Делаем твердотопливный котел своими руками

Главные принципы выбора системы отопления для дома – экономичность, эффективность, удобство в эксплуатации. Рассмотрим, как будет выглядеть схема отопления частного дома с твердотопливным котлом и какие правила нужно соблюдать при монтаже.

Особенности котлов на твердом топливе

Газоснабжение и централизованное электроснабжение в России есть до сих пор не везде. Газ стоит дешево только в столичных городах, и даже там дорожает. Электричество всюду дорого.

Особенности котлов на твердом топливе
Особенности котлов на твердом топливе

Оставляют желать лучшего коммуникационные сети: перебои с подачей электроэнергии, резкие перепады напряжения – за городом дело обычное. Не всегда есть возможность подключиться к магистральному газу, а приобретение сжиженного в баллонах – дело энергоемкое.

Особенности котлов на твердом топливе
Особенности котлов на твердом топливе

Отопление твердотопливным котлом имеет несколько преимуществ:

  • можно остановиться на том виде топлива, которое в вашей местности дешевле всего – дрова, торф, уголь, древесные отходы и т.д.;
  • твердотопливные котлы – самые дешевые в категории. Дороже стоят модели длительного горения, но их теплоэффективность выше;
  • большой ассортимент. Автоматику и вспомогательные элементы обвязки можно при необходимости докупить отдельно;
  • в отличие от газовых агрегатов для установки твердотопливного котла не требуется разрешение местной администрации.
Особенности котлов на твердом топливе
Особенности котлов на твердом топливе

Теперь о минусах:

  • пожароопасность. Но этот недостаток есть и у газовых моделей, и у дизельных. А в случае проблем с проводкой – даже у электрических;
  • необходимость следить за количеством дров/угля в топке. Твердотопливный котел не получится просто «включить и забыть». Реже требуется подкладывать топливо в котлы пеллетные и длительного горения, но и они в этом отношении не слишком автономны;
  • процессом горения твердого топлива управлять сложно (у других агрегатов достаточно перекрыть газовый кран или отключить электричество). Инерция у твердотопливных котлов высокая, и у всей системы, соответственно, тоже.

Конструкция котла на твердом топливе

Особенности котлов на твердом топливе
Особенности котлов на твердом топливе

Инструменты

Котел отопления своими руками собирается с помощью таких инструментов и материалов:

  • Асбестовый шнур, чтобы герметизировать проемы.
  • Вата базальтовая.
  • Для декоративной обшивки понадобится сталь тонколистовая.
  • Жаровые трубы внутри теплообменника, патрубки для подключения системы отопления.
  • Листы 4 мм конструкционной стали для сборки корпуса.
  • Листы стали — нужны для изготовления топки. Самая лучшая в данном случае — легированная сталь.
  • Патрубок для присоединения трубы для вывода дыма.
  • Полоса из стали.
  • Проектируя самодельный твердотопливный котел из конструкционной стали (без легирующих добавок), нужно выбирать марки с низким содержанием углерода.
  • Ручки для дверцы.
  • Труба для воздухозаборника.

О том, как сварить котел отопления, лучше узнать у специалиста заранее. Сваривая детали, использовать лучше электроды МР-3С или АНО-21.

Рекомендации по изготовлению и выбору материалов

Обычно самодельные котлы для дома выполняют полностью из металла, поскольку чугунную топку сделать в домашних условиях невозможно, а покупать – дорого. Распространена практика, когда домовладельцы заказывают отопительные агрегаты мастерам, которые специализируются на их изготовлении. В этом случае рекомендуется принимать личное участие в процессе на всех этапах начиная от закупки материалов и заканчивая испытаниями готового изделия. В противном случае через несколько лет можно столкнуться с дефектами, допущенными при заготовительных или сборочных работах.

Самодельный дровяной котел

Поскольку самодельные котлы отопления на твердом топливе работают при высокой температуре в камере сжигания, то для ее изготовления лучше всего применять легированную жаропрочную сталь (в простонародье – нержавейку) толщиной 5 мм. Учитывая высокую стоимость этого металла и усложнение сварочных работ, многие берут стальные толстые листы обыкновенного качества. Нужно понимать, что такое изделие не может быть долговечным, от перепадов температур обычная сталь будет деформироваться. Поэтому в таких случаях имеет смысл защитить стенки камеры огнеупорным кирпичом, тогда они прослужат дольше. Однако топку придется сделать большего размера, да и вес корпуса увеличится.

Металл для водяной рубашки можно взять обыкновенного качества Ст 20 толщиной 3 мм. Для справки: из такой стали изготавливаются трубы для горячей воды и пара. Соответственно, дымогарные трубы теплообменника лучше взять этой же марки стали диаметром 48—76 мм. Зачастую самодельные отопительные котлы на дровах работают в системах отопления с принудительной циркуляцией при отключениях электричества, поэтому конструкцию водяной рубашки нужно сделать максимально жесткой. Для этого по всей плоскости наружных стенок топки следует приварить ребра жесткости из металла полосового или углового профиля с шагом 120—150 мм. К этим же ребрам нужно варить внешние стенки резервуара. Тогда при закипании воды обшивку рубашки не раздует, она сможет выдержать давление пара.

Читайте также:  В чем причина когда холодильник включается и сразу же выключается

Дверцы топки и поддувала лучше делать двухслойными, вкладывая между слоями металла огнестойкий теплоизоляционный материал: асбест, базальтовое волокно или их комбинацию. Этими же материалами следует утеплить корпус агрегата. Притворы дверец нужно герметизировать асбестовым шнуром, а петли должны быть регулируемыми. Их делают из резьбовых шпилек с приваренным на конце шарниром. Запорные рукоятки надо оснастить насадками из эбонита или текстолита, чтобы при открывании дверцы не обжечь руки.

Принцип работы

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения заключается в сжигании того или иного вида топлива способом верхнего либо верхне-нижнего горения. При происхождении данного процесса происходит увеличение длительности горения топлива, а также количество выделяемых калорий тепла.

Схема внутреннего устройства и чертежи

Принцип работы

В твердотопливном котле отсутствует специальный колосник с зольником, а внизу находится закрытый поддон. Таким образом, нельзя допустить горение топлива в нижней части топки. Последняя построена в форме цилиндра.

Поток воздуха подается сверху, после чего распределитель воздуха разделяет его по всему объему. Распределитель является подвижным – опускается и поднимается.

Верхняя часть топки предназначается для накопления продуктов сгорания и частичек золы. От зоны первичного сгорания они отделяются огромным металлическим диском. При входе в камеру есть автоматический регулятор тяги, представляющий собой прибор для определения температуры теплоносителя, по которой регулируется скорость истечения газа. В качестве теплообменника используется полностью весь корпус.

Кроме того, в конструкции есть места для подключения подаваемой воды, обратной воды, термометра, регулятора тяги. Надежность обеспечивается благодаря теплоизоляционной оболочке.

Принцип работы

Чертежи пиролизного котла длительного горения с водяным контуром:

Сборка котла

Сборка котла самостоятельно

Определившись с материалами и схемой, можно приступать к изготовлению котла отопления своими руками. Самая простая конструкция строится по принципу матрешки. Это наиболее эффективный способ расположения загрузочной зоны и отсека для нагрева теплоносителя. Камера горения располагается в наружном, большем по размеру отсеке. Внутри него находится стальной резервуар с теплоносителем.

Важно следить, чтобы резервуары нигде не соединялись между собой, иначе самодельный котел будет не годен к использованию. Стенки агрегата свариваются из трубы диаметром 800–1000 мм. Дно вырезается из листового металла и приваривается к стенкам. Здесь важно сделать качественные сварочные швы, для чего может понадобиться квалифицированный сварщик и соответствующая аппаратура.

Следующий этап — создание воздухораспределителя. Для этого также вырезается металлический круг размером примерно на 20 мм меньше внутреннего диаметра котла. В центре высверливается отверстие около 20 мм в диаметре. В нижнюю часть вваривается крыльчатка с лопастями, размер которых не превышает 50 мм. В верхней части располагается труба диаметром 60 мм, высота которой равна высоте самого отопительного прибора. В верхней части воздуховода устанавливается заслонка.

В нижней части агрегата вырезаются отверстия, где будут установлены дверцы топки и зольника. Труба дымохода изготавливается из трубы диаметром 100 мм. Последний штрих — крышка с отверстием для воздухораспределителя, плотно прилегающая к стенкам. Котел готов и создан без лишних затрат своими руками. Чертежи для такой конструкции можно найти в сети или начертить самостоятельно.

От чего зависит длительность горения дров?

Собственники частных домов, которые приняли решение установить отопительный твердотопливный котел на дровах, в первую очередь интересуются тремя характеристиками – ценой, тепловой мощностью и длительностью горения с одной загрузки. Данные характеристики связаны между собой, чем дольше продолжительность работы и выше мощность, тем дороже стоит агрегат.

Многие владельцы частных домов хотели бы установить котел на твердом топливе, который нет необходимости каждые 4-6 часов загружать топливом. Исходя из этого, многие производители и продавцы используют приставку «продолжительность горения» абсолютно ко всем теплоагрегатам, даже к пеллетным, которые могут самостоятельно работать до 7 суток.

Читайте также:  Простой самодельный обогреватель своими руками

Продолжительность процесса горения, как правило, основывается на использовании режима тления с ограниченной подачей кислорода. Но сжигание угля и дров таким образом является неэффективным потому что:

  1. КПД угольных и дровяных котлов 70-75% достигается только в момент максимального горения. При тлении эффективность падает до 40-50% (это КПД обычной буржуйки).
  2. Дрова при тлении выделяют достаточно мало тепловой энергии. А кому нужен агрегат продолжительного горения, который не обогревает дом должным образом?!
  3. Свежесрубленные деревья определенных пород (ива, тополь), а также низкокалорийное топливо не может быть сожжено должным образом в режиме тления.

Как правило, твердотопливные дровяной котел для отопления частных домов – это те приборы, у которых увеличенная топливная камера, именно ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях.

Принцип действия достаточно простой: чем больше в топку загружено дров – тем дольше они горят и выделяют тепло.

В зависимости от выбора и уровня влажности сырья, напрямую зависит, сколько тепла оно может выделить. Наиболее популярным видом топлива зачастую являются отходы деревообрабатывающей промышленности. Но этот вид топлива достаточно низко калорийный, из-за этого его требуется достаточно большое количество. Наиболее производительным топливом являются сухие дрова, качество которых должно быть одинаково высоким во время каждой закупки.

Обслуживание твердотопливного котла

Чистку внутренних поверхностей бункера камеры сгорания следует проводить еженедельно. Для этого используйте штатный скребок и другие инструменты.

Внимание! 1 миллиметр сажи на поверхности стенок снижает мощность на 3%.

Порядок регулярной профилактики:

Обслуживание твердотопливного котла
  1. Открыть шуровкой отверстие для чистки.
  2. Очистить скребком поверхности топки и загрузочной камеры.
  3. Открыть растопочную заслонку и очистить заднюю стенку.
  4. Очистить переднюю решётку зольной пластиной.

Для большей эффективности рекомендуется использовать твердотопливные котлы вместе с теплоаккумуляторами. Это позволяет стабилизировать подачу тепла в помещение и сократить до минимума расходы электроэнергии.

Сборка отопительного агрегата

После сборки фундамента и подготовки кирпичного основания можно заняться корпусом. Из трубы 425 мм делается корпус. Если требуется отапливать небольшую площадь, достаточно высоты чуть более 1 м даже с учетом небольшого радиуса.

После измерения и нанесения меток можно обрезать трубу. Края обрабатываются болгаркой. На корпусе нужно прорезать отверстия:

  1. Для топки (200х100) мм.
  2. Для поддувала (200х30 мм).

Топочное отверстие располагается над поддувалом.

Расстояние от края до поддувала делается не менее 7 см, как и расстояние между отверстиями.

Делаются отверстия для подачи и возврата теплоносителя. Их диаметр равен 25 мм. Располагаются они напротив друг друга по разным сторонам трубы. После к ним привариваются сгоны.

Из стальных листов изготавливается три диска диаметром 425 и 412 мм. Последний крепится внутрь корпуса. В двух из них, большем и меньшем, вырезаются отверстия радиусом более 50 мм. Дымоход к установке делается из металлической трубы 100 мм. Для ножек вырезаются кусочки металла толщиной до 5 см. Из арматуры изготавливается решетка для зольника.

К блину с диаметром 412 мм прикрепляется дымоход. Внутри корпуса на высоте около 30 см от нижней части отверстия для топки прикрепляется временный упор. Он изготавливается из проволоки или арматуры. На него опускается диск с трубой.

Основные стыки

Важным моментом в сборке является соединение блинов и корпуса между собой. Шов требуется сваривать с обеих сторон и сделать это максимально надежно: на этом участке соединяются топка и бак.

Сборка отопительного агрегата

После окончания сварки на дымоход надевается блин диаметром 425 мм. Необходимо надежно прикрепить оба шва при помощи сварки.

Топочный отсек

С обратной стороны от дымохода ставится газовая камера из металла. Она прикрепляется внутри корпуса, изготавливается теплообменник из стального бака и медной трубки, которую требуется согнуть в виде серпантина. Затем она вставляется в бак и закрепляется фитингами. Во время работы от горелки будет нагреваться спираль из меди и передавать тепло баку.

Теплообменник прикрепляется на уголки прямо над горелкой. Электронные компоненты закрепляются внутри согласно чертежу.

Горелка

Нижняя часть корпуса

В конце работы закрепляется большой блин, который выполняет роль днища корпуса. Затем к нему привариваются ножки высотой 5 см. После закрепляются петли.

Читайте также:  Делаем бесплатное отопление частного дома своими руками с фото и видео

Конструкция для задвижки поддувала

Эта конструкция может быть разной по конструкции. Обычно изготавливаются в виде дверцы или заслонки.

Процесс сборки

Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.

Устройство подачи воздуха

Процесс сборки

Отрезаем от толстостенной трубы диаметром 100 мм отрезок, длина которого будет равна высоте топки. К нижней части привариваем болт. Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра, как труба или большего. Просверливаем в круге отверстие, достаточное для прохождения болта, приваренного к трубе. Соединяем круг и воздуховодную трубу, закрутив гайку на болт.

В итоге мы получим трубу для подачи воздуха, нижняя часть которой может закрываться свободно двигающимся металлическим кругом. В процессе эксплуатации это позволит регулировать интенсивность горения дров и, следовательно, температуру в помещении.

С помощью болгарки и диска по металлу делаем в трубе вертикальные прорези толщиной приблизительно 10 мм. Через них воздух будет поступать в топочную камеру.

Корпус (топка)

Процесс сборки

Иногда котлы для отопления изготавливают из баллонов из-под газа для более длительного срока службы.

Дымоход

В верхней части корпуса формируем отверстие для отвода газов. Его диаметр должен быть не менее 100 мм. К отверстию привариваем трубу, через которую будет осуществляться отвод отработавших газов.

Длина трубы выбирается в зависимости от конструктивных соображений.

Процесс сборки

Соединяем корпус и устройство подачи воздуха

В днище корпуса вырезаем отверстие диаметром равным диаметру воздухоподающей трубы. Вставляем трубу внутрь корпуса таким образом, чтобы поддувало выходило за пределы днища.

Воздухоподающая труба должна заканчиваться на несколько сантиметров раньше начала дымохода.

Теплорассеивающий диск

Процесс сборки

Из металлического листа толщиной 10 мм вырезаем круг, размер которого немного меньше диаметра корпуса. Привариваем к нему ручку, изготовленную из арматуры или стальной проволоки.

Это значительно упростит последующую эксплуатацию котла.

Конвекционный кожух

Из листовой стали изготавливаем цилиндр или отрезаем кусок трубы, диаметр которой на несколько сантиметров больше наружного диаметра топки (корпуса). Можно использовать трубу диаметром 500 мм. Соединяем вместе конвекционный кожух и топку.

Процесс сборки

Сделать это можно с помощью металлических перемычек, привариваемых к внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности топки, если зазор получился достаточно большой. При меньшем зазоре можно приварить кожух к топке по всему периметру.

Крышка

Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра как топка или чуть больше. Привариваем к ней ручки, используя электроды, проволоку или другие подручные средства.

Учитывая, что в процессе эксплуатации котла ручки могут сильно нагреваться, стоит предусмотреть специальную защиту из материала с низкой теплопроводностью.

Процесс сборки

Ножки

Для обеспечения длительного горения к дну привариваем ножки. Их высота должна быть достаточной, чтобы поднять дровяной котел минимум на 25 см над уровнем пола. Для этого можно использовать различный прокат (швеллер, уголок).

Поздравляем, вы изготовили дровяной котел своими руками. Можно приступать к обогреву дома. Для этого достаточно загрузить дрова и поджечь их, открыв крышку и теплорассеивающий диск.

Советы по экономии

Из всей отопительной техники, которую используют сегодня в быту, наиболее давно известны твердотопливные котлы. Благодаря простоте конструкции и принципа работы, доступности топлива агрегаты этого типа получили широкое распространение. Сегодня для многих жителей частных домов в сельской местности подобная техника стала своеобразной «палочкой-выручалочкой». Постоянно растущая цена бытового газа, сложности с получением разрешений на установку газового автономного отопителя способствуют тому, что твердотопливный котел сегодня, как минимум, не утратил своей востребованности у населения, проживающего недалеко от лесных массивов — источником дров.

Твёрдотопливные котлы отопления: слева — смонтированный и действующий, справа — без подключения к контуру, на стадии монтажа.

Советы по экономии

На сегодняшний день существует два варианта решить проблему автономного отопления на твердом топливе: купить готовое заводское изделие или изготовить твердотопливный котел своими руками. Стоимость современного высокотехнологичного отопительного агрегата достаточно высока, но диапазон цен широк — от 3-х до нескольких десятков тысяч рублей, что делает прибор доступным широкому кругу потребителей.

При наличии определенной технической подготовки твердотопливный котел можно собрать и самостоятельно, используя схемы и рекомендации по изготовлению моделей этих устройств, наиболее популярных при монтировании своими руками.