Котел, работающий на твердом топливе, заслуженно считается одной из самых эффективных отопительных систем. Во многом это устройство напоминает обычную печку, но является более экономичным и эффективным. Обычно его приобретают рациональные домовладельцы и те, кто не имеют возможности оснастить свой коттедж электрическим обогревом или подключиться к газовому либо централизованному отоплению.
Нередко хозяева частных и дачных домиков задумываются об изготовлении твердотопливных котлов своими руками. Прежде чем приступить к созданию самодельной конструкции важно узнать о том, какими бывают такие приборы, а также ознакомиться с правилами сборки и монтажа.
Что такое твердотопливный котел
Содержание статьи
Твердотопливные котлы — это эффективные системы отопления, которые вырабатывают тепловую энергию посредством сжигания древесины, черного и бурого угля, а также брикетов торфа или кокса. Обычно их используют для обогрева помещений и обеспечения горячим водоснабжением жилых или промышленных строений, расположенных в негазифицированных районах. В продаже можно встретить модели, способные работать на всех видах твердого топлива или только на одном. Последние отличаются более высоким коэффициентом полезного действия.
Устройство
Классический обогреватель является модульной конструкцией. Он представляет собой сложное устройство и состоит из нескольких деталей, помещенных в общий корпус. Чаще всего для его изготовления выбирают жаропрочные или котловые листы из металла, например, стальные или чугунные.
Основными элементами этой установки считаются:
- Теплообменник — одна из самых важных деталей системы. Именно он осуществляет передачу тепловой энергии внутри котла с помощью нагретого дымового газа, чью скорость прохождения к теплоносителю регулирует дымосос. Теплообменники способны прослужить около 20 лет. Обычно для их изготовления используют такие материалы, как сталь или чугун. При выборе детали стоит учесть, что покупка стального элемента обойдется дешевле, но он довольно быстро износится и выйдет из строя. Теплообменник из чугуна отличается долговечностью и устойчивостью к образованию коррозии.
- Топочная камера, оснащенная дверкой, предназначена для загрузки топлива. В ней же происходит и его сжигание.
- Колосниковая решетка должна обладать тепловой и коррозионной устойчивостью, поэтому ее создают из сплава серого чугуна (графита) и железа. Этот элемент способствует равномерному распределению топлива, отсеву его остатков в зольник и обеспечивает необходимую для процесса горения циркуляцию воздуха в топке.
- Терморегулятор необходим для автоматизации работы системы. Он выполняет защитные функции, так как контролирует нагрев теплоносителя и предотвращает появление проблем, которые могут возникнуть из-за слишком высокой температуры. Это устройство может быть автоматическим или механическим.
- Люк для прочистки дымоотвода.
- Зольник — в нем скапливаются продукты горения.
Для безопасной и комфортной эксплуатации отопительной установки ее нередко оснащают дополнительными элементами, например, газовой горелкой для розжига топлива, специальным клапаном для защиты от перегрева, регулятором тяги и т.д.
Принцип работы
Большинство котлов подобного типа работают по принципу верхнего горения.
Процесс запуска установки происходит в следующей последовательности:
- Топливо помещают в камеру сгорания на колосниковую решетку.
- Дрова или уголь поджигают и закрывают загрузочную дверку.
- Открывают заслонку на дымоходе и из-за разницы давлений начинается подача воздуха в прибор.
Из-за того, что кислород проникает в топку сверху вниз, будет гореть только верхняя часть топлива. По мере сгорания дров, огонь постепенно станет опускаться, охватывая нижний слой. Благодаря такой технологии получится контролировать процесс и экономно расходовать дрова, ведь из-за подобного подхода они будут гореть очень долго.
Если для изготовления устройства использовались огнестойкие и коррозионноустойчивые материалы, то получившаяся установка будет обладать высоким КПД и отлично изолировать тепло, а также выйдет не только экономичной, но и безопасной.
Преимущества
Котлы на твердом топливе позволяют обеспечить теплом такие постройки, которые нельзя оборудовать газовыми и электрическими системами обогрева.
К преимуществам этих полезных устройств стоит отнести:
- Экономичность. Качественный твердотопливный агрегат отличается медленным расходом дров и угля. Такая установка требует меньше затрат, чем системы, работающие на электричестве или газе.
- Экологичность. Специалисты утверждают, что подобные котлы практически не наносят урон окружающей среде, а дрова считаются возобновляемым ресурсом.
- Простота конструкции и отсутствие сложностей в эксплуатации обеспечивают долгую и безотказную службу установки. Поэтому собрать такой аппарат своими руками под силу даже начинающим мастерам, если они тщательно продумают план монтажа деталей и обзаведутся подробной схемой изготовления.
- Доступность и вариативность. Большинство приборов этого типа прекрасно работают на любом твердом топливе, и его выбор зависит лишь от предпочтений владельца. Таким образом, для обеспечения жилища теплом можно использовать дрова, торф, щепки, уголь, а в некоторых случаях даже сухой навоз.
- Автономность. Работа этих котлов не зависит от перебоев поставки газа и электричества. Если топливо неожиданно кончится, всегда можно набрать щепок или срубить несколько веток прямо на своем участке.
- Низкая стоимость самой установки.
- Широкий ассортимент разных моделей.
- Простота монтажа и отсутствие требований к оснащению котельной.
Несмотря на большое количество преимуществ, рекомендуется внимательно ознакомиться с возможностями и техническими характеристиками устройства. Это поможет сделать правильный выбор.
Недостатки
Большой выбор различных моделей делает приобретение твердотопливных котлов доступным для потребителей с разным доходом.
Однако, как и другие товары, эти устройства помимо преимуществ имеют и свои недостатки:
- Для размещения и хранения топлива владельцу придется оборудовать кладовку или дополнительную постройку.
- Дешевые варианты не так удобны в пользовании, как более дорогие. Их придется чаще чистить от сажи и копоти.
- Чтобы горение топлива сопровождалось максимальным КПД, придется соблюдать особые правила.
- Любые модели требуют ручной загрузки топочной.
- Устройства длительного горения чаще всего обладают невысоким (около 70%) коэффициентом полезного действия.
- Придется произвести монтаж деталей для принудительной тяги, если возникнут сложности с выводом продуктов горения наружу.
Стоит отметить, что плюсы и минусы твердотопливных аппаратов зависят от ряда факторов, например, от уровня теплоизоляции или площади помещения. Перед покупкой или сборкой котла важно изучить все аспекты работы и установки подобных устройств.
Выбор схемы и конструкции котла
В целях экономии можно купить самодельный твердотопливный котел у знакомого умельца, но лучше собрать его своими руками. Процесс изготовления системы обогрева не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Главное — заранее определиться с видом устройства и подобрать понятную схему либо сделать качественный чертеж.
Котел с верхним горением
В современных котлах с верхним горением топливо используется послойно. Эта особенность позволяет увеличить КПД аппарата на 80% и значительно уменьшить объем отходов.
С пиролизным сжиганием твердого топлива
Тепло в таких агрегатах вырабатывается в результате сгорания древесного газа, образующегося во время сухой перегонки дров при температуре 600-800 °C. Из-за этой особенности подобное оборудование также называют газогенераторным. При работе пиролизных систем сажа и зола выделяются в очень маленьких количествах.
Шахтного типа
Оборудование шахтного типа отличается неприхотливостью к качеству закладки, оно способно работать даже на влажных дровах, а также поддерживать тепло продолжительное время. Между загрузками топлива обычно проходит около 12 и более часов. Такое название устройство получило из-за особенностей конструкции. Топка и камера теплообмена этого агрегата имеют строение шахт. Дрова загружаются внутрь устройства постепенно, как в колодец, один слой за другим. Сгорание топлива происходит снизу вверх, поэтому эти приборы нередко называют котлами с нижним горением.
Классический
Традиционные котлы представляют собой печки с водяным контуром. Такие конструкции активно используют в небольших кочегарках и частных домах. Принцип их работы прост: при сжигании топлива (дров или угля) нагревается жидкость в теплообменнике, расположенном в нижней части циркуляционного контура.
Требования к конструкции самодельного обогревателя
Важно помнить, что все аппараты имеют свои конструктивные особенности, которые стоит учесть при сборке понравившейся модели.
Большинство потребителей не задумывается о декоративном виде самодельных котлов, ведь основной задачей этих приборов является обогрев помещений.
Однако при их изготовлении важно помнить, что аппарат, выполненный своими руками, должен соответствовать элементарным требованиям:
- экономно потреблять топливо;
- быть безопасным при использовании по назначению;
- нагрев воздуха в помещении должен происходить как можно быстрее;
- иметь простую конструкцию, чтобы при поломке какой-либо детали ее можно было легко извлечь из агрегата и быстро починить или заменить;
- обладать сравнительно небольшими размерами, так как громоздкий обогреватель станет занимать много места;
- быть функциональным, то есть помимо прямого назначения выполнять и дополнительную работу, например, осуществлять нагрев воды или сушить вещи.
Меры безопасности
Также при использовании самодельного прибора не стоит забывать о мерах безопасности.
К ним относятся:
- нельзя хранить легковоспламеняющиеся материалы рядом с аппаратом;
- чистку зольника и дымохода нужно осуществлять, когда котел остыл;
- не стоит использовать неисправный обогреватель;
- загрузочная дверца должна плотно закрываться;
- работающее оборудование нельзя надолго оставлять без присмотра;
- запрещается сжигать в топке токсичные материалы.
Полезные рекомендации по созданию котла
Все самодельные системы отопления работают по одному принципу: топливо сгорает и отдает энергию теплоносителю. Чаще всего в этих целях используют обычную воду. Внешний вид оборудования и его конструктивные особенности должны зависеть от доступности строительных материалов и определенного вида топлива в регионе.
Что влияет на КПД самодельного обогревателя
Перед тем, как приступить к сборке аппарата, стоит узнать, что в первую очередь влияет на его КПД.
Можно выделить два основных фактора:
- Чем больше площадь поверхности теплообменника, тем быстрее будет осуществляться нагрев теплоносителя.
- Топливо должно гореть долго и использоваться котлом полностью. Если конструкция устройства имеет изъяны, то котел станет требовать больше дров и давать меньше тепла.
Чтобы при эксплуатации самодельного прибора не возникли проблемы, еще на стадии разработки схемы нужно учесть все тонкости его изготовления.
Самостоятельное изготовление
При выборе чертежа для изготовления системы отопления важно помнить, что температура продуктов горения должна быть минимальной, ведь чем она ниже, тем выше эффективность аппарата. Помимо этого, показатель также влияет на долговечность прибора и безопасность эксплуатации. У лучших самодельных конструкций температура на выходе составляет не более 120-150 градусов.
Необходимые инструменты и материалы
Чтобы приступить к созданию обогревателя нужно заранее подготовить все необходимые инструменты и материалы.
В процессе работы мастеру могут пригодиться:
- стальные листы толщиной 5-10 мм;
- металлические уголки подходящих размеров;
- дверцы для зольника и топки;
- стальные трубки для создания теплообменника;
- колосниковая решетка или железные прутья для ее самостоятельной сборки;
- трубы разного диаметра (округлого и прямоугольного сечения);
- приспособления для замеров и нанесения разметки;
- угловая шлифовальная машина;
- молоток;
- электродрель;
- плоскогубцы;
- сварочный аппарат.
Варианты теплообменников
Создание котла лучше начать с изготовления теплообменника. Именно от этой детали будет зависеть эффективность прибора. Всего существует множество вариантов сборки такого элемента, но начинающим лучше остановиться на самых простых.
Горизонтальный
Для создания теплообменника горизонтального типа рекомендуется внимательно ознакомиться со схемой. На ней видно, какие трубы нужно использовать и как их правильно расположить.
Пошаговая инструкция по сборке:
- Подготовьте все детали, перечисленные на рисунке.
- Болгаркой прорежьте в прямоугольных трубках отверстия для круглых.
- Соедините элементы согласно чертежу и скрепите с помощью сварочного аппарата.
Вертикальный
Как видно на рисунке, для создания этого теплообменника вместо круглых трубок используют листовой металл толщиной 3-5 мм.
Сборка агрегата осуществляется по следующему алгоритму:
- К профильной трубе приваривают боковины из стали, как показано на схеме.
- Параллельно профилю к металлическим листам прикрепляют перемычку из труб. Между ними должно образоваться расстояние 30-32 см.
- Остальные детали присоединяют к будущему теплообменнику аналогичным способом. Их расположение можно увидеть на чертеже.
Горизонтальный котел из бочки
Одним из самых доступных материалов для изготовления отопительной системы считается железная бочка. Ее можно приобрести в магазине или просто использовать старую.
Пошаговая инструкция по созданию горизонтального котла:
- Возьмите трубу толщиной на 16-24 сантиметра меньше, чем диаметр бочки. Отделите от нее кусок, равный длине будущего корпуса.
- В отрезок трубы поместите нижнюю часть камеры сгорания, зольник и колосниковую решетку. Последнюю можно сварить самостоятельно из стальных прутьев или пластин. Низ топки проложите огнеупорным кирпичом.
- Закупорьте бочку, заварив ее с обоих концов кругами из металла, после чего прикрепите к корпусу ножки.
- Вырежьте отверстия под топку и зольник, прикрепите к ним дверцы. Также сделайте щель в дымоходе и поместите в нее задвижку.
- В нижней части бочки проделайте вход для трубки, через которую вода станет поступать в теплообменник.
- Подключите аппарат и проверьте на наличие протечек.
Вертикальный котел из бочки
Алгоритм по сборке вертикальной системы из бочки:
- В центр бокса помещают металлическую заслонку толщиной 3-5 миллиметров. Она нужна, чтобы отделить верхнюю часть для нагрева воды от нижней, предназначенной для размещения топлива.
- В круглом листе железа вырезают вход для дымохода и закрывают им верхушку бочки.
- В нижней части корпуса проделывают отверстие и приваривают к нему входную трубу, с колпаком бочки проводят аналогичные манипуляции, чтобы присоединить отводной патрубок.
- Затем подготавливают отверстия для топки и зольника, после чего оснащают их дверцами и отделяют друг от друга с помощью колосниковой решетки.
Изготовление кирпичного котла
Кирпичная конструкция считается самой эффективной и простой.
Для ее создания рекомендуется придерживаться следующей пошаговой инструкции:
- Выберите помещение, где будет располагаться прибор. Подготовьте небольшой котлован и залейте фундамент. Сверху накройте его рубероидом, чтобы создать изоляционную прокладку.
- Из огнеупорного кирпича выложите нижнюю часть котла. Сначала сформируйте зольник, накройте его колосниковой решеткой и сделайте топочную камеру.
- Теперь на получившемся основании разместите теплообменник. Помните, что между этой деталью и стенками котла должен остаться зазор около 10-30 миллиметров.
- Загрузочную дверцу сделайте в передней части топки, в задней оставьте отверстие под монтаж дымохода, если планируете сделать его из трубы. В противном случае выложите его из кирпича.
- В тело дымохода поместите заслонку. Дождитесь, пока цемент схватиться и полностью просохнет, проведите подключение всех труб.
Монтаж котла
Установку прибора можно произвести своими руками. Для использования отопительных устройств подобного типа не нужно получать разрешение у коммунальных служб.
Однако при выполнении обвязки и монтажа важно учесть следующие моменты:
- Нельзя помещать котел на пол, стоит подготовить специальный фундамент.
- Деревянные и каркасные стены, расположенные вблизи прибора, рекомендуется защитить при помощи листов асбеста или оцинкованной стали.
- Дымоотвод должен располагаться на расстоянии не менее 25 см от перекрытий.
Во время установки аппарата важно соблюсти все меры пожарной безопасности, ведь ошибки при монтаже могут привести к пожару во время эксплуатации прибора.
Порядок работ:
- Внесите прибор в помещение, установите на подготовленный фундамент так, чтобы патрубки оказались на одном уровне с трубкой дымохода.
- Зафиксируйте оборудование на фундаменте без перекосов.
- Установите вентилятор (если он есть) и присоедините дымоотвод.
Подключение к дымоходу
Проще всего сделать наружный дымоход приставного типа. В этом случае труба крепится к стене в вертикальном положении.
В деревянном доме ее можно вывести наружу через кровлю или стенку по следующей технологии:
- Проделайте в крыше (стене) квадратный проем на 40 сантиметров больше, чем диаметр дымоходной трубы.
- Произведите монтаж проходного узла, выполненного в форме короба из оцинкованной стали.
- Пропустите через него трубу-сэндвич,а оставшееся пространство заполните базальтовой ватой.
- Закрепите наружную крышку узла.
Как повысить КПД
Самодельное устройство при всех своих плюсах все же не может сравниться с заводским прибором.
Но каждый мастер может повысить КПД своего детища, следуя таким полезным советам:
- произведите монтаж запасного теплового щитка над котлом;
- установите резервный бак с водой так, чтобы он нагревался от тепла продуктов горения;
- сделайте трубку для отвода газов длиной не менее 7 метров;
- установите циркуляционный насос — он повысит КПД всей системы минимум на 20%. Кирпичная печь с духовкой читайте у нас на сайте.
Цены на циркуляционный насос
Видео
Более подробно процесс изготовления такого котла можно рассмотреть в следующем видеоролике.
