Собираем самодельный твердотопливный котел своими руками в домашних условиях. Надёжный и экономичный твердотопливный котёл своими руками
Главная » Дом » Котел на дровах своими руками: самодельный дровяной котел, чертежи мини котла, как сделать отопительный котел, маленький котел для отопления дома, схема

Котел на дровах своими руками: самодельный дровяной котел, чертежи мини котла, как сделать отопительный котел, маленький котел для отопления дома, схема

Содержание

Как работает агрегат

Обычные твердотопливные котлы способны проработать на одной закладке около 6-7 часов. Если по истечении этого времени в топку не подбросить очередную порцию топлива, это приведет к снижению температуры в доме. Причина кроется в циркуляции основного тепла в помещении по принципу свободного движения воздуха: после нагревания он поднимается вверх и выходит на улицу. Тепловой ресурс одной закладки дров прибора длительного горения рассчитан на 24-48 часов. В отдельных моделях горение поддерживается почти неделю.

Секрет здесь в следующем: в отличии от традиционных котлов, схема котла длительного горения включает в себя не одну, а две камеры сгорания. Первая из них предназначена для сжигания топлива, вторая – для поступивших из первой камеры газов. Качество процесса во многом зависит от своевременной подачи воздуха, для чего в конструкции имеется вентилятор. Подобный подход является инновационным: его впервые представила литовская компания Stropuva в 2000 году, после чего чертежи твердотопливных котлов длительного горения были взяты на вооружение ведущими производителями котельного оборудования.

котел твердотопливный своими руками чертежи

На сегодняшний день агрегаты, работающие по этому принципу, являются наиболее недорогим и практичным вариантом обогрева домов в местностях, лишенных газификации. Сутью работы приборов данного типа выступает горение верхнего топлива. Обычно месторасположением топки является нижняя часть: как следствие, холодный воздух после нагревания имеет возможность подниматься вверх. Котлы длительного горения очень похожи на пиролизные: выделение основной порции тепла происходит не от сгорания твердых брикетов, а от выделившегося при этом газа.

Для сгорания внутри конструкции имеется специальное закрытое пространство. Камеры соединены между собой телескопической трубой, по которой выделившийся газ из первого отделения поступает во второе. Процесс его дожига сопровождается смешиванием с холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Эта процедура проистекает без пауз, до полного перегорания топлива. Она отличается достаточно высоким температурным режимом – до +1200 градусов.

Камера для сжигания твердого топлива имеет более обширные размеры: ее объем иногда достигает 500 дм3. В нее можно загружать уголь, опилки, дрова, паллеты. Стабильное нагнетание воздуха обеспечивается встроенным вентилятором. Процесс горения характеризуется очень медленной скоростью расхода топлива. Как следствие, экономичность котельного оборудования резко возрастает.

Причина медленного прогорания заключается в нагнетании воздуха, в результате чего прогорает только верхняя часть топливной закладки. Увеличение подачи воздуха происходит только после полного перегорания верхнего слоя. В продаже имеется целый ряд нагревательных приборов, сутью работы которых является один и тот же чертеж котла длительного горения на дровах. Разная степень их экономичности и эффективности объясняется различием размеров, материалов изготовления и наличием дополнительных функций. Для работы универсальных ТТ котлов можно использовать любое топливо, что значительно упрощает их обслуживание. Наиболее экономичными моделями считаются дровяные ТТ котлы.

Конструкционные особенности и устройство

Камера для закладки топлива любого котла длительного горения отличается внушительными размерами. Это параметр напрямую влияет на время перегорания топливной закладки. В настоящее время встречаются две успешно конкурирующие между собой технологии, реализуемые в ТТ котлах: речь идет о приборах Булерьян и Стропува. Дороговизна и сложность изготовления чертежа котла длительного горения своими руками ставит определенные препятствия на пути распространения последнего из них на территории нашей страны. В отличии от него, метод Булерьян широко используем народными умельцами для самостоятельной организации отопления загородных домов.

Чертеж котла длительного горения на твердом топливе Булерьян состоит из следующих узлов:

  1. Металлического корпуса, закрывающего внутренние камеры.
  2. Нижней камеры для сжигания топлива.
  3. Верхней камеры для сжигания газа.
  4. Дверцы для закладки дров. Она расположена в верхней части конструкции из-за больших размеров нижнего отсека для закладки ресурса.
  5. Дымового патрубка. Он находится в верхней части котла и подключен к дымоходу.
  6. Зольная камера. Расположена внизу котла и предназначена для его чистки.

самодельные котлы длительного горения

Также имеется еще одна любопытная деталь. Как известно, в обычных печах функция поддувала выполняется зольником: именно через него поступает необходимый для горения воздух. В случае с Булерьян зольный отсек делается полностью герметичным: каналом подачи воздуха здесь является верхняя воздушная камера. Для регулировки подачи кислорода в верхней части этой камеры имеется заслонка. По ходу сгорания дрова в топке постепенно оседают, что приводит к опусканию распределителя. Таким образом обеспечивается беспрерывная подача свежего воздуха.

Чтобы осуществить новую загрузку, распределитель легко можно возвратить в начальное положение, потянув его вверх. Положение этого рычага служит своеобразным ориентиром уровня оставшегося топлива: таким образом можно определить, через сколько загружать следующую порцию дров. Котлы Булерьян отличается высокой экологичностью, что объясняется полным перегоранием топлива и газа: углекислый газ в атмосферу практически не попадает. Читайте также: «Как сделать котел на дровах своими руками – пошаговая инструкция».

Устройство твердотопливного котла длительного горения следующее:

  • Топка. Главный конструкционный элемент любого котла или печи. Предназначается для сжигания в нем топлива.
  • Отдел для дожига газа. Здесь догорают газы, поступившие из топки.
  • Зольник. Отсек для сборки пепла. Он нуждается в регулярной чистке.
  • Дымоход. Канал для отведения за пределы жилища продуктов сгорания.

Характеристика и виды котлов


В загородных посёлках (где нет газопроводов) постоянно решается вопрос об улучшении качества отопления домов. Обычные печи на угле и дровах получили повсеместное использование, а сейчас, имея новые технологии, они являются не единственным способом обогрева.

Прекрасно можно заменить старые печи котлами длительного горения на дровах, являющимися сравнительно новыми конструкциями, которые работают на твёрдом топливе. Мощности такого прибора хватает обогреть не только жилые, но и производственные помещения.

Длительность горения соответствует происходящим внутри него процессам, которые будут зависеть от конструкции прибора. Твердотопливный котёл отличается технологией работы от обычной дровяной печи тем, что горит сначала верхняя часть дров, постепенно захватывая нижнюю вместе с продуктами распада (золой, сажей).

В старых печах дрова загораются снизу, а затем воспламеняются остальные, при этом происходит быстрое сгорание топлива и остывание печи, поэтому приходится наблюдать за процессом горения и часто подкладывать дрова. Обычно считают, что длительность горения зависит от продолжительности тления с ограничением поступления воздуха. Но это неэффективный способ сжигания дров и угля:

  1. 1. При максимальном горении КПД дровяных котлов достигает 75%, а в режиме тления эффективность прибора падает до 40%.
  2. 2. Тлеющими дровами выделяется небольшое количество тепловой энергии, что влияет на полный, качественный обогрев дома.
  3. 3. Невозможность сжигания способом тления свежесрубленного дерева таких пород, как ивы, тополя и низкокалорийного топлива.

Продолжительность горения зависит от увеличенной топливной камеры в котле, именно её размер оказывает влияние на процесс: чем больше закладываемых в топку дров, тем дольше они будут гореть и выделять тепло. Бытовые агрегаты могут работать 10—12 часов с одной закладкой дров, а с порцией угля до суток. Существуют такие виды твердотопливных котлов:

  • классические, у которых функционирует принудительная подача воздуха;
  • действующие по методу верхнего горения;
  • пиролизные модели;
  • теплогенераторы шахтного типа.

Такие устройства твердотопливных котлов можно выполнить самостоятельно. Для этого нужно иметь необходимый инструмент и практику сварочных работ.

Сильные и слабы стороны

Крупные габариты и сложность выполнения своими руками чертежа твердотопливного котла длительного горения делает благоприятным использование подобных приборов только в крупных коттеджах. Что касается небольших дач, то для них рекомендуется выбирать более экономичные варианты.

Основными достоинствами ТТ котлов длительного горения являются:

  • Высокий КПД (около 95%)
  • Автономность отопления.
  • Экономичность.
  • Надежность и долговечность.
  • Высокая эффективность.
  • Доступность топлива.
  • Экологичность.
  • Широкий выбор топлива (уголь, дрова, опилки, паллеты).

чертежи котла длительного горения на твердом топливе

Имеются также недостатки:

  • Большие габариты.
  • Необходимость оборудования отдельной котельной.
  • Сложное устройство котла длительного горения на дровах.
  • Нужда в постоянно обслуживании.

Котлы данного типа имеют достаточно приличную стоимость, однако такие конструкции можно изготовлять и самостоятельно.

Преимущества самодельных агрегатов:

  1. Дешевизна.
  2. Универсализм в плане используемого топлива.
  3. Возможность последующих доработок с целью увеличения эффективности и добавления мощности.

Сложнее всего – сделать конструкцию цилиндрической: для этого необходимо использовать вальцовочный станок. Если его нет, существует вариант со старыми пропановыми баллонами. Также сгодится любая труба подходящего сечения: толщина металлических стенок должна быть не менее 5 мм. В деревнях привыкли довольствоваться небольшими кирпичными печами, демонстрирующими хорошую эффективность при обогреве одноэтажных домов и дач. Если же требуется отапливать обширный коттедж, то в таком случае потребуется большой запас топлива. Кроме того, не избежать больших перепадов температуры по мере удаления от печи, да и ухаживать за ней намного сложнее, чем за твердотопливным котлом.

Рекомендации по изготовлению самодельного котла

Приступая к изготовлению котла длительного горения своими руками, необходимо вооружиться следующими советами:

  • Чтобы в процессе эксплуатации прибора можно было использовать любое топливо, топочную камеру лучше сделать из жаропрочной легированной стали. Несколько удешевить бюджет работ помогает применение бесшовной стальной трубы марки 20.
  • Перед тем, как заносить самодельный агрегат в приготовленную для него котельную, рекомендуется протестировать его на улице, оснастив временным дымоходом. Это даст возможность проверить надежность обогревателя и убедиться в правильности сборки корпуса.
  • Основная камера, изготовленная из газового баллона, в состоянии обеспечить продолжительность на протяжении 10-12 часов, т.к. дров в нее входит немного. Изначально небольшое внутреннее пространство пропанового баллона уменьшается после удаления крышки и зольника. Для увеличения показателей котла его можно изготовить из двух баллонов. Это позволит получить достаточно большую топочную камеру для обогрева обширных помещений и увеличить время между закладками дров.
  • Дверца зольника должна герметично закрываться, что не даст внешнему воздуху просачиваться внутрь камеры. Это достигается укладкой по периметру дверцы асбестового шнура. Если в котле имеется дополнительная дверца для дозагрузки топлива без съема крышки, она также герметизируется подобным образом.

чертеж котла длительного горения своими руками

Стандартные твердотопливные используют дрова, антрацит, опилки, брикеты, торф, каменной и бурый уголь. Особые претензии к качеству топлива обычно не предъявляются. Однако желательно, чтобы топливный материал был максимально сухим, что даст гарантию высокого КПД.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения

Продолжительную работу устройства с теплообменником на одной партии дров обеспечивает специальная конструкция:

  • увеличенная емкость топливной камеры – вмещает в 2 раза больший объем закладки;
  • нестандартное направление разжигания – дрова прогорают вертикально вниз.

Огонь охватывает верхний слой топлива. За счет дозированной подачи воздушного потока образуется ровное, несильное пламя. Нижний объем закладки постепенно нагреваются по мере прогорания дров.

Классический

В стандартных чертежах устанавливают тепловой генератор в форме цилиндра. Прямоугольный корпус для классических котлов длительного горения не подходит.

Оборудование работает следующим образом:

  • топочную камеру наполняют дровами и разжигают сверху;
  • в процессе прогорания топлива посредством телескопической трубы на него опускается груз с отверстием для циркуляции воздуха;
  • кислород через дымоход поступает в топку под воздействием естественной тяги или вентилятора;
  • теплообменника в классической схеме нет, вода для отопления нагревается напрямую.

Помимо дров для растопки используют торф или кокс.

Фото 1. Классический твердотопливный котел длительного горения с дровами в топочной камере и отсутствием теплообменника.

Пиролизный

В газогенераторных приборах дрова тлеют медленнее. Происходит выделение горючего дыма, который поступает в отдельную зону и вырабатывает дополнительную тепловую энергию. Конструкция включает:

  • Загрузочную камеру. В ней происходит процесс пиролизного сжигания топлива.
  • Отсек дожига. Здесь сгорает газ.
  • Теплообменник. Выполняют в виде «рубашки». Внутри теплообменника нагревается вода для последующего выхода в сеть.
  • Устройство подачи воздуха. Обеспечивает поступление первичного (в топку) и вторичного (в камеру дожига) потока.
  • Дроссельная заслонка. Для регулировки скорости и объема кислорода на этапе первого розжига топлива.
  • Приспособления для управления температурой и мощностью оборудования.

Две камеры разделяет огнестойкое перекрытие с форсункой и отверстиями. От вторичного воздушного потока зависит скорость нагрева воды внутри теплообменника.

Фото 2. Пиролизный котел, оснащенный загрузочной камерой, теплообменником, камеры разделены огнестойким перекрытием.

Шахтный

Устройства, работающие по принципу обычного сжигания топлива, проще пиролизных. Конструкция включает:

  • Топку. Эта зона занимает от 50% объема оборудования и чаще имеет прямоугольную форму. Ее высота незначительно меньше длины целой конструкции.
  • Люк для загрузки топлива. Его устанавливают сверху или сбоку относительно топки.
  • Зольник. Камера, куда естественным путем попадает зола с остатками углей. Ее оборудуют под топкой.
  • Колосник. Выполняет функцию разделительной решетки между внутренними секциями котла.
  • Дверца. Размеры подбирают с учетом возможности одновременного доступа и к зольной, и к нижней части топочной камеры. Чтобы регулировать объем воздуха, на дверцу устанавливают шибер.
  • Секция с теплообменником. В проектах шахтных котлов используют конструкции водяного или жаротрубного типов. В камере теплообменника выполняют отверстие для поступления угарных газов.
  • Дымоходная труба из металла или кирпича с заслонкой.

После загрузки и розжига топливо выделяет горючие газы. Через отверстие они поступают в камеру с теплообменником, нагревая последний. Дым отдает энергию и выходит наружу через трубу, а горячая вода поступает в отопительную сеть.

Фото 3. Котел длительного горения шахтного типа с теплообменником, в котором топливо выделяет горючие газы после розжига.

Способ подключения

К системе отопления такой котел можно подключить двумя способами:

Котел на дровах

  • врезав трубы с водой прямо в бочку. Циркулируя между трубами, она будет нагреваться, чтобы затем, поступив в систему отопления, нагревать радиаторы;
  • врезав дымоход в бак с теплоносителем. Отработавшие горячие газы будут поступать в емкость, постепенно нагревая теплоноситель.

Пошаговая инструкция по созданию твердотопливного котла длительного горения своими руками

Проект твердотопливного котла – задача непростая и новичку с ней справиться будет нелегко. Прежде чем приступить к строительству, подготовьте чертежи и эскизы.

Чертеж самодельного твердотопливного котла

Чертеж самодельного твердотопливного котла

Подготовьте также следующие инструменты:

  1. Сварочный аппарат.
  2. Инструменты для работы с металлом: плоскогубцы, шлифовальный круг.
  3. Электродрель.
  4. Строительный уровень и рулетка.
  5. Маркер.
  6. Болгарка.
  7. Перчатки и защитный экран на глаза.

Внимание! При выполнении работ по изготовлению самодельного ТТ котла продолжительного горения, следует быть очень осторожным и иметь хотя бы базовую практику со сварочным аппаратом. Используйте обязательно защиты при работе со сваркой.

Из материалов понадобится:

  1. Пустой газовый баллон.
  2. Листовой металл.
  3. Асбестовый шнур.
  4. Стальная труба с сечением 60 мм.
  5. Металлические петли и ручки.
  6. Металлический уголок либо лопасти.
  7. Металлическая вытяжка.
  8. Базальтовое волокно для прохода дымоотводящей трубы.

Перед началом изготовления, предлагаем вам ознакомится с видео инструкцией, как правильно разрезать пустой газовый баллон, внимательно смотрите и не пренебрегайте мерами безопасности!

Шаг 1. Разметка корпуса и изготовление корпуса

С помощью маркера выполните разметку на пропановом баллоне согласно размерам чертежа.

Делаем небольшое прямоугольное отверстие под дверцу зольника, через которую будет осуществляться чистка котла.

На верхней части баллона (по всему периметру) проводим ровную линию для среза верхушки.

С помощью болгарки по линии срезаем верхушку.

Срезанная верхушка баллона

Срезанная верхушка баллона

Теперь по центру выполняем разметку под отверстие, через которую будет проходить труба. Отверстие, соответственно, должно быть больше диаметра трубы.

Вырезаем в крышке отверстие и навариваем кольцо металла, которое будет плотно обхватывать трубу, вставляемую в баллон.

Привариваем кольцо по кругу

Привариваем кольцо по кругу

Обвариваем небольшим кольцом из листового металла (4-5 мм) с внешней и внутренней стороны сам баллон, на который будет надеваться крышка.

Шаг 2. Изготовление трубы

Берем металлическую трубу длиной от 80 до 100 см. Если  вы используете не пропановый стандартный баллон, а самостоятельно  варите корпус  для котла, учитывайте, что  высота трубы должна быть  на 20-25 см выше. Ведь  суть работы заключается в том, что  по мере прогорания топлива, труба внутри  корпуса  будет опускаться вниз.

Привариваем  к трубе в нижней ее  части  металлический круг – распределитель  воздуха.

Срезанная верхушка баллона

Срезанная верхушка баллона

Вырезаем из листового металла крепления, которые надежно привариваем по линии среза баллона, предварительно проложив асбестовый шнур.

Привариваем ручки к крышке

Привариваем ручки к крышке

Крепим срезанную верхушку таким образом, чтобы она легко снималась и ставилась обратно. Выполните из металла ручки и для удобства снятия тоже приварите их к корпусу.

Шаг 3. Изготовление патрубка к дымоходу

Делаем разметку на баллоне в верхней его части под отверстие патрубка.

Привариваем патрубок

Привариваем патрубок

Вырезаем с помощью болгарки и привариваем трубу для вывода продуктов сгорания.

Потом к этому патрубку присоединяется стальная дымоотводящая труба.

Шаг 4. Изготовление зольника

По ранее выполненной разметке под зольную камеру вырезаем с помощью болгарки отверстие.

Вырезаем зольник

Вырезаем зольник

Отдельно из листового металла выполняем дверцу, которую потом нужно будет прикрутить на скобы к корпусу котла.

Отверстие под дверцу зольника

Отверстие под дверцу зольника

Для удобства можно  выполнить  небольшую  петлю из толстой проволоки  или армирующего стержня и прикрутить  в качестве  ручки.

Шаг 5. Готовим систему подачи воздуха

Измерьте внутренний диаметр корпуса баллона. Теперь на листовом металле начертите круг, диаметр которого будет на 5 мм меньше внутреннего диаметра баллона.

С помощью болгарки вырежьте этот круг.

Так выглядит система подачи воздуха

Так выглядит система подачи воздуха

Берем металлический уголок и нарезаем его на 6 равных частей. Размер каждой части равен ½ диаметра металлического круга. Для этих целей еще хорошо подойдет крыльчатка со старыми  лопастями.

Делаем систему подачи воздуха

Делаем систему подачи воздуха

Привариваем металлические круги в одинаковом направлении против часовой стрелки.

Шаг 6. Делаем теплообменник

Мы будем делать теплообменник, сконструированный по принципу водяного контура.

Делаем теплообменник

Делаем теплообменник

Размер этого теплообменника зависит от ваших личных предпочтений. Чем он будет больше, тем большее количество дров вы сможете в него заложить, а значит, большей длительностью горения будет отличаться ваш котел.

Из листового металла толщиной 5-6 мм вырезаем листы согласно схеме и свариваем их в надежный корпус, внутри которого будет располагаться наш газовый баллон.

В верхней и нижней части корпуса выполняем патрубки для подсоединения подающей и обратной линии.

В центральной части необходимо предусмотреть отверстие, через которую будет закладываться топливо. Выполняем с помощью маркера разметку и вырезаем болгаркой.

Шаг 7. Общая сборка и установка котла

Крепим дверцу зольника на топку.

Отмечаем на корпусе теплообменника место, где будет произведен доступ к зольнику и вырезаем с помощью болгарки. Тоже оснащаем этот проем дверцей, которая должна очень плотно закрываться, преграждая доступ кислорода в корпус.

Собираем котел

Собираем котел

Вставляем баллон внутрь теплообменника.

С помощью сварочного аппарата завариваем бак сверху, в результате чего получаем абсолютно герметичный корпус, внутри которого располагается круглая топка.

Суть ТТ котла длительного горения заключается в ограниченной подаче воздуха сверху, функцию которой выполняет система подачи кислорода.

Топливо (дрова, уголь, брикеты) следует загружать очень плотно, чтобы между слоями было как можно меньше пространства. Если дрова разные по размеры и плотно их укомплектовать не получается, то между слоями можно засыпать щепкой, бумагой. Чем плотнее будет эта твердотопливная смесь, тем дольше будет гореть дрова.

Загрузка котла должна быть плотной

Загрузка котла должна быть плотной

Как будет происходить загрузка такого котла?

  • достаем ограничитель подачи воздуха из корпуса;
  • загружаем топливо через специальную дверцу. Топливо предварительно лучше сбрызнуть специальной жидкостью для розжига;
  • ставим обратно трубу ограничитель;
  • внутрь котла бросаем зажженную спичку;
  • после того, как убедитесь, что топливо постепенно начинает тлеть, плотно прикройте дверцу.

По мере прогорания дров, труба внутри баллона будет постепенно опускаться. По ее высоте вы всегда можете узнать, какое количество дров у вас сейчас находится внутри.

Шаг 8. Растопка котла

Такой простой котел вы можете выполнить прямо на улице в теплое время года и протестировать его на открытом воздухе, оснастив временным дымоходом.

Растопка котла

Растопка котла

Если площадь помещения превышает 30-40 квадратных метров, то можно сварить два баллона вертикально, увеличив, таким образом, закладку дров.

Принцип работы котла шахтного типа. Особенности конструкции

Среди отопительных котлов длительного горения агрегаты шахтного типа выделяются неприхотливостью к качеству топлива

Условие немаловажное, учитывая тот факт, что другие нагревательные приборы на твердом топливе капризнее в плане выбора топлива. Технологически допускается использование для топки котла поленья, влажность которых превышает 40-45%

Шахтный твердотопливный котел способен не только переварить сырые дрова, но и выдавать необходимое тепло в течение продолжительного времени. Между очередными загрузками топлива, как правило, проходит 12 часов и более. Есть модели, где эти показатели еще выше.

Свое название агрегат получил благодаря особенностям конструкции. Камера сгорания или топка в этом приборе имеет вид шахты.  В агрегатах этого типа имеется две шахты: топливная и камера теплообмена. В топливной камере топливо располагается не в горизонтальном положении, а загружается, как в колодец, слой за слоем. Горение в таких аппаратах осуществляется снизу вверх, поэтому эти приборы еще называют агрегатами с  нижним горением. Рассмотрим, как это выглядит на практике:

  • перед самой закладкой на колосниках создается очаг;
  • основная закладка укладывается уже на горящее топливо, послойно, сверху.
  • постоянный поток воздушной массы не дает верхним слоям топлива разгореться;
  • под собственным весом, дрова опускаются вниз, занимая место прогоревших поленьев;
  • дрова, расположенные в верхней части успевают за время работы котла подсохнуть;
  • в самом низу топливный шахты, при отсутствии кислорода происходит пиролиз, процесс образования древесного (пиролизного) газа.

4baadab61435e2cffea196b0a3e49cfa.png

Вторая — топочная камера или шахта теплообмена, представляет собой зону, где протекает основной процесс горения. В устье второй топки поступает пиролизный газ, который и является основным источником тепловой энергии.

Для справки: Пиролиз —  процесс генерации газообразного вещества во время экзотермической реакции с древесным топливом. При отсутствии кислорода в процессе тления выделяется летучее газообразное вещество, которое уже потом, при контакте с кислорода выделяет интенсивно тепло.

Топочная шахта может иметь различное исполнение. Одни модели нагревательных приборов имеют шахту теплообмена с плоским теплообменником. Нередко в конструкции отопительного агрегата имеется водогрейный теплообменник или жаротрубное теплообменное устройство, установленные непосредственно в топочной шахте. Такой тип и расположение теплообменников является максимально эффективным. Для того, что бы получить реальное представляете о том, как устроен шахтный котел, достаточно посмотреть на рисунок —  разрез устройства.

6f1d5f4053f30b638c2815b9d33c1dea.png

Выше уже было подмечено, что данный вид обогревательного котельного оборудования прекрасно справляется с топливом низкого качества. За счет принципа работы отопительной техники этого вида, дрова успевают достичь необходимых параметров влажности. Характерный для агрегатов классического типа конденсат, выделяемый в больших количествах влажными дровами, для шахтных приборов не помеха. За счет высокой производительности КПД таких агрегатов составляет 75-80%.

Преимущества и недостатки дровяных котлов шахтного типа

  • Универсальность – котлы способны работать практически на любом виде твердого топлива. Допускается использование дров, с относительной влажностью 45%.
  • Производительность – модели, предлагаемые различными изготовителями, предназначены для обогрева частных домов, коттеджей, промышленных и складских помещений.
  • Автономность – энергонезависимые шахтные ТТ котлы длительного нижнего горения на дровах, не зависят от наличия электричества. В экономном режиме, одной закладки дров хватит от 12 до 24 часов. При максимальной загруженности, добавить топливо придется уже через 6-8 часов.
  • Простое обслуживание – загрузка топлива и чистка камеры, выполняется через разные люки. Чтобы почистить шахту, нет необходимости останавливать котел. Зола ссыпается в специальный ящик, после чего удаляется.
  • Безопасность – эксплуатация котла не требует применения сложной автоматики, происходит простым, но эффективным способом. Опасность попадания дыма в помещение и отравление угарным газом почти полностью исключается.

b6c437386522c31fc51261bf1cceaba3.jpg

Шахтной котел своими руками

Существует множество чертежей шахтного котла, чтобы сделать его своими руками. Сделать систему такого качества, как у производителя нельзя, но хороший аналог для дома возможно.

c2080cd46759068ced12f1dc43fc427a.jpg

Составляющие котла для самостоятельной сборки:

  • Топка. Она занимает половину всей системы. Высота топки должна быть в 2 раза больше ширины.
  • Шахта для загрузки топлива, располагается с боку или сверху.
  • Зольная камера, располагается под шахтой.
  • Колосник, делит зольную и шахтную часть.
  • Камеры для обмена теплом.
  • Дымоход.
  • Заслонки.
  • Дверцы.

37405a86a9890b845913d69822d841a6.jpg

Для приобретения всех материалов и элементов для отопительной системы, нужно рассчитать их необходимое количество.

Принцип работы котла

Тепло в котле Холмова получается путём двух видов теплогенерации:

  • прямого топливного сжигания;
  • дожигания твердотопливных газов.

Пиролизный котёл сконструирован таким образом, что входящий воздушный поток не даёт достаточного объёма воздуха для хорошего горения. Поэтому некоторое количество топлива просто горит, а часть попросту тлеет. Из-за тления появляется много дыма с большим содержанием сажи и смолы. Газы дыма, когда проходят через горячие угли, дополнительно обогащаются веществами и создают ещё более активные газы.

771807503dd938e13ad1d627d09d40d0.jpg

Пиролизный котел шахтного типа Холмова

Такой котёл шахтного типа на дровах может стабильно функционировать около 12 часов на единичной закладке, что в несколько раз дольше, чем у стандартных агрегатов на угле или дровах. Как раз из-за этого котёл Холмова и называется котлом длительного горения. Топка устройства очень большая и вмещает намного больше топлива, чем камера классических твердотопливных котлов.

Агрегат с мощностной характеристикой 15 кВт имеет топочную камеру на 180 л топлива. Горение осуществляется лишь в нижних 20 см всей закладки. «Резервное» топливо сверху в то время ждёт, пока топливо снизу догорит и постепенно занимает его место. Газы дыма скапливаются на высоте 30 см над тлеющими углями. Больший объём входящего воздуха движется под колосники и проходит под ними в другую топку пиролизного дожига. Данный воздух притягивает газы дыма, которые находятся над слоем горения. Дым движется через угли и обогащается, тем самым повышая качество пирогазов.

Вторую и первую шахты отделяет вертикальная перегородка. Лишь снизу данной стенки есть маленький просвет. Через это отверстие при помощи тяги огонь засасывается из одной камеры в другую. Здесь внизу происходит полный дожиг древесных газов, а вверху находится конвекционный тепловой обменник. Наиболее высокий нагрев достигается в нижней части второй камеры (температура до +800 °С). Большая часть теплоэнергии в данной области переходит в водяную рубашку отопительного агрегата как радиационное излучение. Остальное тепло от газов горения собирается водотрубным тепловым обменником конвекционного типа.

Шахтные котлы могут работать как на дровах, так и на угле, пеллетных гранулах, брикетах, щепках, опилках. Чтобы повысить коэффициент полезного действия отопительного агрегата, использование угольного топлива лучше сделать минимальным. Дело в том, что уголь – это продукт органического разложения и при его сжигании пирогазов почти не появляется.

Увеличение продолжительности горения твердого топлива

Каждый домовладелец желал бы установить котел, который не потребует подбрасывания дров каждые 6 часов. Некоторые теплогенераторы держат тепло до недели. Но увеличение длительности не всегда рационально, ведь понижается КПД установки. Причины в следующем:

  1. КПД дровяных котлов составляет около 70%. Если заменить процесс тлением, увеличив тем самым продолжительность процесса, КПД уменьшится примерно до 40%, примерно как у простой печки.
  2. Дрова, которые тлеют, выделяют мало тепла. Потому дом нагреваться будет значительно дольше.
  3. Не получится сжечь сырые дрова, если котел использует только режим тления.

Котлы, работающие с одной подачей дров на протяжении 8 и выше часов, бывают следующих видов:

  • классические, где подача воздуха осуществляется принудительно;
  • с верхним горением. Подобные установки можно сделать самостоятельно, если имеется подходящий инструмент и опыт работы со сваркой.

Особенности действия шахтных котлов

Воздух попадает под колосник и непосредственно в котел посредством поддувальной дверки, поэтому топливо и сжигается. Когда это происходит, образуются дымовые газы – они выводятся сквозь газовую щель. Котел Холмова имеет такую конструкцию, что объема воздуха, который подается посредством поддувальной дверки, изначально уже недостаточно для полноценного сжигания. Как следствие – при работе прибора наблюдается определенный химнедожог.

fd460bf1cb7aa718bbd98c4d99e3ad24.jpg

В нашем случае химический недожог свидетельствует о том, что в ходе окисления образуется не чистый углекислый газ, а он же, но уже в сочетании с угарным. Воздух, который проходит под вспомогательным колосником, затягивается в отверстия на нем. Число данный отверстий таково, что количества вторичного воздуха уже слишком много. Теплонапряженность в этом месте достаточно высокая и может достигать 700-800 градусов, вследствие чего остатки угарного газа и окисляются.

Важная информация! Если заглянуть в глазок, который находится в задней верхней дверке, то будет видно, что огонь вырывается из отверстий на вспомогательном колоснике (желтый или голубоватый, как при сгорании газа).

0ef217b98f4c2355b9058a5ee5268474.jpg

После окисления газ перемещается в радиационный отсек топочной камеры. Там он перемешивается, поднимается и делится благодаря обменнику на пару потоков. Далее посредством выходного патрубка газ попадает прямо в дымоход. Конвективная тепловая энергия забирается обменником и стенками, располагающимися рядом с ним. Рабочая жидкость после прохождения входного патрубка, соответственно, ударяется о стенку, после чего растекается и движется через весь прибор между обменником тепла и камерами. Уже прогретый теплоноситель подается в отопительную систему посредством выходного патрубка в верхней части устройства.

Чертеж котла

a69af4108cac73ed5b10fa9cc0b358bc.jpg

Способ укладки дров в шахтный котел

Разобравшись с принципом действия нагревательных приборов шахтного типа, с требованиями, предъявляемыми к топливу, нужно обратить внимание на способах закладки.

Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере. Причина такого явления  —  неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз.

Несоблюдение рекомендаций по укладке дров в данном случае чревато внезапному прерыванию основного процесса – горению топлива. Перед началом эксплуатации шахтных агрегатов следует придерживаться следующих рекомендаций:

  • поленья, предназначенные для закладки, должны быть меньших размеров, на несколько сантиметров меньше значений периметра топливной шахты;
  • дрова всегда необходимо укладывать поперек шахты, а ни в коем случае вдоль нее;
  • на самый низ укладываются самые сухие поленья, тогда как вверху можно расположить сырые дрова.

Нехитрые советы помогут вам добиться нормальной работы вашего котла. Одной загрузки дров, если соблюдены все правила закладки, должно хватить на 12 часов. Котел все это время будет работать самостоятельно, не требуя вашего участия.

029578a74e24fb9312359f0fb403db0a.png

Создание теплообменника для шахтного твердотопливного котла

В данном случае им станет водяная рубашка, имеющая несколько рядов горизонтально расположенных труб. Специалисты не рекомендуют делать теплообменник с вертикальными трубами, поскольку направление перемещения теплоносителя совпадет с движением угарных газов.

В итоге КПД твердотопливных котлов шахтного типа сильно понижается. Наибольшая величина коэффициента наблюдается тогда, когда направления передвижения противоположны.

4390da56a02570b75e3eeb1f54be8292.jpg

Теплообменник делают следующим образом:

  1. Сваривают обечайку квадратной или прямоугольной формы. Ее параметры нужно сделать на 6 сантиметров меньше, чем у теплообменной камеры.
  2. В обечайке выполняют два отверстия. Одно из них должно совпадать с дырой в перегородке для задвижки, а второе — с дырой для очистки камеры догорания.
  3. В верхней части двух других, противолежащих сторон обечайки высверливают отверстия для 25- миллиметровых трубок. Для этого в дрели устанавливают коронку для металла. В шахматном порядке создают три ряда отверстий. Главное, чтобы дырки на одной стороне располагались выше отверстий на противоположной стенке.
  4. Трубы разрезают на отрезки, вставляют их и приваривают.

Как избежать проблем при строительстве и эксплуатации

Оборудование устанавливают только на бетонное основание. Стальной прокат не выдерживает вес и котел проседает. Это приводит к потере плотности соединений и повреждению труб.

Использовать самодельную дверь для топки и зольника не рекомендуют. Малейшие неровности снижают эффективность сжигания дров.

Кроме того, возможно выпадение углей через щели с последующим возгоранием. При самостоятельном изготовлении дверцы ее делают строго под отверстие, обеспечивают заслонками и теплоизоляцией между слоями.

Если котел с теплообменником используют в локальной отопительной сети, циркуляционный насос устанавливают на обратку. Так устройство работает в щадящем режиме на протяжении 6 или более лет. Для решения проблемы низкотемпературной коррозии на байпасе (перемычке) устанавливают трехходовой термостатический клапан и настраивают на 55 градусов.

Стойкий запах креозота и задымление в котельной говорят о низком качестве топлива. Дешевые деревянные шпалы не подходят для обогрева и образуют зольно-угольные остатки на стенках менее, чем за сутки горения. Чтобы исключить теплопотери через дымоход, последний оборудуют заслонкой. Она предотвращает выход нагретого воздуха, снижает скорость сжигания топлива.

Особенности самодельной установки

Прежде чем браться за само дело, надо выяснить, каковы преимущества и недостатки самостоятельного изготовления нагревательного котла.

Положительными сторонами будут:

  • индивидуальная конструкция (максимально полно учитывающая особенности дома и отопительной системы);
  • сокращение расходов;
  • приятные эмоции от хорошо выполненной работы;
  • высочайшая ответственность (редко кто на больших предприятиях работает столь же хорошо).

defb9c6874666a9a8907d41767e29b8f.jpg
33d3b40a2a15cda974d7f471eea8974d.jpg

Но при этом есть и трудности:

  • необходимость самостоятельно все рассчитать;
  • необходимость разбираться в конструкционных материалах;
  • обязательное условие — навык владения инструментами;
  • наличие свободного пространства, где можно безопасно выполнить основные работы;
  • отсутствие возможности предъявить кому-либо претензии в случае нестабильного, ненормального действия котла.

Для всех хотя бы минимально подготовленных домашних мастеров любая из указанных проблем не слишком актуальна. Большинство людей отдает предпочтение твердотопливным (а не газовым или жидкостным) конструкциям, потому что их устройство проще в исполнении

При работе в кустарных условиях это обстоятельство очень важно. При этом среди твердотопливных котлов самые популярные — основанные на шахтном принципе работы, потому что они обеспечивают длительное стабильное горение

Такие системы, в свою очередь, разбиваются на два подкласса — классическую и пиролизную схемы.

0dbad8f73661fcd2fccc1ff7f2e030bd.jpg
d98481f39d64f2a9cb9a8a89c32f7aee.jpg
a8a5805aa812282794ffb7a5da56f30c.jpg

Любой шахтный котел имеет две основные камеры, разделенные по вертикали. Одна из них служит для сжигания горючего, а в другой размещается теплообменник.

Большинство видеокурсов и печатных руководств показывает более простую схему организации, включающую:

  • топку (на нее приходится от 50% общего объема);
  • люк для погрузки (размещаемый наверху или сбоку);
  • накапливающую золу камеру;
  • колосник;
  • дверцу для удаления золы (с шибером);
  • камеры теплообменника;
  • дымоход.

df5a834b11dfd3629c951c83d0733d5a.jpg
6b58cf56315d9b47ee54eff2500cbbaf.jpg

Когда котел включается в работу, горячий газ устремляется в камеру с теплообменником и отдает через него энергию теплоносителю. Дымовой поток устремляется в отведенную для него трубу, вода уходит в отопительный контур. Сложнее устроен пиролизный котел. Если посмотреть видео, на котором показан первый запуск такой установки, рассчитанной на 45 кВт, разница заметна вполне отчетливо. Специфика оборудования обусловлена использованием камер для сжигания и дожигания угарного газа, трубопровода для повторной подачи воздуха и стенной задвижки, разделяющей основные рабочие отсеки.

Труба, по которой воздух идет повторно, имеет обильную перфорацию. Пиролизный эффект наступает благодаря разложению топлива при неполном снабжении отсека воздухом. Продукты частичного сгорания дожигаются в другом отсеке. Подобное решение позволяет повысить эффективность сжигания топлива и «добыть» из него максимум тепловой энергии

Но есть ряд других нюансов, которые обязательно должны быть приняты во внимание.

Заключение

После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми элементами выполняют его опрессовку водой под давлением, по результатам которой производят устранение дефектов, а затем — комплекс пусконаладочных работ. Не стоит пренебрегать и установкой регулятора тяги, который облегчит эксплуатацию твёрдотопливного котла в различных погодных условиях.

Источники
  • https://teplospec.com/tverdotoplivnoe-otoplenie/kak-sdelat-kotel-dlitelnogo-goreniya-svoimi-rukami-poshagovoe-rukovodstvo.html
  • https://tstmoskva.ru/otoplenie/kak-sdelat-kotel-dlitel-nogo-goreniya-svoimi-rukami-poshagovoe-rukovodstvo-2.html
  • https://mr-build.ru/newteplo/kak-sdelat-drovanoe-otoplenie.html
  • https://kamin-expert.ru/kotlyi/kotel-tverdotoplivnyiy-dlitelnogo-goreniya-svoimi-rukami-chertezhi.html
  • https://www.tproekt.com/kak-sdelat-kotel-svoimi-rukami/
  • https://ZnatokTepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/delaem-tverdotoplivnyj-kotel-svoimi-rukami.html
[свернуть]
Adblock
detector