Основные преимущества и недостатки котельного оборудования шахтного типа
Для дачного дома или загородного гостевого дома, такой вид отопительной техники представляет собой настоящую находку. Не всегда есть возможность получить для использования идеальное топливо. Сухие дрова в холодное и сырое время года – явление достаточно редкое. Для других нагревательных приборов такое состояние дров может стать причиной низкой работоспособности отопительной техники. Шахтные нагревательные приборы подобными недостатками не страдают.
Установив у себя в доме такое отопительное оборудование, вы получаете следующие преимущества:
- агрегат работает практически на любом виде твердого органического топлива;
- агрегаты способны работать на разных режимах работы (широкий диапазон мощности);
- оборудование экономично. Одной закладки хватает на 12-24 часа;
- длительная и непрерывная работа на протяжении всего отопительного сезона;
- агрегаты этого типа отличаются энергонезависимостью;
- простота конструкции и удобство в обслуживании (зола удаляется во время работы агрегата);
- высокий уровень безопасности работающего агрегата.
Разбираемся в конструкции
Огромный ассортимент материалов и доступность информации позволят не испытывать сложностей с изготовлением котла.
Но любой самодельный агрегат, в том числе и твердотопливный котел, требует для сборки знаний тонкостей конструкции и производственного процесса.
Что необходимо иметь
Для выполнения работ понадобится:
- эскиз;
- навык выполнения сварочных работ;
- умение пользоваться газовым резаком;
- навыки конструктора для того, чтобы правильно выполнить разметку и раскрой материала;
- навыки каменщика;
- самодельный котел, работающий на твердом топливе, потребует умения пользоваться электрическими инструментами: например, резьба болгаркой или электроножницами по металлу.
Сбор материала
Для того чтобы приступить к работе, необходимо запастись материалом. Обязательно понадобятся:
- огнеупорный кирпич, строительный песок (глина);
- трубы прямоугольного и круглого профиля, листовой металл;
- колосники;
- дверки для топочного и зольного отверстия;
- чугунная плита для приготовления пищи;
- водонагреватель и насос для циркуляции воды;
- гравий или щебень, вода.
Инструменты
Производственный процесс не обойдётся без болгарки (электрических ножниц по металлу), сварочного аппарата. Также понадобится газовый резак, для работы которого необходим кислородный баллон и баллон с пропаном.
Также стоит запастись маркером по металлу, уровнем, метровой линейкой, шпателем, щипцами, пассатижами, электрической дрелью с набором свёрл. В целях безопасности обязательно нужно подготовить средства индивидуальной защиты — маски и очки. Можно приступать к работе.
Основные разновидности самодельных котлов
Если вы собираетесь сделать котел долгого горения своими руками, то вам обязательно пригодится информация из нашего обзора. В последующих разделах мы расскажем, как самому сделать отопительный агрегат той или иной конструкции, дадим несколько наиболее легких схем, опубликуем информацию о наиболее распространенных котлах длительного горения
Давайте пока уделим внимание последнему вопросу
Пришла пора рассмотреть самые актуальные варианты котлов длительного горения, которые мы сможем собрать своими руками в домашних условиях. Все они будут питаться дровами. Что касается угля, то достать его сложнее, а еще он приводит к возникновению больших температурных нагрузок на отопительные агрегаты. В следующих разделах мы дадим чертежи твердотопливных котлов длительного горения и дадим объяснительную информацию.
Шахтный котел длительного горения
Мы можем изготовить самый простой шахтный котел своими руками. Он реализован по схеме с нижним горением. Основой агрегата является вместительная загрузочная камера, которую часто называют шахтой. Обладая вертикальной конструкцией, она позволяет вместить большое количество дров. По мере горения они проваливаются вниз, а продукты сгорания отправляются через колосниковую решетку в зольник.
Если мы взглянем на схему шахтной печи (котла), то мы обнаружим, что пламя у нас бушует вовсе не в шахте, а в соседней камере, откуда получаемое тепло поступает в жаротрубный теплообменник. А остатки тепловой энергии направляются в дымоход. Горение здесь длительное и определяется объемом шахты – загрузив сюда большое количество дров, можно смело отправляться спать.
Пиролизный котел
Давайте посмотрим, как устроен пиролизный котел и как сделать этот агрегат своими руками. Проще всего объяснить принцип работы этого агрегата на примере буржуйки. Здесь мы видим объемную камеру сгорания, которая реализует длительное горение. Получившиеся продукты сгорания отправляются в камеру дожигания, в которую подается вторичный воздух. В результате этого образуется большое количество тепла. Нам остается только дооснастить буржуйку жаротрубным теплообменником.
Существуют десятки чертежей котлов длительного горения на дровах, построенных на пиролизном принципе работы. Они отличаются расположением камер сгорания и дожигания, наличием и отсутствием дутьевых вентиляторов и автоматики, а также способами регулировки интенсивности процесса сжигания дровяного топлива. Но в целом их принцип работы одинаков.
Печи-котлы Бубафоня
Бубафоня представляет собой печь, а ее модификация – это водогрейный дровяной котел с подачей воздуха сверху, через прижимной поршень. Мы уже не раз писали о таких печах в наших обзорах, теперь настало время поговорить об агрегатах с отопительным контуром. Для реализации контура мы можем задействовать три схемы:
- Установить теплообменник на дымовую трубу – самый простой вариант;
- Соорудить вокруг корпуса котла сплошную водяную рубашку;
- Обварить корпус агрегата трубами, по которым будет циркулировать теплоноситель.
Какую схему выбрать – решать вам. Кстати, котлы Бубафоня, за счет вместительных камер, помогут реализовать длительное горение продолжительностью до 24 часов и даже больше.
Котлы длительного горения Бубафоня работают на дровах, в них реализована схема верхнего горения.
Котлы-печи Булерьян
Изначально Булерьяны были (и есть) печами конвекционного типа. Они оснащаются мощными конвекторами, позволяющими буквально за 20-25 минут прогреть помещение большого размера. Появившись изначально в Канаде, эти печи добрались и до России, которая тоже может похвастаться суровым климатом (действительно для некоторых регионов). Умельцы превратили печи в котлы, немного поработав над конструкцией конвекторов – теперь по ним циркулирует не воздух, а теплоноситель.
Правда, котлы Булерьяны не могут похвастаться длительным горением, так как отличаются не самыми большими камерами сгорания. Некоторые из них обладают свойством гореть до 10-12 часов, некоторые – чуть дольше. Но рассчитывать на 24 часа все-таки не приходится. Зато они отличаются высокой эффективностью и способностью максимально быстро отдавать тепло в отопительные системы.
Устройство и принцип работы твердотопливного котла
Конструктивно автономный котел на дровах или угле – это печь, поставленная в бочку с водой. Основная работа – нагреть теплоноситель до определенной температуры, чтобы поддерживать систему отопления дома в нужном режиме. Тепловая энергия добывается из топлива – дров, угля или других твердых видов энергоносителей. Простота устройства не отличается эффективностью – примитивные котлы имеют КПД не более 10-15%, поэтому стоит рассмотреть более сложные конструкции.
Изготавливается котел отопления своими руками из металла, кирпича. Металлические агрегаты отличаются простотой, но требуют четких просчетов при составлении схемы, поэтапного выполнения, соблюдения технологии сборки, монтажа.
Инструкция по изготовлению
Приступая к производственному процессу, необходим начать с подготовки всего самого необходимого:
- Трубы со следующими диаметрами – 30 см, 5-6 см, 10 см (толщина стенок каждой – не менее 3 мм)
- Стальной лист по толщине более 4 мм
- Болгарка
- Аппарат для сварки
- Ручные инструменты
Располагать котел рекомендуют на выровненной твердой поверхности. Если такая установка будет монтироваться дома в котельной, следует подумать об обустройстве фундамента, несколько слов о котором будет сказано позже.
Приступаем к изготовлению котла:
- Берется подходящая по характеристикам труба и отрезается кусок от 70 до 100 см. Малая длина не позволит загрузить достаточное количество дров, большая – сделает закладку крайне неудобной
- Теперь необходимо соорудить распределитель. Чтобы он свободно двигался, его диаметр делается на 15-25 мм меньше основной трубы
В центре круга требуется просверлить отверстие диаметром 15 мм – через него будет поступать воздух в камеру горения. Чтобы диск плотно не прилегал к паленьям и оставалось пространство для циркуляции воздуха, необходимо приварить ко внутренней его стороне крыльчатку – несколько пластин высотой до 5 см
Труба диаметром 5-6 см приваривается по центру регулятора, при этом ее высота делается на 10-15 см больше котла
Как упоминалось ранее, вверху рекомендуется сделать заслонку, которая позволит регулировать тягу в любой момент, тем самым контролируя процесс тления
Внизу болгаркой вырезается дверца, посредством которой будет удаляться зола
Также в нижней части котла надежно приваривается дно
Вверху необходимо пустить горизонтальную дымоходную трубу диаметром 8-10 см и длиной не более 40 см (именно она пропускается внутри теплообменника)
Завершающий штрих конструкции – крышка для котла, в которой вырезано отверстие под воздухозаборную трубу. Она должна как можно плотнее запирать камеру
Хорошей альтернативой дровам является брикеты отопления — смотрите наш обзор
Дымоход и отражатель
Стенки котла будут постоянно раскаляться и излучать тепловую энергию. Если установка монтируется для отопления небольшого помещения, следует расположить вокруг нее отражатели – они будут распределять поток, увеличивая поступления тепла во внутрь.
Если печь будет располагаться в помещении с постоянным пребыванием людей, следует подумать об их безопасности. Один из вариантов решения вопроса – обложить конструкцию кирпичной кладкой.
Дымоход можно сделать из трубы 20 мм. Горизонтальный прямой участок должен на 5-10 см быть больше диаметра топочной. Выводить его на улицу необходимо с минимальным количеством перегибов – 2 по 45 градусов.
Несколько других особенностей:
- Дымоход рекомендуется делать разборным, чтобы 2-3 раза в сезон его можно было без труда почистить от копоти
- Соединяться участки дымохода должны в направлении, противоположном движению газа
- Все конструкции и предметы, которые подвержены легкому воспламенению, должны быть отнесены на безопасное расстояние
Возводим фундамент
Можно предположить, что печь длительного горения на дровах будет постоянно разогреваться до высоких температур. Простой выровненный пол для не нее является не самым лучшим решением – следует возвести фундамент.
Основание можно выложить из жженого кирпича или бута. Они не раскаливаются под действием повышенных температур. Все те, кто желает сделать более основательный фундамент, могут залить цельную монолитную плиту.
Котел можно также установить на ножки, которые легко варятся из швеллера. Они прячутся от глаз за кирпичной кладкой.
Использование котла
Поступать в котел длительного горения на дровах воздух должен, в отличие от классической печи, в определенном количестве. Чтобы этого достичь, закладку необходимо делать в полном объеме, стараясь не оставлять свободных полостей. Рекомендуется к поленьям добавлять опилки, пеллеты, торф или сгораемый мусор.
Закладывать топливо необходимо по следующей инструкции:
- Снять крышку и удалить регулятор с бака
- Заложить плотно топливо
- Разбрызгать поверху горючую жидкость
- Установить регулятор, накрыть крышкой и открыть заслонку
- Брось в воздушную трубу лучину и когда начнется тления заслонку прикрыть
Подводим итоги
Простой котел длительного горения на дровах готов. У становить такую конструкцию можно в любом неотапливаемом помещении: от небольшого гаража до мастерской. Если все было сделано правильно – сомневаться в эффективности и высоком КПД не придется.
Конструкция оборудования и устройство
Внутри крупногабаритного прибора основную часть занимает топочная камера. Ее размер влияет на объем закладки и длительность перегорания сырья. Чем крупнее этот отсек, тем выше производительность. Это следует учесть при выборе агрегата для обогрева помещения большой площади.
Каждая разновидность имеет особенности во внутреннем оснащении. В народе наибольшую популярность приобрели приборы типа Булерьян, имеющие такое устройство:
- Металлический корпус цилиндрической формы. Внутри двойных стенок расположена водяная подушка, которая служит теплообменником.
- Камера для топлива. Располагается в нижней части.
- Пиролизная зона для дожига газа.
- Дверца для закладки. Смонтирована вверху топки.
- Отвод для подсоединения к дымоходу. Через него выходит наружу угарный газ.
- Зольник. Расположен в самом низу. Служит для очистки от сажи, которая просыпается через колосники.
Для правильной работы Булерьяна требуется обеспечить полную герметичность зольного отдела. Он не служит, как это принято в печах, поддувалом. Воздух поступает только через верхнюю камеру. Для регулирования его подачи там делают заслонку.
Классический вариант котла отличается прямоугольной формой, но имеет похожее устройство.
Внутри монтируют чугунный или стальной теплообменник, нагревающий воду, которая затем циркулирует по трубам и подается в контур ГВС. Блок управления устанавливают сверху, чтобы защитить от попадания пыли. Там же оборудуют вентилятор, нагнетающий воздух в топочный отсек.
Виды отопительных котлов
В первую очередь необходимо определиться, какой котел нужен для вашего дома. Это будет зависеть от того топлива, которое будет использовано для растопки. Отсюда и классификация:
- газовые;
- электрические;
- твердотопливные;
- жидкотопливные.
Электрические
Любой из этих котлов можно изготовить своими руками. Самый простой из них – электрический. По сути, это бак, в который вмонтирован ТЭН. Из бака еще выходят два патрубка, соединяемые с контурами подачи и обратки. Нет ни дымохода, ни камеры сгорания, все просто.
Электрические котлы всем хороши, но есть у них два недостатка. Первый: электроэнергия – самое дорогое топливо. Второй: при падении напряжения в сети (а это случается с завидным постоянством) котел перестает работать корректно. Снижается его мощность, падает температура теплоносителя.
Газовые
Конструкции остальных видов более сложные. И они все практически схожи между собой с некоторыми отличиями. Что касается газового котла, то для его установки потребуется разрешение газовой службы.
Представители этой организации могут такой отопительный агрегат не принять к установке. В первую очередь потребуют провести его опрессовку в своей лаборатории.
Котлы на жидком топливе
Эксплуатация этого варианта связана с большими трудностями. Во-первых, придется строить отдельно стоящий склад около дома, где будет храниться топливо. В нем все должно соответствовать требованиям пожарной безопасности.
Во-вторых, от склада до котельной придется тянуть трубопровод. Его обязательно утепляют. В-третьих, в котле этого типа устанавливается специальная горелка, которую надо отрегулировать. Сделать это не так просто в плане настройки.
Твердотопливные
Именно этот вид котлов сегодня своими руками чаще всего производят домашние мастера. Для небольших дач и коттеджей это оптимальный вариант. Тем более дрова на сегодняшний день самый дешевый вид топлива.
О том, как сделать котел, работающий на твердых видах топлива, для отопления дома и будем говорить ниже.
Установка заслонки в дымоходе
Кирпичный дымоход с шиберной заслонкой
Дымоход легко соорудить из трубы или выложить из кирпича. В первом случае необходимо предусмотрительно оставить отверстие для подключения трубы, во втором случае специалист продолжает кладку вместе со строительством котла.
После высыхания кладки патрубки теплообменника подключают к трубопроводам сваркой. После монтажа надо произвести испытание топки и установить работоспособность получившегося устройства.
Но выполнять такой тест необходимо с условием достаточной вентиляции помещения, если появятся недостатки, проверяющий человек сохранит свое здоровье.
Процесс изготовления
- Сооружаем контролер поступления воздуха. Для этого к трубе привариваете большой болт. Далее вырезаете болгаркой круг по диаметру трубы, с краю делаете отверстие так, чтобы болт свободно входил и соединяете крышку и с болтом обычной гайкой. Этот круг в дальнейшем позволит контролировать количество поступающего воздуха и, соответственно, интенсивность горения.
- На этой же трубе болгаркой вырезаете небольшие горизонтальные просветы – через эти отверстия в топку будет поступать воздух.
- Из металлического листа вырезаете болгаркой круг диаметром на 0,5-1 см меньше диаметра топки. На круге по центру делаете отверстие, куда вставляете трубу с заглушкой. Привариваете ее 200-300 мм от конца.
- Готовите корпус котла. Если в качестве основы используется газовый баллон, необходимо снять его верхнюю часть с краном, если цилиндрическая труба Ø 25 см, завариваете герметично ее днище.
- Изготовление дымохода. В верхней части цилиндра, отступив от края 10 см, вырезаете болгаркой круг Ø 100 мм и привариваете толстостенную трубу.
- Установка воздухоподающей трубы, для чего в дне топки под трубу вырезаете отверстие и вставляете трубу так, чтобы поддувало выходило за корпус котла. Обязательно располагайте ее ниже дымохода, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию воздуха в системе.
- Изготовление теплорассеивающего экрана. Для этого из листа 10 мм вырезаете круг Ø 20-22 см. Чтобы удобно было пользоваться экраном, к нему можно приварить ручку, для чего подойдет арматура.
- Изготовление конвекционного кожуха. Из металлического листа делаете цилиндр диаметром на 5-7 см больше диаметра топки. Сваркой скрепляете основу печи и конвекционную камеру. Котел уже практически готов.
- Изготовление верхней крышки для котла. Если использовался газовый баллон, в качестве такой крышки будет выступать ранее отрезанная часть. Если котел делали из листа, из него же вырезаете круг аналогичного диаметра и для удобства эксплуатации привариваете к нему ручки из арматуры.
Принцип работы подобного котла длительного горения вы можете посмотреть здесь:
Видео 1 Принцип работы котла модели “Слобожанка”
Видео 2 Котел длительного горения
При изготовлении котла имейте в виду, что ответственность за безопасную работу котла несет в большей степени именно корпус. Для его изготовления необходимо использовать жаропрочную толстостенную сталь, толщиной не менее 5 мм. Чем толще будет сталь, тем медленнее будет нагреваться корпус и дольше сохранять тепло.
Как сделать своими руками
Принципиальное отличие пиролизного агрегата от традиционного заключается в наличии 2-х камер сгорания, где в первой сгорает топливо, а во второй – вырабатываемый горючий газ. Между этими камерами монтируется колосниковая решетка, через которую циркулирует воздух.
Принцип движения теплоносителя через такой котел продемонстрирован на рисунке
Фото 5 Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла
Для изготовления пиролизного котла понадобятся следующие материалы и инструменты:
- лист 4 мм;
- трубы толщиной 2 мм;
- сварочный аппарат и электроды;
- плифовальные круги;
- болгарка;
- дрель;
- полосы, арматура и уголки.
Чертеж
Фото 6 Чертеж-схема пиролизного котла
Как правильно и в какой последовательности собирать пиролизный котле, вы найдете в видео.
Видео 3 Изготовление и испытание твердотопливного котла 15-25 кВт
Твердотопливный котел длительного горения можно сделать своими руками. Для этого вам понадобятся чертежи, материалы, правильные расчеты и терпение. В итоге вы получите энергоэффективную и недорогую в обслуживании систему отопления, которая безотказно будет работать не одно десятилетие.
Инструкция для кирпичного агрегата
Понятным и легким в установке является кирпичный вариант котла, к достоинствам этой модификации специалисты относят следующие свойства:
Схема кирпичного котла
- Простая и эффективная конструкция.
- Не требует сложных сварочных работ, при покупке магазинного теплообменника сварка не понадобится.
- Такой котел на твердом топливе не только нагревает теплоноситель, но и сам работает по принципу печки, обогревая котельную.
- При создании плитки в конструкции котла легко готовить пищу.
Минусом является неразборная конструкция, такой котел ставится на кухне или в специально отведенной котельной, если не планируется приготовление еды на нем.
Последовательность сборки
Во время начального этапа производится сварка теплообменника, по габаритам которого будет создана топочная камера.
Создается специальный фундамент из бетона с арматурной обвязкой. Либо специалисты могут уложить бетонную плиту или создать кирпичную кладку. Гидроизоляция пола обеспечивается устройством рубероида.
Чертеж котла из кирпича
Печным кирпичом производится выкладка нижней части камеры топки и зольника с дверцей. Разделить их нужно колосниковой решеткой из чугуна.
Теплообменник укладывается на пол топочного отсека. Кирпичом обкладываются стенки камеры сгорания по высоте из чертежа. Нужно оставлять тепловой зазор около 2 сантиметров между ними и нагревательным прибором. Выходящие патрубки должны выходить наружу за стенки топки.
В передней части монтируется дверка для укладки топлива, сзади остается дымоходное отверстие.
Изготовление корпуса
Итак, в первую очередь подготавливаются детали будущего агрегата. Из трубы 425 мм будет изготавливаться корпус отопительного прибора. Для небольшого отопительного котла высота в 1,0-1,2 м с учетом небольшого диаметра – это оптимальный вариант.
Режем трубу по этим размерам с помощью газового резака. Края обрабатываем болгаркой.
Отверстия для топки и поддувала
Теперь необходимо в корпусе вырезать два отверстия: под топку и для поддувала. Они должны быть прямоугольными. Для топки подойдет размер 20х10 см, для поддувала 20х3 см. Они располагаются один над другим, топочное отверстие выше.
Расстояние от края трубы до поддувала в пределах 5-7 см. Между отверстиями расстояние – 5 см. Края отверстия обрабатываются болгаркой. Вырезанный кусок стенки трубы для топки будет использован в качестве дверцы. Его края также зачищаются.
Отверстия для патрубков
С помощью резака вырезаются еще два отверстия под патрубки подачи и обратки диаметром 25 мм. Отверстия располагаются друг напротив друга. При этом отверстие обратки вырезают сбоку котла над топкой: от топочного отверстия на расстоянии 15 см.
На расстоянии 5 см только от верхнего края корпуса вырезается отверстие для подачи теплоносителя. Тут же к этим отверстиям можно приварить два сгона.
Как проверить агрегат перед запуском
Прежде чем устанавливать прибор, нужно его протестировать. Лучше это делать на улице. Во время проверки проявятся места неплотного соединения и прочие недочеты.
После подключения агрегата следует запитать трубную систему, открыв все запорные арматуры. Затем повысить давление воды до 1,3 атм и наблюдать за соединениями, кранами в течение суток. Обнаружив подтекания, нужно отключить отопитель, устранить дефекты.
Котел длительного горения на угле можно сделать самостоятельно. Для этого вначале следует изучить его внутреннее оснащение, понять принцип нагрева, рассчитать и подобрать материалы, ориентируясь по чертежам. Также нужно уметь работать со сварочным аппаратом. Размечать, монтировать детали лучше по схемам. При установке в котельную, запуске и эксплуатации необходимо обязательно соблюдать меры безопасности.
Возможно вас заинтересует статья о том, как сделать котел длительного горения на дровах своими руками.
5 Шахтный теплогенератор
Отличие шахтного агрегата от других заключается в продолжительности горения и особенности его устройства. Он оснащён большой топливный камерой, поэтому не требует частой загрузки топлива, горение проходит в медленном режиме. Существует два вида подобных котлов: с обычным горением и пиролизным. У них похожее устройство, они оснащены двумя камерами: первая предназначена для сжигания топлива, а вторая снабжена теплообменником.
Устройство топливного прибора с обычным видом горения более простое. Основную часть его корпуса составляет вместительная загрузочная камера, её называют шахтой. При вертикальном положении она способна вместить большое количество топлива. С боковой стороны или сверху оборудован люк для закладки дров.
Если заглянуть в топочное отделение, то можно обнаружить, что оно напоминает шахту, отсюда и произошло название котла. Под камерой для топки расположен зольник, отделяющийся от неё колосником. Посредством дверки можно получить доступ к зольнику, а также к топке. При помощи шибера, расположенного под дверкой, можно регулировать доступ воздуха.
Вторая часть котла представляет собой камеру со встроенным теплообменником, который заполнен водой. Если агрегат не будет применяться для обогрева дома водяным отоплением, используется жаротрубный теплообменник. Газы из топки через отверстие поступают в камеру с теплообменником, нагревают воду в нём и устраняются через дымоотвод. Горячая вода по трубам поступает в отопительную систему, а разогретый воздух в помещение.
Конструкция пиролизного котла шахтного типа почти такая же. Однако в ней присутствуют некоторые дополнительные элементы:
- 1. Две камеры, в одной из которых горит топливо, а в другой — догорают угарные газы.
- 2. Несколько перфорированных труб, через отверстия которых поступает воздух, обогащая камеры горения и догорания.
- 3. Задвижки, которые разделяют камеры.
Принцип работы пиролизного аппарата несколько отличается. Топочный процесс происходит с ограничением поступления воздуха, следовательно, медленно и с выделением большого количества газа. Он через перфорированные трубы поступает в дополнительные камеры и там сгорает. Такие котлы применяются с любыми видами твёрдого топлива: углем, дровами, пеллетами.
