жаровых труб сверху котла. Прорезаем отверстия в тыльной и передней стенках, вставляем несколько труб, завариваем на торцах.
4. Вырезаем дверцы, привариваем изнутри две полосы, между ними укладываем асбест для уплотнения. Колосники размером 360×460 мм нарезаем из уголков и привариваем к полочкам наружным углом.
5. В стенки бака врезаем штуцеры на подающий и обратный трубопроводы, патрубок дымового канала. Ввариваем воздуховод из профильной трубы 40×60 мм. К нему через фланец будет крепиться вентилятор. Воздушный вход осуществляем через заднюю стенку.
6. Привариваем дверные петли и закладки для крепления декоративного каркаса. Бак котла обертываем базальтовым утеплителем, закрепляем шнуром. Крепим каркас саморезами к закладкам, устанавливаем дверцы.

На воздуховод устанавливаем вентилятор, электронный блок сверху котла, а датчик прячем под утеплитель.

Шахтный пиролизный котел – особенности устройства

Котлы с дополнительными камерами для полного сжигания газов, образующихся в процессе топки, эффективнее классических котлов длительного горения. Газы выделяются при высокой температуре и, благодаря особому устройству котла, полностью сгорают, давая дополнительное тепло. Дрова используются только очень сухие, на мокром топливе система не работает. Использование дровянных пеллет позволяет автоматизировать их подачу.

Приступая к изготовлению отопительного котла, следует тщательно изучить схему, понять работу, ознакомиться с рабочими чертежами. В любую конструкцию можно внести некоторые изменения, которые не касаются принципиального устройства. Изменения связаны, как правило, с внешними размерами, подключением и вызываются конкретными условиями. Предлагаем чертежи пиролизного котла мощностью 40 кВт, который можно взять за основу для самостоятельного изготовления.

На схеме обозначены: A – контроллер; B – загрузочная дверца; C – зольник; D – дымоотсос; E – место установки датчика; F – патрубок для установки предохранительного клапана; G – труба горячей воды; H – защитный теплообменник – холодная вода; K – теплообменник – горячая вода; L – обратка; M – расширитель.

Чтобы сделать котел, понадобится:

листовой металл толщиной 4 мм;
труба толстостенная диаметром 32 мм, 57 мм, 159 мм;
профильная труба 30×60 мм и 40×80 мм;
электронный блок управления, вентилятор.

Количество материалов рассчитываем исходя из конкретных размеров изделия. Для большей наглядности рассмотрите вид корпуса пиролизного котла изнутри.

При первом пробном запуске определяем КПД конструкции, легче всего это делается по дыму: если не чувствуется запах угарного газа, КПД высокий. Вместо водяного контура иногда используют котел с воздушным обогревом. Такая система выгодна для дач, где хозяева бывают наездами, и воде в системе отопления грозит размораживание. Горячий воздух подается по трубам, а поступает самотеком от пола. Устанавливаем шахтный котел на прочном бетонном фундаменте.

Вариант из кирпича и металла – дешевле и проще

Облегчит и удешевит создание шахтного котла с нижним горением применение кирпича. Из металла делаем только теплообменник вертикального типа. Его можно изготовить

из листового материала;
из листов металла с врезкой труб;
только из труб.

Наибольшая эффективность чисто трубного теплообменника, но он и самый трудный в изготовлении. Внешний вид показан на рисунке, размеры подбираются изготовителем.

На прочном бетонном фундаменте выкладываем поддувальную камеру, устанавливаем колосник. Ставим теплообменник, делаем вокруг него кладку стенок из качественного кирпича. При кладке устанавливаем две дверки. Нижняя дверца ставится так, чтобы можно было поджечь топливо и очистить топку и поддувало от золы. Можно установить две отдельные дверки вместо одной большой. Верхняя дверка служит для загрузки дров, угля, ее можно расположить на лицевой части котла, а можно сверху в виде люка.

На рисунке внизу показан общий вид шахтного котла со стенками из кирпича.

Несколько замечаний по кладке кирпичных стен котла и монтажу. Достаточной будет толщина облицовки в полкирпича. Теплообменник выставляем, чтобы выход горячей воды оказался в самой высокой точке. Это предотвратит создание воздушных пробок, улучшит циркуляцию воды. Кладка проводится с перевязкой швов, поднимается на 2–3 см выше обменника. Дымовую трубу выкладываем из кирпича или устанавливаем из металла.

Отопительный котел на твердом топливе станет удобным выходом там, где нужно создать действительно эффективную систему обогрева при условии присутствия других видов энергоносителей. Однако, перед желающими организовать свой быт часто встают несколько трудностей, ограничивающих возможность покупки готового инженерного решения.

В этом случае можно пойти более хлопотным путем с качественным результатом – сделать твердотопливный котел своими руками и выполнить монтаж батарей отопления . Хотя на это уйдет время и некоторое количество денежных средств, полученное решение будет идеально не только в плане отопления дома, но и в отношении оптимального расположения.

Наиболее приемлемые случаи работы

Создавать твердотопливный котел отопления я своими руками – идеальный способ организации тепла в помещении для тех, кто не имеет возможности вносить изменения в архитектуру здания, устраивать отдельную котельную и так далее. Также это станет удобным выходом для тех, кто желает убрать старую дровяную печь. Место можно использовать с пользой.

К поиску чертежей твердотопливного котла для работы своими руками прибегают те, кто физически не может обеспечить необходимые условия для тех готовых решений, которые предлагаются к продаже. К примеру, агрегаты промышленного исполнения достаточно требовательны:

есть критерии по давлению в системе циркуляции;
необходимо обеспечить тягу, для чего сооружается дымоход с четкими условиями к конструкции;
часто мощность избыточна, поэтому за котлом необходим постоянный надзор;
иногда эффективность агрегата серийного исполнения зависит от того, что входит в его обвязку.

Созданный своими руками твердотопливный отопительный котел обладает рядом преимуществ, которые для некоторых могут оказаться решающими:

возможно размещение на месте старой печи, с использованием готового дымохода;
сборка и подключение ничем не ограничиваются, можно использовать существующие структуры;
оптимально подбирается мощность под размер отапливаемого помещения;
структура отопления может быть сформирована на любом принципе циркуляции – гравитационной или принудительной;
форма устройства ничем не ограничена, котел может быть идеально размещен в свободном пространстве;
конструкционное решение может быть создано с учетом используемого топлива – дрова, уголь;
устройство создается, учитывая желательный режим работы – варьируется размер топки, объем и площадь теплообменника.

Как таковая, схема твердотопливных котлов для выполнения своими руками не существует. Есть ряд принципов построения и рекомендации по конструкционным решениям отдельных узлов. Остальное – ничем не ограниченная свобода творчества, а также расчет, базирующийся на характеристиках системы отопления и площади помещений.

Некоторые замечания по выбору материалов

Чтобы коэффициент полезного действия котла на твердом топливе, особенно самодельного, был выше, следует соблюдать несколько рекомендаций, относящихся к материалам конструкции. Следование простым правилам увеличит общий срок службы изделия.

Чтобы обеспечить качественное сгорание топлива, стенки топки должны быть сделаны из материала с как можно меньшей теплопроводностью. Идеален кирпич, а в случае создания стенок из стали, лучше всего использовать схему с прокладкой теплоизолятора (бетон, песок) между двух стенок корпуса.
Сталь, используемая при конструировании узлов котла, должна иметь толщину минимум 4 мм.
Дымоход из металла, в зависимости от побочного применения, имеет требования к толщине стенок. Если он используется только для отвода продуктов сгорания, сталь должна быть как можно толще. Это замедлит прогорание. Если же применяется «титан» как накопитель воды для горячего водоснабжения, дымоход делается из листового металла 4 мм. В этом случае, для обеспечения надлежащей тяги, нужно наращивать длину вертикального участка.
Конструкция котла должна предусматривать два регулятора режима работы. Задвижка дымохода обеспечивает баланс тяги и напрямую влияет на скорость сгорания топлива. Нижняя дверца котла, как источник подачи свежего воздуха, отвечает за качество «топливной смеси» в камере сгорания, которая состоит из кислорода и топочного газа.

Делаем устройство самостоятельно

Чтобы определить план работ, нужно учитывать, что оптимальная схема твердотопливного котла, который будет работать в том числе, как источник горячей воды должна включать в себя три основных элемента:

нагревательный блок, состоящий из топки, зоны накопления золы и дымохода;
тепловой аккумулятор, который служит для поддержания режима циркуляции, стабилизирует температуру жидкости в системе, позволяя достаточно неравномерный режим работы котла;
накопитель горячей воды – «титан», откуда будет браться жидкость для бытовых и гигиенических нужд.

Особых требований к конфигурации всех систем не существует. Приблизительные цифры можно определить так.

Итоговую мощность котла можно рассчитать по нормативным документам. Цифра очень приблизительная, основана на объеме топки, но не учитывает характер тяги и отклонения в теплоотдаче топлива.
Емкость теплоаккумулятора можно выбрать, исходя из рекомендаций по формированию обвязки твердотопливных котлов промышленного исполнения.
Титан рассчитывается по приблизительной потребности в горячей воде. Для него обязательно условие присутствия системы безопасности в виде клапанов для стравливания давления.

Идеальный материал для создания корпуса – кирпич. Но многие предпочитают делать конструкцию из металла. Способ проще, требует меньшего набора навыков, поэтому будем рассматривать именно его, поскольку основная часть, касающаяся теплообменника, не изменится.

Для работы понадобятся:

сталь листовая, толщиной 5 мм и больше;
металлический уголок;
решетка колосников, можно купить готовую, нужного размера или сварить ее самостоятельно;
дверцы топки и накопителя золы;
заслонка дымохода;
нержавеющая сталь листовая – нужна для создания теплоаккумулятора и накопителя горячей воды;
песок речной или просеянный строительный;
сварочный аппарат, желательно с низкой мощностью;
болгарка;
дрель, сверла по металлу;
рулетка, шило, угольник, спиртовой строительный уровень.

Металл можно приобрести на специализированных базах, торгующих металлопрокатом. Многие из них предоставляют услуги резки, поэтому полезно заранее рассчитать конструкцию, чтобы приобретать почти готовые детали.

Так как конструкция из металла довольно тяжелая, сборку лучше осуществлять непосредственно там, где будет расположен агрегат. В итоге, после проведения всех работ по сварке, получится блок, который представлен на фото твердотопливного котла, он, кстати, также сделан своими руками.

Детали создания теплообменника

Существует две базовые конструкции, представленные на схемах ниже:

Принцип работы совершенно одинаковый. Разница в материалах, из которых изготовлены узлы. Блок из труб требует большей квалификации, точности отрезки, а также проведения достаточно сложных сварочных работ. Схема с плоскими накопителями легче в изготовлении, но повышает требования к самому нагревательному блоку. Для достижения оптимальных условий в камере сгорания, потребуется очень хорошая тяга, достаточное количество топлива до достижения рабочего режима.

Монтаж теплообменника в камере сгорания производится при соблюдении простого условия – расстояние до стенок корпуса должно составлять не менее 10 мм. Зная параметры корпуса, который уже изготовлен, можно максимально точно просчитать параметры конструкции обменника.

Подвод труб обратки и подачи системы отопления ничем не лимитирован. Иногда ввод обратки производится спереди котла, там же делается и сливной отвод для ликвидации воды в случае проведения ремонтных работ или тогда, когда помещение оставляется на зиму без отопления. На видео про отопительный котел, который делается своими руками показано, как создать теплообменник и осуществить его монтаж внутри корпуса.

В зависимости от тяги и конфигурации, можно варьировать конструкцию теплообменника. Он может быть следующих типов:

с горизонтальным или вертикальным расположением труб;
плоскостенный, вытянутый по вертикали или горизонтали;
так называемый «шахтный», когда ось конструкции расположена под углом. Такой теплообменник применяется редко, для него требуется специфическая конструкция топки, переходящей в наклонный дымоход.

Выполняем подключение разумно

Собранный своими руками твердотопливный отопительный котел подсоединяется к системе отопления совершенно обычными способами, с применением стандартных правил обвязки. Чаще всего используется гравитационная циркуляция, поэтому можно следовать простым правилам организации системы:

котел располагается как можно ниже относительно радиаторов отопления;
для регистров используются трубы большого диаметра;
трубопроводы должны располагаться под легким уклоном;
расширительный бачок обязателен, располагается в самой верхней точке системы;
обязательна возможность сброса давления, слива и добавления теплоносителя в систему;
количество уголков, поворотных зон трубопроводов должно быть минимальным.

Также можно применять любые обвязки, использующие насосы принудительной циркуляции. Однако, такие схемы потребуют наличия постоянного энергопитания, что может быть недостижимо. Поэтому для твердотопливного котла, сделанного самостоятельно, идеальной будет обвязка, основанная на модели гравитационной циркуляции. У нее в контур обратки включен насос принудительной циркуляции с возможностью автоматического переключения на прямой трубопровод при отсутствии напряжения. Такая система будет уверенно работать во всех случаях.

Естественно, такая работа потребует довольно много времени, рекомендуется привлекать специалистов для сварки теплоаккумулятора и теплообменника. Однако, можно получить оптимальный результат. Котел идеально подойдет к месту, будут соблюдены все требования по мощности, что может быть очень удобно в отдельных случаях.

Сегодняшний рынок заполнен предложениями об экономичном изделии с водяным контуром для отопления помещений. По заявлениям производителей оно способно при минимальных затратах на топливо максимально долго сохранять тепло в жилье. Такое оборудование очень удобно в использовании в тех местах, где нет возможности применить альтернативный вид отопления (например, согрев природным газом).

Однако стоимость этого изделия далеко не всегда радует дешевизной, поэтому выгодным вариантом будет взять чертеж твердотопливного котла и собрать его самостоятельно.

Разбираемся в конструкции

Огромный ассортимент материалов и доступность информации позволят не испытывать сложностей с изготовлением котла.

Но любой самодельный агрегат, в том числе и твердотопливный котел, требует для сборки знаний тонкостей конструкции и производственного процесса.

Что необходимо иметь

Для выполнения работ понадобится:

эскиз;
навык выполнения сварочных работ;
умение пользоваться газовым резаком;
навыки конструктора для того, чтобы правильно выполнить разметку и раскрой материала;
навыки каменщика;
, работающий на твердом топливе, потребует умения пользоваться электрическими инструментами: например, резьба болгаркой или электроножницами по металлу.

Сбор материала

Для того чтобы приступить к работе, необходимо запастись материалом. Обязательно понадобятся:

огнеупорный кирпич, строительный песок (глина);
трубы прямоугольного и круглого профиля, листовой металл;
колосники;
дверки для топочного и зольного отверстия;
чугунная плита для приготовления пищи;
водонагреватель и насос для циркуляции воды;
гравий или щебень, вода.

Инструменты

Производственный процесс не обойдётся без болгарки (электрических ножниц по металлу), сварочного аппарата. Также понадобится газовый резак, для работы которого необходим кислородный баллон и баллон с пропаном.

Также стоит запастись маркером по металлу, уровнем, метровой линейкой, шпателем, щипцами, пассатижами, электрической дрелью с набором свёрл. В целях безопасности обязательно нужно подготовить средства индивидуальной защиты - маски и очки. Можно приступать к работе.

Особенности конструкции

Обычное оборудование подобного типа состоит из теплообменника, загрузочного бункера, дымохода, блока управления, форсунки, камеры отвода горячих газов и камеры сгорания.

Самодельный котел, работающий на твердом топливе, в зависимости от положения теплообменника может быть горизонтального и вертикального типа.

В оборудовании горизонтального типа он монтируется в кирпичный корпус. В то время как в оборудовании вертикального типа теплообменник устанавливается на прочный бетонный фундамент.

На фундаменте выстраивается поддувальная камера из кирпича. Над камерой монтируется колосниковая решётка.

Принцип работы

Принцип действия этого оборудования основан на нагревании воды в системе при помощи тепла от сжигания топлива. Подробно процесс работы представлен такими этапами:

в камеру сгорания загружается топливо. К слову, в виде него могут использоваться торфяные брикеты, уголь, дрова, пеллеты, опилки и прочее;
нагретый воздух поднимается вверх и выводится через дымоход;
в процессе движения этот воздух нагревает теплообменник, а он осуществляет нагрев воды;
нагретая вода вытесняет из системы холодную - происходит циркуляция и остывшая вода возвращается в область теплообменника.

Объём камеры сгорания должен соответствовать номинальной мощности оборудования или же максимальной отапливаемой площади. Это прямая зависимость.

На практике ещё придётся учитывать сезонность, пики потребления горячей воды, функциональную сложность системы отопления или горячего водоснабжения. Камера отвода горячих газов выполняет функции выходного коллектора, который выводит продукты горения по дымоходу.

Повышение КПД

Чтобы повысить КПД агрегата, необходимо учитывать особенности теплообменника, а также полноту и период сгорания топлива. Чем больший размер будет иметь площадь теплового контакта, тем больше тепла будет передано воде от сгорающего топлива. От эффективности сгорания топлива зависит процесс нагрева воды до нужной температуры. Поэтому к расчёту конструкции необходимо отнестись со всей ответственностью - она должна быть безопасной и надёжной.

Эти свойства оборудования напрямую зависят от качества корпуса: он должен быть изготовлен из жаропрочной стали толщиной не менее 5 мм. В случае если для корпуса используется лист из чугуна, то его толщина может быть более 8 мм. Для внутренней системы рекомендуется использовать трубы диаметром до 50 мм с толщиной стенки от 3 до 4 мм.

При конструировании надо продумать сужение водопровода от направления движения горячей воды в сторону холодной и расширение его в обратном направлении. Для этого придётся использовать трубы меньшего диаметра, например, 25 мм.

От теории к практике

Чаще желающие смастерить оборудование своими руками останавливают выбор на вертикальном твёрдотопливном котле. Процесс изготовления будет рассмотрен на примере твёрдотопливного котла для отопления дома площадью 100 м2. Эта система состоит из семи радиаторов и разводки системы водопровода.

Этапы

Итак, делаем теплообменник:

изготавливаем вертикальные основания теплообменника. Для этого берём четыре профильные трубы длиной по 30 см каждая, которые будут располагаться со стороны камеры сгорания;
в них газовым резаком делаем по четыре отверстия диаметром 5 см. Неровности убираем угловой шлифовальной машинкой (болгаркой). Должно получиться восемь отверстий;
в трубах, которые будут находиться в задней части оборудования, проделываем четыре отверстия диаметром 40 мм и четыре диаметром 50 мм. Все они должны располагаться со стороны соединения с передними стойками. В результате должно получиться по восемь отверстий;
в профильной трубе длиной 500 мм вырезаем отверстие для крепления патрубка, через который будет происходить вывод отработанной воды;
в верхней части задней стойки делаем отверстие для подачи воды в систему.

Сборка

После чего приступаем к сборке теплообменника. Вертикальные основания соединяются профильной трубой. Для этого её кладём на установленные перпендикулярно поверхности основания. Места соединения провариваем сваркой. Всю эту конструкцию с обратной стороны соединяем профильной трубой с отверстиями для отвода воды. В результате получаем переднюю стенку теплообменника.

Далее вертикальные основания устанавливаем перпендикулярно, и свариваем четырьмя трубами круглого сечения. Получается задняя стенка теплообменника. Переднюю и заднюю стенки соединяем между собой. Для этого надо подвести продольные трубы к отверстиям и проварить их, а затем к конструкции привариваем патрубки для подачи и вывода воды. Стыки завариваем с использованием кусочков металла и проверяем прочность теплогенератора.

После проверки прочности сварки закрываем пробкой патрубок для отвода воды, а в отверстие для подвода заливаем воду. Проверяем герметичность сварочных соединений на видимые протечки.

Корпус

Изготовление корпуса тоже потребует усилий. Для этого из листов жаропрочной стали вырезаем восемь стенок – 2 передние, 2 задние и 4 боковые. Площадь каждой из них должна быть 850 х 300 мм. Все замеры производим метровой линейкой, отрезаем материал болгаркой. После чего вырезаем две пластины размером 450 х 450 мм: одну для днища, другую для верхней плиты котла.

Делаем два отверстия под дверки в передней стенке: первое - на уровне колосника для поджигания топлива и очистки камеры сгорания, а второе – немного выше по уровню для загрузки топлива. В работе используем дрель и болгарку. Из листа нарезаем рёбра жёсткости длиной 80 см.

Монтаж котла

После того как будет изготовлен теплообменник и подготовлены детали для корпуса, можно приступить непосредственно к монтажу самого оборудования. Лучше всего это делать на том месте, где будет стоять самодельный котёл на твёрдом топливе. Конструкция получится очень тяжёлой и неподъёмной.

Что надо будет сделать:

выкладываем кирпичный фундамент, на который затем устанавливаем нижнюю пластину из стального листа;
вертикально по периметру нижней пластины устанавливаем внутренние стенки теплогенератора;
внутрь этого корпуса помещаем колосники и сам теплообменник. Здесь надо учесть, что труба для отвода воды должна быть ниже трубы для её подвода;
устанавливаем внешние стенки;
между внутренними и внешними стенками располагаем слой промытого и прокалённого песка для повышения КПД;
привариваем рёбра жёсткости с внешней стороны котла, а на верхнюю часть корпуса прикрепляем оставшийся лист;
устанавливаем дверки в отверстия и монтируем дымоотвод.

На поверхность конструкции можно установить чугунную плиту и получить возможность приготовления пищи. Или вместо неё приспособить сделанный своими руками нагреватель для воды. В результате всех мероприятий получится экономичный и надёжный самодельный котёл на твёрдом топливе.