Устройство котла на твердом топливе своими руками


Устройство котла на твердом топливе своими руками
Устройство котла на твердом топливе своими руками



Устройство котла на твердом топливе своими руками

Какое самое дешевое топливо для котла? Разумеется это газ. Поэтому все владельцы домов и коттеджей в большинстве своем предпочитают установку газовых котлов отопления – дешево и сердито. Однако не на всех просторах нашей необъятной Родины осуществлена газификация. Поэтому в некоторых регионах люди вынуждены отапливать дома по старинке – на дровах, угле, пеллетах и пр. Если вы поинтересуетесь стоимостью твердотопливного котла, то цифра вас неприятно удивит – она начинается от 50.000 рублей и выше. Мы же предложим вам создать твердотопливный котел своими руками. Вам понадобятся некоторое оборудование, ну и, конечно же, полезные способности мастера.

Содержание

Материалы и инструменты

Итак, проведите осмотр своего арсенала в гараже и на даче и найдите следующее.

Материалы:

  • Пластины для создания топки – из жаростойкой стали 4-5мм.
  • Листы стали 2-3 мм – из них будет изготавливаться корпус устройства.
  • Стальные трубы – они понадобятся для создания теплообменника. Их диаметр и длина будут рассчитаны, исходя из вашей конкретной ситуации.
  • Металлические трубы – из них в дальнейшем будет сооружаться дымоход.
  • Решетка колосника и варочная плита.
  • Дверца зольника и камеры сгорания.
  • Жаростойкий кирпич.
  • Цементный раствор.

Инструменты

  • Сварочный агрегат – лучше к нему также запастись пучком электродов.
  • Аппарат для газовой резки.
  • Трубогиб.
  • Болгарка с дисками.
  • Рулетка, уровень, маркер.

Виды твердотопливных котлов

На сегодняшний день доступны 4 вида котлов на твердом топливе, которые отличаются не только конструкцией, но и значением КПД, сложностью схемы и обслуживанием. Для начала ознакомимся с общей схемой работы каждого из этих 4 видов.

Классический твердотопливный котел

котел твердотопливный, классический вариант, устройство внутреннееКлассический твердотопливный котел

Они оснащаются теплообменником из чугуна или стали: КПД таких котлов составляет около 85%. Принцип работы прост: в топку загружаются дрова (любое другое твердое топливо). Во время их горения нагревается бак с водой, которая в дальнейшем поступает в систему отопления и ГВС. А дым, который образуется в процессе сгорания, удаляется через дымоход.

Пеллетный котел

Пеллетный котел, внутренне устройствоПеллетный котел

КПД такого котла уже чуть выше и составляет 90%. К преимуществу такого вида котлов относится автоматизация работы, так как подача топлива по мере его сгорания производится системой бункер + шнек. Однако это преимущество и стало недостатком: такая конструкция очень сложна в изготовлении.

Пиролизные котлы

конструкция, пиролизный котелПиролизный котел

КПД таких котлов составляет уже около 92%. Повышается оно за счет того, что весь процесс горения разделен на 2 этапа: на первом сгорает само топливо при недостатке кислорода. В результате этого процесса выделяются пиролизные газы, которые поступают в другую камеру. Там происходит сгорание этих газов и также выделение тепла в результате этого. Именно это и способствует увеличению эффективности работы котла, а также достижению экономии в расходе топлива.

Котлы длительного горения

котел длительного горения, схема, принцип работыКотел длительного горения

Как вы наверняка поняли из названия, главная особенность этого оборудования – в длительном процессе горения. Это означает, что топливо вам нужно подкладывать реже, чем для других видов котлов (1 раз за 2-3 суток). Дело в конструктивной особенности котлов: процесс сгорания топлива делится на несколько этапов. Сперва большой объем топлива медленно тлеет в топке с минимумом подачи кислорода. В результате этого тления образуется газ, который далее подается в камеру сгорания и там загорается из-за активной подачи кислорода. Прогорание дров в таких котлах начинается с верхней части. Это способствует выработке большего количества тепла.

Схема работы котла на твердом топливе

Как проектировать устройство, не зная его принцип работы и основные детали? Разумеется, это невозможно. Поэтому сперва мы узнаем, а как же происходит непосредственно весь процесс сгорания топлива, нагрева воды и пр. Стоит отметить, что здесь и далее мы будем разбирать схему работы классического котла на твердом топливе.

Камера сгорания – именно с нее начинается работа котла. Вы открываете дверцу камеры и закладываете внутрь порцию топлива. Работающая горелка начинает процесс горения топлива.

Объем камеры сгорания можно определить несколькими способами. 1. Рассчитать его под свои условия (формулы в достатке предоставлены на просторах интернета). 2. Взять себе готовый расчет (объем камеры сгорания в зависимости от площади отопления, мощности котла, особенности системы отопления, схемы обвязки и пр.)

Камера отвода горячих газов – является частью камеры сгорания. Именно через нее горячие газы транспортируются в верхнюю часть котла к дымоходу для дальнейшего выведения их наружу.

Теплообменник – сердце любого котла отопления. Именно через него проходит теплоноситель и нагревается, а далее поступает в систему. Но все по порядку. После того как горячие газы, образованные в процессе горения, идут на «выход», по пути они и проходят через теплообменник, передавая ему тепло. А он далее передает это тепло протекающей через него воде.

Далее горячий теплоноситель просто теснит холодную воду, циркулируя таким образом по все системе отопления. Возвращается он обратно в котел уже холодным. По сути вся работы устройства основана на законе термодинамики.

Все вышеописанные узлы и детали заключены в корпус котла, который изготавливается из прочной листовой стали толщиной 4-6 мм.

Что влияет на КПД самодельного котла на твердом топливе?

Конечно хочется, чтобы будущая самодельная конструкция не подкачала и функционировала с максимальной для нее теплоотдачей. И кое-что сделать вполне в ваших силах, но сперва разберемся, от чего в первую очередь зависит эффективность. Есть 2 основополагающих фактора:

  1. Особенности конструкции теплообменника

Чем больше площадь пластин теплообменника, тем быстрее теплоноситель будет нагреваться, проходя через него и до более высокой температуры.

  1. Длительность горения топлива и полнота сгорания

Топливо должно сгорать полностью, выделяя при этом газ. Если конструкция котла недоработана или неверно рассчитана, то дрова (уголь, пеллеты и пр.) будут сгорать неполностью. А это, в свою очередь, приведет к тому, что вода будет нагреваться медленно и до невысоких температур. Чтобы такого не допускать, ко всем этапам проектирования и создания котла нужно подходить максимально ответственно.

Сталь для корпуса котла должна быть толщиной 5 мм и более. Лучшим выбором будет жаростойкая марка стали, однако она и стоит, конечно, дороже. Толщина должна быть еще и такой, чтобы котел не сильно нагревался и не работал на отопление помещения в прямом смысле слова своим корпусом. Поэтому среднее значение толщины стенок корпуса для котла должно составлять 8 мм.

Трубы для внутренней обвязки котла лучше брать с толщиной стенок 3-4 мм и диаметром 50 мм.

Диаметр труб, по которым движется теплоноситель, должен изменяться. Чтобы жидкость быстрее циркулировала, нужно уменьшать диаметр труб на пути движения горячей воды к батареям (от 50 мм до 25 мм). И расширять их на обратном пути, когда холодная вода будет поступать к котлу.

Варианты теплообменников для самодельного котла

Как мы уже сказали, от конструкции и качественного исполнения теплообменника зависит КПД котла. Конечно хочется, чтобы он работал эффективно, а для этого нужно подобрать схему его изготовления. Как вы сами понимаете, таких вариантов довольно много, однако мы рассмотрим только 2 наиболее эффективных на наш взгляд. Приступим.

Вариант №1

Теплообменник, сделать самостоятельно, для котла на твердом топливеТеплообменник для твердотопливного котла

1 – прямоугольные трубы 60х40 мм. 2 – круглые трубы 50 мм. 3 – круглые трубы 40 мм. 4 – труба отвода нагревшейся воды 50х50 мм. 5 – труба возврата холодной жидкости 50х50 мм.

Габариты: а = 36 см; б = 40 см; в = 300 мм; г = 80 см.

Это будет теплообменник горизонтального типа, для изготовления которого нам понадобятся трубы 2х типоразмеров – прямоугольные 60х40 мм и круглые, где d= 40 и 50 мм.

Прямоугольные трубы служат для создания каркаса, а уже потом к ним привариваются круглые. Кроме того прямоугольные трубы будет намного удобнее крепить между собой, по сравнению с круглыми.

Изучите схему и заготовьте требуемое количество труб нужной длины.

Оптимально, если толщина стенки труб для теплообменника будет равна 3 мм, а лучше все 5 мм.

  • Чтобы собрать конструкцию в единое целое, вам придется болгаркой вырезать в прямоугольных трубах отверстия под круглые трубы. Делаем это следующим образом: с той стороны теплообменника, которая будет ближе к топочной двери, вырежьте 4 отверстия диаметром 50 мм в вертикально стоящих трубах. Сделать это можно как резаком, так и сварочником.
  • С другого торца нам также нужно в вертикальных стойках подготовить 4 дырки с d= 50 мм (в грани шириной 60 мм.) и 4 отверстия с d=40 мм – в грани шириной 40 мм.
  • Далее вырезаем отверстия для подсоединения труб, отвечающих за подачу и отвод теплоносителя.
  • Все отверстия готовы? Тогда собираем конструкцию целиком. Удобнее будет разместить ее, положив одним торцем на пол, чтобы трубы были перпендикулярно торцу и поверхности пола. Привариваем все трубы, не забывая о трубах для подачи жидкости.
  • Не забываем заваривать торцы прямоугольных труб небольшими железными кусочками.
  • Проверяем теплообменник на наличие протечек: через одно отверстие заливаем воду, второе перекрываем и оставляем его так на некоторое время. Если утечек не обнаружено, то теплообменник готов к дальнейшей эксплуатации.

Вариант №2

теплообменник, чертеж, самостоятельное изготовлениеТеплообменник для котла на твердом топливе: второй вариант

1 и 3 – трубы подачи холодной жидкости в теплообменник и отвода горячего теплоносителя соответственно, диаметр 50 мм; 2 и 4 – прямоугольная труба 60х40 мм; 5 – трубы d= 40 мм; 6 – листы стали толщиной 3-5 мм; 7 – укрепляющая поперечина из прямоугольной трубы.

Как вы уже успели заметить, в этом случае круглые трубы заменяются на листовой металл толщиной 3-5 мм. Принцип работы абсолютно идентичен варианту №1. Отверстия проделываются УШМ и ею же зашлифовываются.

Пошаговая инструкция по изготовлению твердотопливного кирпичного котла

котел на твердом топливе, кирпичный, чертежКирпичный котел на твердом топливе: общая схема

Вообще кирпичный твердотопливный котел считается одним из наиболее эффективных и несложных по конструкции котлов. На его примере мы и разберем тему самостоятельного выполнения.

Сперва мы чуть подробнее убедимся, что кирпичный котел действительно так хорош.

  • Простая и надежная конструкция
  • Сравнительно несложный процесс его изготовления – так как основной строительный материал – это кирпич, то сварочных работ за весь процесс предстоит не так уж и много.
  • Многозадачность – такой котел по своему внешнему виду будет похож на печь. А значит его можно будет приспособить и под некоторые аналогичные печные задачи, а именно – под приготовление пищи. Кроме того он сможет отапливать помещение, в котором сам и находится.

Итак, приступаем к рабочему процессу. Учтите, что теплообменник мы уже изготовили (надеемся вы выбрали подходящую для вас схему).

Шаг 1. Такой котел является стационарным. То есть вы заранее должны выбрать помещение, в котором он будет располагаться, а также место. В этом месте залейте фундамент специально под котел (бетонная плита + цементный раствор + каркас из арматуры + кирпичная кладка). Сверху подготовленного фундамента проложите рубероид – он будет служить изоляционной прокладкой.

Шаг 2. С помощью огнеупорного кирпича формируем нижнюю часть нашего будущего котла: низ камеры топки и зольник с дверцей. Не забудьте, что они разделены колосниковой решеткой.

Шаг 3. На выложенное основание монтируется теплообменник таким образом, чтобы он шел на подъем к точке забора горячего теплоносителя. Помните про главное правило: между кирпичом и стенками теплообменника должен быть минимальный зазор в 10-20 мм. Патрубки подачи и удаления теплоносителя должны выдаваться за пределы стенок корпуса.

теплообменник, установка, кирпичный котел на твердом топливеМонтаж теплообменника кирпичного котла на твердом топливе

Расположите котел так: все точки верхней части теплообменника должны располагаться ниже отметки выхода горячего теплоносителя. Разница в высоте между наиболее низкой точкой ТО (верхний правый угол передней части котла) и верхней точкой отвода жидкости должна составлять 10-15 мм.

Это поможет во время дальнейшей эксплуатации котла избежать образования воздушного затора в отопительной системе.

Шаг 4. Дверцу для загрузки топлива делаем в передней части топик. В задней части нужно оставить место для дымоходного отверстия.

Шаг 5. Варочная плита (если вы все-таки хотите использовать устройство и по этому назначению) или обычный лист металла кладется сверху топочной камеры. В свою очередь, поверх плиты или листа кладется слой кирпичей или выкладывается свод камеры.

Шаг 6. Теперь принимаемся за дымоход. Обычно он располагается в верхней или боковой части котла относительно топочной камеры. Сам дымоход выполняется или из железной трубы, или из кирпича (формируется проход). Если вы хотите использовать трубу, то см. шаг 4 – именно для нее вы оставили отверстие.

Шаг 7. Очередь дымовой заслонки: она устанавливается в теле дымохода.

Шаг 8. Теперь дайте раствору схватиться и полностью высохнуть. Только после этого произведите подключение всех труб котла.

Горизонтальный твердотопливный котел из бочки

твердотопливный котел, стальной, из бочки на 200 литровСхема горизонтального котла на твердом топливе

Другим альтернативным кирпичному котлу вариантом является стальной котел.

Воду он нагревает за счет «водяной» рубашки: одна труба располагается в другой трубе и омывается теплоносителем.

Главный плюс горизонтального котла – длительный процесс горения. Из-за горизонтальной конструкции можно загружать большое количество топлива, которое будет медленно гореть, выделяя тепловую энергию. Это позволит не так часто наведываться в котельную для дополнительной подзаправки. Согласитесь это очень удобно.

Итак, поэтапно изготавливаем котел из железной бочки.

  • Подберите отрезок стальной трубы таким образом, чтобы ее диаметр отрезка был на 16-24 см меньше диаметр вашей бочки (по бокам между котлами должно остаться 8-12 см). Длина отрезка должна равняться длине основного корпуса.
  • Располагаем нижнюю часть камеры сгорания, зольник и решетку колосника внутри подобранного отрезка трубы. Решетку можно сварить из плотных стальных пластин. Нижнюю часть топки лучше проложить огнеупорным кирпичом.
  • Теперь закупориваем большую емкость, приваривая с обоих концов круги из стали. Далее привариваем ножки, на которых котел будет стоять.
  • В переднем торце в области внутренней трубы УШМ вырезаем будущие дверцы топки и зольника.
  • В заднем торце, то есть с противоположной стороны, вырезается отверстие под дымоход и сваркой фиксируется фланец для его последующего монтажа.
  • В нижней части большой бочки нужно проделать проход для трубы, подающей холодную жидкость в теплообменник. Аналогично в задней части – для отводящей трубы.
  • Чтобы уменьшить теплопотери, обвяжите корпус будущего оборудования теплоизоляционным материалом.
  • Подключите получившуюся конструкцию и проверьте ее на наличие протечек, а потом проведите пробный запуск.

Вертикальный твердотопливный котел из бочки

котел на твердом топливе, своими руками, из железной бочки, вертикальная модельВертикальный твердотопливный котел

Теперь рассмотрим по порядку процесс создания вертикального устройства.

  • В центральную часть железной бочки вваривается железная заслонка из листового металла 3-5 мм. Она будет отделять верхнюю часть, где нагревается жидкость, и нижнюю, где сгорает топливо.

Не забудьте перед этим в заслонке проделать отверстие: к нему подсоединяется внутренняя труба (сваркой). Она идет насквозь от топочной камеры к верхней части устройства.

  • В верхней части приварите круглый лист с заранее вырезанной прорезью для монтажа внутреннего дымохода и фланца для установки наружного дымохода.
  • Приварите ножки для последующего устойчивого расположения котла.
  • Прорежьте отверстие для монтажа входной трубы в нижней части бочки и приварите ее. На колпаке самой бочки проделайте аналогичные операции по монтажу отводного патрубка. Проверьте полученную конструкцию на герметичность.
  • В низу бочки подготовьте отверстия для будущих дверок зольника и топки.
  • Разместите топочную камеру, зольник и колосниковую решетку в нижней части бочки. Если решетки нет, то можете воспользоваться огнестойким кирпичом.
  • Не забудьте про теплоизоляцию, которой нужно обмотать корпус котла.
  • Подсоедините котел к системе отопления и водоснабжения и проведите пробны запуск.

Как повысить КПД работы самодельного твердотопливного котла

Конечно, что и говорить – самодельное устройство не сможет сравниться с заводской моделью. Последняя разработана и рассчитана на экономичное потребление топлива, удобную эксплуатацию и обслуживание. Ну и, конечно же, высокий КПД. Сами понимаете, в домашних условиях вы не сможете воссоздать полностью аналогичное устройство. Однако и в наших силах немного повысить качество нагрева воды твердотопливным котлом, изготовленным своими руками. И вот несколько полезных советов:

  • Сделайте трубу отвода газов длиннее. В идеале, если дистанция между топочной камерой и высшей точкой дымохода составляла 7 метров и больше. Это возможно, если смонтировать устройство в подвале.
  • Монтаж запасного теплового щитка. В его конструкции должна быть предусмотрена дополнительная труба извилистой формы для отвода газов горения. Располагаться этот щиток должен непосредственно над котлом.
  • Установка резервного бака с водой. Он будет нагреваться от тепла продуктов сгорания. Так у вас будет запас воды, которую можно будет использовать на любые свои нужды.
  • Установка циркуляционного насоса. Это проверенный метод, который повышает эффективность системы на 20% минимум.

Изготовление твердотопливного котла: видео

Более подробно весь процесс создания твердотопливного котла своими руками вы можете увидеть в следующем сюжете:

Заключение

Помните о том, что к работе над этим проектом стоит приступать, если у вас есть навыка мастера сварки. В противном случае все работы по сварке нужно будет заказывать на стороне у специалиста или не стоит браться за проект вовсе. Однако если вы уверены в своих силах, то самодельный агрегат позволит вам отопить свой дом и сэкономить приличную сумму денег на покупке заводской модели.

Удачи!


Источник: http://bulkaet.ru/tverdotoplivnyj-kotel-svoimi-rukami-vidy-sxemy-chertezhi.html




Устройство котла на твердом топливе своими руками

Устройство котла на твердом топливе своими руками

Устройство котла на твердом топливе своими руками

Устройство котла на твердом топливе своими руками

Устройство котла на твердом топливе своими руками

Устройство котла на твердом топливе своими руками

Устройство котла на твердом топливе своими руками

Устройство котла на твердом топливе своими руками

Похожие новости: