Изготовление твердотопливных котлов длительного горения своими руками: чертежи и процесс сборки

Твердотопливный котел своими руками

Рассмотрим на примере наиболее популярного котла с верхним горением (рис.3). В случае необходимости размеры можно менять пропорционально указанным в чертеже. Отличительной особенностью конструкции является труба, которая служит регулятором подачи воздуха и теплообменником одновременно. Газы, выделяемые в процессе тления топлива, поднимаются вверх и воспламеняются в верхней топке.

Для изготовления необходимы материалы, описанные в разделе 2: трубы, листовая сталь, уголок, утеплитель, асбокартон, электроды.

Первый этап самодельного котла включает следующие шаги:

1. Сваривают цилиндрический корпус из трубы диаметром 45 см длиной 150см.
2. Днище закрывают вырезанным из листовой стали кругом с помощью сварки.
3. В трубе нижнего диаметра (нижняя часть) вырезают прямоугольное отверстие под дверку зольника. Ее можно изготовить также из стального листа или приобрести готовую под размер.
4. Топка располагается в верхней части, под ее дверку также вырезают прямоугольник. Дверку обязательно изолируют асбокартоном и асбошнуром по периметру. Все дверки должны закрываться задвижками.
5. Из профильной трубы сваривают патрубок для выхода дыма, который будет вставляться в дымоход.

Важно! На поверхности патрубка из-за перепада температур будет образовываться влага (конденсат), ведущая к коррозии, поэтому сварочные швы должны быть высокого качества

1. К корпусу котла приваривают ножки из равнополочного уголка.
2. Вырезают верхнюю крышку диаметром 46 см, которая будет одеваться сверху на цилиндрический корпус.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Второй этап – производство теплообменника:

1. Из металлического листа сваривают трубу теплообменника диаметром 40 см длиной 130 см.
2. Вставляют ее в цилиндрический корпус, фиксируют зазор в 5 см между трубами, благодаря чему будет образовываться «водяная рубашка».
3. Разница в длине труб теплообменника и наружной должна быть не менее 20см. Трубу в трубе фиксируют сваркой, используя заготовленные металлические кольца.
4. В верхней и нижней зоне водяной рубашки устанавливают патрубки: один – для подачи, другой – для выхода теплоносителя. Для их изготовления используют трубу диаметром 5 см, на внешней стороне накручивают резьбу, через которую они будут подсоединены к трубам отопительной системы.
5. Распределительную трубу, через которую будет подаваться воздух, сваривают из металла большей толщины, чем для корпуса и теплообменника (не менее 5 мм диаметром 6 см). Длину трубы делают на 10 см меньше длины трубы теплообменника (120 см).

Важно! Распределительная труба находится в зоне высоких температур и со временем деформируется и прогорает, поэтому для ее изготовления используется металл толщиной 5 мм и более

1. Труба вставляется в подготовленный диск с готовым отверстием. Металлический стальной диск диаметром 38 см приваривается к трубе.
2. К основанию диска приваривают минимум 4 уголка, выполняющие роль крыльчатки.
3. К верхней части трубы устанавливают задвижку для порционной подачи воздуха и приваривают петлю, на которой фиксируют цепь для поднятия трубы.

Внимание! Чтобы улучшить теплообмен в верхней части трубы устанавливают вентилятор для принудительного наддува

Как правильно собрать котел

После выполнения двух основных этапов приступают к завершающему.

Третий этап – сборка котла:

1. Выбирают место установки котла, проверяют уровнем, чтобы не было никаких перепадов, которые могут ухудшить работу теплогенератора.
2. Крышку с распределительной трубой натягивают на корпус, предварительно проложив асбошнур. Крышку можно также приварить к корпусу.
3. Дымовой патрубок вставляют в дымоход.
4. Через выходящие патрубки с резьбой котел подсоединяют к системе отопления дома.
5. Систему заполняют водой и выполняют проверку работы котла при неполной его загрузке.
6. Если тест прошел нормально, котел загружают на полную мощность.

Принцип работы котла

Прежде всего, давайте уясним, как именно дрова и другие виды твердого топлива можно заставить гореть дольше? Первое, что приходит на ум – увеличить объем закладки, то есть сделать топку более вместительной.

Действительно, если обычный котел при мощности в 20 – 22 кВт оснащается топкой объемом чуть больше 50-ти л, то у приборов с длительным горением при той же мощности этот показатель достигает 100 – 150 л, а у некоторых «мастодонтов» – более 250 л.

Котёл длительного горения Буржуй – принцип работы

Но простой эксперимент покажет, что данная мера сама по себе положительного результата не даст, нужно придумать еще что-то. Есть несколько вариантов.

Обеспечить котел принудительной подачей воздуха (вентилятором)

Идея состоит в следующем: котел горит, как обычно, но при достижении температурой теплоносителя максимальных значений воздушная заслонка наглухо перекрывается. При этом жар в топливе еле теплится – котел переходит в режим ожидания и почти не производит тепла.

Когда температура теплоносителя падает до определенного значения, заслонка открывается.

Но чтобы дрова при этом снова разгорелись, воздух нужно подать принудительно, ведь тяга-то почти отсутствует. Для этого нам и нужен вентилятор. Недостатков у такого решения два:

• для работы котла необходимо электроснабжение;
• в конструкции имеются покупные компоненты: вентилятор, приводящий его в действие контроллер и термодатчик (такие наборы выпускаются многими производителями).

Поджигать топливо не снизу, а сверху

Такая технология получила название «верхнее горение». Идея проста: благодаря конвективным потокам огонь стремится двигаться вверх и гораздо менее охотно распространяется вниз, так что топлива при верхнем горении хватит на более долгий срок. Чтобы еще больше замедлить горение, воздух подается тоже сверху – строго в зону горения.

Превратить твердое топливо в газообразное

Очень эффективное, но при этом крайне простое решение.

Какие-либо химические препараты или сложное оборудование не потребуются.

Оказывается, если дрова или другую органику нагреть до высокой температуры при ограниченном доступе кислорода (чтобы не загорелись), они начнут разлагаться на различные газообразные вещества (такая смесь называется древесным газом), многие из которых способны гореть.

Таким образом, топку котла нужно будет разделить на две части: в одной будет происходить газогенерация (пиролиз), в другой – сжигание древесного газа.

Такая схема не только позволит котлу дольше работать на одной закладке, но и обеспечит более полное сгорание древесины (более высокий КПД и сравнительно чистый выхлоп). Да и золы в газогенераторных котлах остается очень мало.

Как сварить котел отопления своими руками

Схема изготовления котла длительного горения с теплообменником

До того как самому сварить котел отопления, нужно определиться с его конструкцией. Предпочтительно, чтобы она соответствовала современным требованиям к безопасности и эффективности работы. Поэтому в качестве примера будет рассмотрен котел пиролизного типа, изготовленный самостоятельно.

Как правильно сварить котел отопления подобного типа? Помимо сварочного аппарата для этого потребуются следующие материалы и инструменты:

• Листовая сталь, марки которой подбираются из данных таблицы, показанной выше. Для камеры сгорания толщина металла должна составлять 3-4 мм. Корпус можно сделать из стали меньшей толщины – 2-2,5 мм;
• Трубы для изготовления теплообменника. Их оптимальный диаметр 40 мм. Такой размер позволит быстро нагреть теплоноситель. Количество регистров — от 3 до 6;
• Как сварить котел отопления без режущего инструмента? Лучше всего для разрезания листов стали использовать «болгарку» со специальными дисками по металлу;
• Дверцы для топочной камеры и поддувала. Также нужно приобрести чугунные колосники. Это необходимо сделать заранее, так как по размерам комплектующих будут изготавливаться проемы и крепежные части котла;
• Уровень, рулетка и карандаш (маркер) для нанесения разметки;
• Защитный инвентарь – перчатки, маска сварщика, прозрачные рабочие очки и одежда из плотного материала с длинными рукавами.

Для наглядности можно посмотреть, как сварить отопление в частном доме. Видео или фотоматериалы помогут в работе, так как в них наглядно показаны все этапы и особенности их выполнения. Однако это нужно сделать только после составления чертежа и подготовки всех инструментов и комплектующих. Это относится ко всем этапам изготовления комплектующих, так как сварить отопление своими руками, включая котлы, регистры, гребенки, невозможно без правильной схемы.

Важно также подготовить место работы до того как сварить отопление в гараже. Чаще всего процесс изготовления проходит именно в нем. Для начала нужно обеспечить максимальное свободное пространство, убрав лишние предметы

Для начала нужно обеспечить максимальное свободное пространство, убрав лишние предметы.

В целях безопасности также из гаража следует вынести легковоспламеняющиеся жидкости – бензин, масло и т.д. И только после этого можно приступать к работе — сваривать отопление в гараже. Правильная сварка котла отопления заключается в изготовлении двух составляющих – непосредственно корпуса котла и теплообменника.

Теплообменник

Теплообменник для котла отопления

Этот элемент изготавливается до того, как сваривается котел отопления. Впоследствии он будет установлен в конструкцию, которая будет напрямую зависеть от его фактических габаритов.

Конструктивно он представляет собой 2 прямоугольных бака, соединенных между собой трубопроводами. Оптимальная толщина материала должна составлять 3-3,5 мм. Это связано с высокими температурами, которые будут воздействовать на поверхность. Специфику его изготовления можно посмотреть на видео — как сварить отопление в частном доме.

На листах стали делается разметка конструкции согласно чертежам. Сначала вырезается задняя панель и к ней приваривается перегородка для отведения дровяных (угольных) газов. На этом этапе нужно быть очень осторожным, так как сварной шов не всегда может обеспечить должное крепление. Затем к перегородке и задней стенке приваривается боковая и нижняя.

Нужно отметить, что самому сварить котел отопления довольно проблематично. Поэтому эту работу рекомендуется выполнять вдвоем. В особенности это касается этапа установки готового теплообменника. Его патрубки помещаются в заранее подготовленные отверстия, а трубы точечно привариваются к внутренним стенкам котла.

Нередко стоит вопрос — как сварить отопление внутри гаража без принудительной вентиляции. Для этого работы должны проводиться только с открытыми воротами, чтобы обеспечить нормальный приток свежего воздуха.

Основной проблемой самодельных конструкций является низкая эффективность работы. Для увеличения КПД рекомендуется делать двойные стенки, между которыми устанавливается базальтовый огнеупорный теплоизолятор. Сварить подобный котел своими руками для водяного отопления можно, но для этого нужно предусмотреть дополнительный расход материала. Сначала изготавливаются двойные стенки, которые заполняются утеплителем. Затем дальнейшая технология сварки конструкции полностью соответствует вышеописанной.

Особенность конструкции

Любой котел длительного горения оснащен камерой внушительного размера, куда закладывается топливо. Чем большей камерой оснащен котле, тем большее количество времени будут прогорать дрова.

Сегодня можно встретить две технологии, реализуемые в ТТ котлах длительного горения, которые успешно конкурируют между собой. Это принцип Булерьян и метод Стропува.

Из-за высокой цены Стропува и сложности конструкции, этот метод не так популярен в России. А вот по методу Булерьян народные умельцы с большой самоотдачей конструируют агрегаты для отопления дач и загородных домов.

Схема ТТ котла

Котел по методу Булерьян выглядит следующим образом: металлический корпус, внутри которого находятся две камеры. В нижней камере происходит сжигание топлива, а во второй – сжигание газа, поступающего по трубку из первой камеры.

Дверца для загрузки топлива находится в верхней части корпуса котла, так как вся нижняя часть отведена под большую закладку ресурсов.

В верхней части котла располагается дымовой патрубок, который соединяется с дымоходом. В нижнюю часть встраивается зольная камера, через которую происходит очистка котла.

Следует упомянуть еще про один нюанс. В стандартных печах зольник выполняет роль поддувала, через которое задувается воздух, необходимый для горения. Здесь же зольная камера абсолютно герметична, так как воздух поступает через верхнюю воздушную камеру, играющую роль рекуператора.

Поставку кислорода в котел регулирует заслонка, расположенная вверху воздушной камеры. По мере сгорания дров, топливо постепенно оседает и распределитель опускается. Это обеспечивает беспрерывную подачу кислорода.

При новой загрузке топлива, достаточно просто потянуть вверх, возвратив распределитесь в его исходное положение. По положению этого рычага можно легко определить, сколько еще топлива осталось в котле и когда осуществлять следующую загрузку.

Отдельно следует сказать об экологичность этого варианта отопления. Из-за полного сжигания топлива и газов, в атмосферу практически не выбрасывается углекислый газ.

Основные элементы ТТ котла длительного горения

Основные элементы ТТ котла:

1. Топочная камера. Это является главным элементом любого котла и печи, где происходит непосредственное сжигание топлива.
2. Камера сгорания газов. Сюда поступают горячие газы от тлеющих дров.
3. Зольник – здесь собирается пепел. Этот узел необходимо систематически чистить, чтобы поддерживать котле в технически исправном состоянии.
4. Дымоотвод – узел, через который выводятся продукты сгорания наружу.

устройство котла

Все эти узлы заключены в стальной корпус, который изготавливается из листового металла толщиной в 5-6 мм.

Пошаговая технология изготовления твердотопливного нагревателя

Теперь разберемся, как сделать котел собственноручно. Конечно, сложную высокоэффективную модель твердотопливного агрегата сделать не получится, потому что это можно реализовать только в условиях производственных помещений и при соблюдении технологических параметров. Однако простой котел из трубы своими руками можно собрать. Такой агрегат будет не только отапливать дом, но и удовлетворит потребности в горячем водоснабжении.

Инструменты и материалы

Чтобы собрать водяной котел своими руками, заранее готовят все необходимое для работы:

• небольшую болгарку со шлифовочным диском и отрезными насадками;
• сварочный аппарат;
• защитные очки;
• молоток;
• электродрель и набор сверл для работы по металлу;
• газовые ключи номер 1 и 2;
• отвертки;
• набор накидных и рожковых ключей;
• угольник;
• пассатижи.

Для изготовления колосников нужна сталь толщиной не менее 0,7 см, а для всех остальных конструкций достаточно стали толщиной не менее 0,5 см.

Нужны материалы:

• для изготовления каркаса подготавливают стальной уголок с полками 50х50 мм толщиной 5 мм;
• если решено делать накопительную емкость, то для нее нужна листовая нержавеющая сталь;
• толстостенные стальные трубы сечением 3,2-5 см необходимы для сборки теплообменника.

В зависимости от конструкции котла могут понадобиться и другие материалы, а также различные приспособления.

Сборка теплообменника и корпуса

В процессе изготовления дровяного котла своими руками особое внимание уделяют корпусу, потому что он выполняет функции топочной камеры и служит основой всего агрегата. Топку лучше делать с двухслойными стенками с песчаной засыпкой между ними. Для повышения жесткости конструкции используют металлический каркас

В передней стенке топки при помощи газового резака или болгарки прорезают два проема: один – под зольник, а второй – для загрузки топлива

Для повышения жесткости конструкции используют металлический каркас. В передней стенке топки при помощи газового резака или болгарки прорезают два проема: один – под зольник, а второй – для загрузки топлива.

После изготовления топочной камеры начинают сборку теплообменника. Заготовки прямой и полукруглой конфигурации соединяют между собой сваркой для получения змеевика

Важно добиться компактных размеров и максимальной протяженности змеевика для увеличения площади теплообмена

Комплектация конструкции

После изготовления всех составляющих элементов агрегата начинают сборку котла. Лучше это делать сразу на месте установки твердотопливного нагревателя, поскольку габаритную и тяжеловесную конструкцию будет потом сложно транспортировать в котельную.

Обычно агрегат устанавливают на прочное бетонное основание. Причем в процессе изготовления фундамента под котел устанавливают закладные детали с анкерами, к которым впоследствии приваривают агрегат. Сначала на основании закрепляют каркас, а после этого устанавливают наполнение котла и его обшивку. В местах сварных соединений делают фаски, а сами сварные швы очищают от шлаков и шлифуют.

В подготовленный и закрепленный корпус устанавливают колосниковые решетки и теплообменник. Последний элемент посредством сварки подключают к отопительному контуру дома. Для естественной циркуляции теплоносителя змеевик устанавливают с небольшим уклоном. Установку накопительной емкости из нержавейки лучше поручить специалистам, имеющим специальное оборудование. То же самое касается ее изготовления.

После установки всех комплектующих корпус котла нужно окрасить. Два слоя красочного покрытия надежно защитят агрегат от коррозии. Для работы лучше использовать термостойкую краску, а поверхность перед окрашиванием загрунтовать.

По окончании всех монтажных работ самодельный твердотопливный котел нужно опрессовать струей воды под высоким давлением. Если в процессе опрессовки появилась течь, то это место нужно дополнительно заварить, а затем провести тестирование водой еще раз. Только после этого переходят к пусконаладочным работам.

Самодельный котел в процессе эксплуатации нужно периодически очищать от золы, собирающейся в топке, а также прочищать дымоход. В принципе, вся конструкция может похвастаться долговечностью, надежностью и простой использования.

Полезные советы по изготовлению ТТ котла

• Если вы хотите  сделать ТТ котел  универсальным  с позиции  использования сырья, то для топочной камеры используйте трубу из жаропрочной легированной стали.

  Можно значительно сократить расход  на строительство  агрегата, если  взять бесшовную стальную  трубу 20 марки.

• Прежде чем устанавливать котел на место, которое определено  под этот агрегат, проведите первую растопку на улице, оборудовав котел  временным  дымоходом. Так вы убедитесь в надежности конструкции  и  увидите, правильно ли собрали  корпус.
• Если в качестве  основной камеры  вы будет  использовать газовый баллон, то учитывайте, что  такой агрегат  вам  обеспечит  горение  на 10-12 часов из-за небольшого количества закладываемого топлива. Итак небольшой объем пропанового баллона уменьшится после  срезания крышки и зольника. Чтобы  увеличить  объем  и  обеспечить  большее время горения, необходимо использовать  два баллона. Тогда  объема топочной камеры точно  хватит  на обогрев большого помещения, и не нужно  будет  закладывать дрова каждые 4-5 часов.

• Чтобы дверца зольника плотно закрывалась, не давая доступа воздуху, нужно ее хорошо герметизировать. Для этого по периметру дверцы проложите асбестовый шнур.

  Если  вы будет  выполнять  в котле дополнительную  дверцу, которая позволяет «дозагружать» топливо  не снимая крышки, ее тоже нужно  плотно герметизировать с помощью асбестового шнура.

Для эксплуатации ТТ котла, схему которого мы прилагаем  ниже подходит  любое твердое топливо:

• каменный и бурый уголь;
• антрацит;
• дрова;
• древесные пеллеты;
• брикеты;
• опилки;
• сланцы с торфом.

По качеству топлива особых  указаний нет – подойдет любое. Но  учитывайте, что при большой влажности топлива, котел  не даст большой коэффициент полезного действия.

Выводы и полезное видео по теме

Советы по выбору котлов для дома:

Котлы, поддерживающие горение в течение длительного времени, являются превосходной альтернативой агрегатам, которое работают на дорожающем топливе.

Да, они не могут похвастаться компактностью, а также простотой эксплуатации. Но оборудование этого класса отличается высокой эффективностью, что позволяет сэкономить свое время и ощутимую денежную сумму. Но только при условии грамотного проектирования системы отопления.

Поделитесь своим мнением по поводу эксплуатации котлов и полезными сведениями, не упомянутыми в статье. Не исключено, что в вашем распоряжении есть ценная информация, которая пригодится посетителям сайта. Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото в расположенном ниже блоке.