Твердотопливные котлы своими руками: схема твердотопливного котла, размер самодельного отопительного котла, проект, чертеж, как сварить котел длительного горения, как сделать

Твердотопливные котлы своими руками: схема твердотопливного котла, размер самодельного отопительного котла, проект, чертеж, как сварить котел длительного горения, как сделать

Как сделать твердотопливные котлы своими руками виды, пошаговое руководство по монтажу

Современные твердотопливные котлы – это технологические установки, позволяющие качественно отапливать частный дом, экономя при этом природные ресурсы. В этой статье мы расскажем о том, как собрать твердотопливный котел своими руками, а также о том, какие бывают разновидности таких агрегатов.

Каков реальный КПД твердотопливных котлов

Производители отопительного оборудования, и в частности твердотопливных котлов, предлагают широкий ассортимент продукции с различными характеристиками.

Исходя из конструкции твердотопливного котла, всю продукцию можно разделить на такие группы:

    традиционные отопительные приборы; дровяные котлы с пиролизным сжиганием (газогенератор); длительное горение; пеллеты.

Традиционный твердотопливный котел, в том числе котел самодельный, напоминает печь или печь с самыми необходимыми элементами – топочной камерой, дверцей, зольником и дымоходом. Благодаря зольному ящику можно регулировать тягу в дымоходе, открывая и закрывая заслонку. Такие конструкции считаются достаточно надежными, поскольку в них отсутствуют какие-либо технологические элементы, такие как датчики температуры или термометры, автоматика или электроника. В этом случае основным элементом конструкции твердотопливного котла является теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю. Теплообменник может быть трубчатым или выполнен в виде бака из цельного стального листа.

Однако есть и более сложные устройства, которые тоже можно отнести к классу традиционных. Они снабжены перегородками и заслонками, благодаря которым тягу было легче регулировать, а горячий воздух уходил на большее расстояние, пока не выходил в дымоход. Такие перегородки существенно повышают КПД котла, поскольку больше тепловой энергии передается теплоносителю, а не только «уходит в дымоход». Следует понимать, что КПД котла – очень важный показатель.

Для таких котлов можно использовать практически любое топливо – дрова, уголь, пеллеты и даже мусор. Самое главное, чтобы он был максимально сухим. По КПД котлы простой конструкции не могут похвастаться КПД 50%, а в большинстве случаев он составляет всего 15-20%. Проблема в том, что топливо сгорает слишком быстро, не успевая передать всю тепловую энергию воде в теплообменнике. В результате в дымоход просто уходит больше тепла или его избыток вызывает выкипание теплоносителя. Например, топливо нужно добавлять в топку каждый час, а угля хватает на 2-4 часа, но он все равно сжигается с избытком энергии и большими тепловыми потерями.

Современные котлы с перегородками и заслонками более экономичны и эффективны. Они могут регулировать температуру горения, а одной загрузки топлива хватает на 8-12 часов работы. Поэтому КПД таких агрегатов часто достигает 80%.

Котлы с пиролизным типом горения

Для пиролизных котлов также используется твердое топливо, в частности дрова, однако принцип их работы принципиально отличается от описанных выше установок. Они отапливают дом намного дольше и эффективнее, а топливо расходуется экономнее. Соответственно, стоимость таких агрегатов примерно в 1,5-2 раза выше остальных.

Секрет газогенераторных котлов (пиролизных) в том, что под воздействием высокой температуры и недостатка воздуха древесина превращается в древесный уголь, выделяя пиролизный газ.

Температура, необходимая для этой реакции, составляет от 200 ° C до 800 ° C. Он выделяет большое количество энергии, которая сушит дерево и нагревает воздух. Пиролизный газ проходит по трубам в камеру сгорания, где он смешивается с воздухом и воспламеняется, выделяя большую часть тепла.

Активные угли принимают участие в окислительном горении пиролизного газа, поэтому дым, выходящий из дымохода, состоит в основном из углекислого газа и водяного пара – содержание вредных компонентов незначительно. Кроме того, пиролизные котлы выделяют значительно меньше выхлопных газов, чем обычные устройства. Поскольку топливо сгорает практически без остатка, пиролизные котлы нуждаются в чистке крайне редко.

Стоит отметить, что довольно высокая температура горения может быть достигнута даже при наличии необработанной древесины, но в этом случае КПД котла снизится почти вдвое, а значит, такой же рост расхода топлива.

Благодаря автоматизации можно регулировать интенсивность горения в таком котле, чтобы сэкономить топливо и получить оптимальную температуру в помещении.

Следует помнить, что сделать котел отопления из пиролиза твердого топлива своими руками довольно сложно и очень опасно. В случае ошибок сборки такая установка может взорваться.

Топливные агрегаты длительного горения

Идея создания твердотопливных котлов длительного горения своими руками наверняка понравится многим. Прелесть таких конструкций в том, что их нужно складывать всего несколько раз в день. Котел длительного горения отличается от традиционного агрегата тем, что сгорание начинается сверху топлива. В этом случае воздух в топливную камеру также подается сверху.

Читайте также:  Как удалить лак с деревянной поверхности в домашних условиях? Как смыть старое деревянное покрытие, как правильно его удалить

Схема твердотопливного котла длительного горения предполагает наличие вокруг его корпуса водяного контура, за счет чего вода в нем хорошо нагревается на каждой стадии процесса. Поскольку при работе котла сжигается не вся нагрузка сразу, а только верхний слой топлива, на это уходит почти 30 часов. Многие универсальные твердотопливные котлы могут работать без подзарядки углем до 7 суток.

Этот проект конструктивно несложный и не имеет каких-либо точных устройств, которые необходимо подключить к электричеству. Поэтому их цена вполне приемлема для потребителя. К тому же домашний мастер вполне может собрать твердотопливный котел своими руками по готовым чертежам. Вы можете сделать отопительный котел своими руками и сэкономить много денег.

Вот некоторые недостатки этих конструкций. Не допускается доливка топлива в работающий котел. Дрова для котла должны быть хорошо просушены (влажность не более 20%) и распилены на мелкие поленья. Допускается использование только высококачественного угля с низким содержанием шлака. Кроме того, устройства этого типа имеют ограниченную мощность – обычно не более 40 кВт.

Еще один вид твердотопливных котлов – пеллетные агрегаты. Их отличие в том, что в качестве топлива используются пеллеты из древесных отходов. Большинство промышленных моделей имеют специальный бункер, из которого пеллеты автоматически подаются в печь.

Чугунные и стальные конструкции – в чем отличия

Вне зависимости от того, из какого материала изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Давайте разберемся с ними подробнее.

В первую очередь обратите внимание на материал, из которого изготовлен теплообменник – чугун или сталь. Если вы хотите использовать готовую схему твердотопливного котла – чугунный теплообменник своими руками достать будет сложно. Такая работа требует как специализированного оборудования, так и специальных знаний и навыков. Таким образом, можно приобрести готовые секционные конструкции, которые разбираются перед транспортировкой и собираются на месте.

Чугунные теплообменники отличаются тем, что покрыты сухой ржавчиной – специальным слоем, защищающим стенки устройства от повреждений. К тому же мокрая ржавчина образуется намного медленнее, чем объясняется долгий срок службы чугунных изделий – от 10 до 25 лет. К другим преимуществам чугунных теплообменников можно отнести отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании. Очистка таких устройств требуется не часто, а отложение сажи практически не снижает КПД котла. Когда необходимо отремонтировать или повысить КПД устройства, замените только поврежденные участки или увеличьте их количество.

Недостатки чугунных изделий следующие:

    Из-за большого веса котла необходимо делать отдельный фундамент; Сложности в процессе сборки и большие транспортные расходы; Чувствительность к тепловым ударам – чугун не любит перепадов температуры, поэтому контакт горячей поверхности с холодным деревом или холодной водой может быть для него смертельным. высокая тепловая инерция – нагрев котла занимает длительное время, а его последующее охлаждение – медленное.

Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными предметами. Это свойство позволяет устанавливать твердотопливные отопительные котлы по чертежам с целью оснащения их чувствительными элементами автоматики. А благодаря малой инерции таких агрегатов они быстро нагреваются и быстро остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. В этом случае вы можете сделать своими руками чертеж твердотопливного котла длительного горения, что позволит учесть все нюансы.

По внешнему виду котлы из стали представляют собой цельносварные агрегаты, которые достаточно сложно транспортировать, хотя их чувствительность к механическим повреждениям намного ниже аналогов из чугуна.

Возможность ремонта стальных котлов в разрядах у некоторых специалистов вызывает сомнения. Ремонт, а также сварка котла своими руками по чертежу в домашних условиях довольно сложно, со временем в нем могут образоваться протечки на швах. Справедливости ради отметим, что все зависит от мастерства рабочего в работе со сварочным аппаратом. А вот чугунный теплообменник отремонтировать еще проще – требуется только замена секции.

Как правило, котлы с чугунными теплообменниками энергонезависимы, недорогие, поэтому при отсутствии электричества могут стать достойной альтернативой уже установленным отопительным приборам. Циркуляция теплоносителя в таких устройствах естественная, без использования насоса. Однако установка батарей должна производиться таким образом, чтобы вода свободно текла по трубам, когда она нагревается давлением в котле.

Сборка котла по готовому проекту

Самый простой способ построить твердотопливный котел из кирпича своими руками. Его конструкция популярна и не требует сложных расчетов. Такой котел можно использовать сразу для нескольких целей, поэтому их устанавливают в основном на кухнях. Примечательно, что собрать такой агрегат самостоятельно сможет даже новичок.

В процессе работы вам потребуются болгарка, сварочный аппарат с электродами, листовая сталь, кирпич, материалы для печного раствора, трубы и металлические уголки. Тем, кто никогда не держал в руках сварочный аппарат, лучше всего разрезать детали по чертежу твердотопливного котла, а сварочные работы доверить профессионалам. Это важно, так как качество сварных швов напрямую влияет на срок службы котла.

Читайте также:  Как определить энергопотребление электроприбора: 6 способов

Положительным моментом самостоятельной конструкции отопительных приборов является то, что вы можете выбрать размер твердотопливного котла и топки, а также рассчитать ее мощность под свои конкретные нужды. Дополнительно его можно оборудовать варочной поверхностью или кирпичным сводом, чтобы тепло собиралось в процессе сжигания дров и затем перераспределялось в систему отопления.

Теплообменник чаще всего делают прямоугольным, используя прямоугольный профиль и сечение трубы 40-50 мм. Благодаря профилям трубы легче соединять, а соединения более прочные.

Пошаговая инструкция сооружения котла на твердом топливе

Итак, весь процесс изготовления котла своими руками по чертежам можно разделить еще на несколько этапов:

С помощью болгарки необходимо вырезать заготовки из труб и профилей. В профилях будут стойки, в которых при помощи газового резака нужно вырезать круглые отверстия для стыковки с трубами. Может потребоваться проделать 4 отверстия Ø50 мм в передних стойках и столько же в задних стойках. Кроме того, требуется больше отверстий для подключения к системе отопления. Потускнение и загрязнения в результате резки или сварки необходимо удалить шлифовальной машиной, чтобы не мешать потоку воды по трубам. Самодельный твердотопливный котел Среди материалов, которые можно использовать в качестве твердого топлива, наиболее распространены: углерод; торфяные брикеты; пеллеты;

Как повысить производительность котла

дрова;

опилки и другие горючие промышленные отходы.

Для повышения рентабельности и эффективности системы отопления возможно изготовление универсального агрегата, способного работать с разными видами топлива.

Выбор типа и конструкции отопительного котла напрямую зависит от того, какое топливо мы будем использовать, необходимой мощности отопительной системы и места, где он будет установлен. Для DIY подходят следующие модификации твердотопливных отопительных приборов:

Надёжный и экономичный твердотопливный котёл своими руками

Классический.

Оснащенные стальным или чугунным теплообменником, они могут использоваться для отопления и горячего водоснабжения. КПД таких котлов составляет около 85%.

Классический твердотопливный котел

Выбираем тип твердотопливного котла

Пиролиз

Они обеспечивают раздельное сгорание топлива и одновременно выделяются летучие газы, что значительно увеличивает эффективность и, следовательно, экономичность системы отопления.

Схема пиролизного твердотопливного котла

    Пеллет КПД отопительных котлов этого типа достигает 90%. Их главное достоинство – высокая степень автоматизации рабочих процессов, а недостаток – сложность конструкции. Принцип работы пеллетного котла Длительная выпечка Способны работать непрерывно в течение всего отопительного сезона, требуя загрузки топлива один раз в несколько дней, что отличает их от классических твердотопливных котлов.

Виды твёрдого топлива для котлов отопления на фото

Состав котла длительного сжигания твердого топлива

Чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и простой в эксплуатации – твердотопливный котел, необходимо понимать физику его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип работы твердотопливного отопительного котла:

топливо загружается в камеру сгорания;

Воздух и другие газы, нагретые при сгорании топлива, поднимаются вверх и выбрасываются через дымоход;

По пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в свою очередь нагревает теплоноситель (в большинстве бытовых систем отопления – воду);

Нагретый теплоноситель вытесняет холодный, проходит через всю систему отопления и после охлаждения возвращается обратно в теплообменник.

Дело в том, что любой нагретый фактор выше холодного – это один из фундаментальных законов термодинамики.

Принцип работы системы водяного отопления

Для реализации этого принципа помимо корпуса из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали в конструкцию твердотопливного котла входят следующие элементы:

Камера сгорания.

Его объем определяется сложной формулой, которую, однако, довольно легко найти в Интернете, а также готовым решением – объемом камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальному нагреву. поверхность.

Расположение камеры сгорания твердотопливного котла

На практике размер топки зависит не только от параметров котла и свойств топлива, но и от особенностей самой системы отопления – схемы, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребности в горячей воде. , так далее.

Основы проектирования

Камера отвода горячего газа

Этот агрегат является продолжением камеры сгорания и служит выпускным коллектором для продуктов сгорания.

    Система отвода горячего газа Внутренняя система подачи и возврата Это теплообменник (регистр теплообмена) и его основные входные и выходные патрубки, которые используются для приема охлажденного теплоносителя, его нагрева и отвода в систему отопления. Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла

На КПД твердотопливного котла всегда влияют два фактора:

Конструктивные особенности теплообменника

Читайте также:  Как правильно мыть пластиковые окна внутри и снаружи, чистые и без разводов, как удалить монтажную пену, старую липкую ленту?

Чем больше площадь теплового контакта, тем больше энергии в единицу времени будет передаваться от топлива теплоносителю – воде.

Полнота и период сгорания топлива

Если топливо горит неэффективно – теряется пиролизный газ или не удается нагреть теплоноситель до заданной температуры – конструктивные недостатки очевидны. Поэтому к процессу расчета и исполнения последнего следует подойти с максимальной ответственностью – после сборки поменять его не удастся.

самодельный дровяной котел: топочная дверца

Конструкция котла должна быть надежной и безопасной, и ничего, кроме корпуса, за это не несет ответственности. Изготавливается из толстой (не менее 5 мм) стали, желательно жаропрочной. Последняя стоит намного дороже обычной стали, поэтому имейте в виду, что чем толще металл, тем медленнее он нагревается. Это значит, чтобы котел средней мощности не обжег руки и превратил котельную в сауну, толщина корпуса котла должна быть около 8 мм.

Котел с топкой на твердом топливе со встроенным теплообменником.

Исключение составляет конструкция с чугунной верхней крышкой, выполняющая роль печи. Толщина и размеры чугунного листа будут зависеть от конструктивных параметров корпуса и рабочих характеристик котла (но не менее 8 мм).

Для организации внутренней трубопроводной системы котла используйте трубы с толщиной стенки 3-4 мм и диаметром 50 мм. Чтобы обеспечить прохождение теплоносителя, трубы должны быть суженными (от 50 до 25 мм) от горячего к холодному (например, от котла к радиаторам) и расширены против потока теплоносителя.

Размер твердотопливного котла зависит от габаритов и ориентации в пространстве камеры сгорания. Чаще встречаются вертикальные конструкции, поскольку такое расположение позволяет сэкономить место в котельной.

Традиционная схема вертикального твердотопливного котла:

в нижней части – пепельница с зольником;

Важные моменты

над зольником устанавливается чугунная решетка;

колосник встраивается в дно топки, которое необходимо оборудовать надежной дверцей;

Рабочая часть теплообменника расположена над зоной камеры сгорания в плоскости наибольшего теплового контакта.

Варианты исполнения самодельного теплообменника на фото

Функциональная схема вертикального твердотопливного котла

Для регулирования и контроля работы устройства в процессе эксплуатации необходимо специальное оборудование. К ним относятся датчики температуры воды на входе и выходе теплообменника и элементов системы отопления, датчики загрузки камеры сгорания, давления в ней и в отдельных секциях котла и т. Д.

Принцип естественной циркуляции хладагента не всегда может быть реализован эффективно. Поэтому котел отопления часто оснащается дополнительным водяным насосом, который форсирует подачу теплоносителя в теплообменник и / или систему отопления.

Насос зависит от энергии, а это значит, что важно обеспечить обход хладагента в случае сбоя питания. Во-первых, работает отопление, а во-вторых, котел или теплоноситель не лопаются от пара и не повреждаются температурой.

Если в конструкцию твердотопливного котла входит насос, должна быть предусмотрена возможность регулировки его рабочих параметров, а также аварийного отключения. Твердотопливный котел при выходе из строя узлов и коммуникаций системы отопления нельзя останавливать. Поэтому необходима система отвода лишнего тепла – бачок амортизатора с компенсирующим клапаном или другое решение, подходящее для вашего случая.

Обвязка твердотопливного котла

Прежде всего, мастерская, это место, где вы будете заниматься изготовлением основных узлов и сборкой агрегата. Кроме того, вам понадобится довольно полный список инструментов, в который вы можете безопасно включить:

Пространственная схема и компоновка твердотопливного теплогенератора

Сварочные маски, маски и комбинезоны;

самодельный инверторный сварочный аппарат и электроды;

    циркулярная пила с комплектом отрезных дисков по металлу; электродрель с набором сверл по металлу рулетка, квадраты и спиртовой уровень. Для сборки твердотопливного котла потребуются следующие материалы:

стальной лист толщиной 5 мм;

металлические уголки;

чугунная решетка;

Стальные водопроводные трубы различного диаметра;

дверь зольника и дверь топки;

Заслонки печного типа.

Что нужно для работы?

Прежде чем приступить к изготовлению элементов и узлов котла, необходимо выполнить строительные расчеты, определиться с базовой схемой и составить чертеж котла, не забыв указать все его конструктивные элементы и их основные параметры.

Оцените статью
Добавить комментарий