Владельцы частных домов, решившие установить твердотопливный отопительный котел, обращают внимание в первую очередь на 3 параметра — тепловую мощность устройства, его цену и время горения на одной зарядке. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и время работы, тем выше стоимость теплогенератора. Единственный способ снизить затраты — сделать котел длительного горения своими руками или доверить работу мастерам. Представляем 2 варианта котлов ТТ, подробные чертежи и порядок устройства водонагревателей.
Как увеличивается длительность горения твердого топлива
Мечта многих домовладельцев — иметь твердотопливный котел, для которого не нужно откачивать дрова каждые 4-6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительных приборов применяют префикс «время горения» для всех теплогенераторов, в том числе пеллетных, работающих автономно до 7 дней.
Классические котлы с увеличенной камерой сгорания
Обычно продолжительность процесса горения оправдывается использованием режима тления с ограничением подачи воздуха. Но сжигание дров и угля таким способом неэффективно и, следовательно:
- Дровяные и угольные котлы достигают КПД 70-75% при максимальном сгорании. При тлении КПД устройства падает до 40-50% (как у обычной дровяной печи).
- Тлеющее дерево выделяет мало тепла. Кому нужен «долгоживущий» теплогенератор, который не отапливает полностью дом?
- Свежесрубленная древесина некоторых пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо не могут быть должным образом сожжены в режиме тления.
Заводской котел с увеличенной камерой сгорания, в которой дрова горит сверху вниз
По сути, твердотопливные котлы длительного горения — это те, которые имеют увеличенную камеру сгорания, только ее размер влияет на продолжительность процесса при сохранении всех остальных условий. Правило простое: чем больше дров в топке, тем дольше она горит и выделяет тепло.
Бытовые котлы, способные сжигать 8-12 часов на загрузку дров и до 24 часов угля, бывают следующих типов:
- классический, с принудительной циркуляцией воздуха;
- Топка горения (типа балтийской «Стропува»).
Эти конструкции котлов ТТ вполне осуществимы в домашних условиях при наличии необходимого инструмента и опыта сварки. В Интернете можно найти чертежи горных котлов на твердом топливе и опилках, но такие котлы довольно громоздки и сложны в изготовлении, поэтому заслуживают отдельной темы.
Классический котел продолжительного горения
В этом разделе мы предлагаем вам самодельный отопительный прибор на дровах и угле, разработанный и изготовленный нашим специалистом Виталием Дашко. Мастер ввел в эксплуатацию несколько десятков однотипных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя их конструкцию. Краткий обзор котла ТТ смотрите на видео:
Надежность и эффективность котлов уже проверены на различных заводах. Технические характеристики представленной модели устройства следующие:
- мощность — 22-24 кВт;
- время горения (в среднем) 10-12 часов на дровах, минимальное — 8 часов;
- то же для угля — до 1 суток;
- КПД — 75-77%;
- Максимальное рабочее давление в системе отопления — 3 бара, номинальное — 1,5 бар;
- количество воды в баке котла — 50 л;
- вес изделия — 150 кг;
- размер топочного проема (ширина х высота) — 360 х 250 мм;
- Общий объем камеры сгорания — 112 л, полезный (для загрузки топлива) — 83 л;
- Глубина топки — 46 см, оптимальная длина поленьев — 40 см.
Для проверки. Мастер производит котлы длительного горения различной мощности, в предложении представлены устройства мощностью 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готовой продукции на уровне 24 киловатт при заказе у мастера около 450 у.е. Все вопросы и пояснения по проектированию и производству твердотопливных котлов можно обсудить с Виталием, контактные данные которого можно найти на странице «Наши специалисты».
Конструкция и размеры котла для сжигания дров для изготовления своими руками показаны на рисунке:
Теплосчетчик успешно работает как с дровами, так и с угольным топливом. Полезный объем камеры сгорания рассчитывается до нижнего края противопожарной двери, так как нежелательно заполнять камеру полностью до верха. Котел работает следующим образом:
- После розжига и возгорания твердого топлива дверь герметично закрывается.
- Необходимая температура теплоносителя устанавливается на электронном блоке управления, рекомендуется не ниже 50 ° С. После нажатия соответствующей кнопки запускается устройство управления и вентилятор.
- Когда температура достигает заданного значения, вентилятор выключается и прекращается подача воздуха к нагревателю. Котел ТТ в дежурном режиме, дрова очень плохо тлеют и практически не отдают тепла.
- Как только температура в баке котла падает, контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.
Контроллер регулирует мощность вентилятора по своему усмотрению для достижения максимальной эффективности сгорания. В этом самодельном котле нет тлеющего горения, он либо находится в режиме ожидания, либо интенсивно сжигает дрова и уголь.
Внутреннее устройство устройства показано на обзорных чертежах котла:
В системе отопления используется классический метод сжигания твердого топлива с непосредственной передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, который является дном бака котла. В баке установлен теплообменник с дымовой трубой, собирающий тепло от выхлопных газов. Нагретый в воздуховоде воздух подается в камеру сгорания снизу через решетку. Продолжительность горения обеспечивается:
- Большой объем топки.
- Полное отключение подачи воздуха в камеру сгорания в дежурном режиме. После выключения вентилятора гравитационная заслонка закрывает воздуховод и тем самым предотвращает попадание угля через тягу дымохода.
Конструкция задней части и трубчатого теплообменника представлена на рисунке ниже:
Инструменты и материалы для изготовления
Для сборных деталей для сборки твердотопливного котла с длительным огнем обычно используют низкоуглеродистую сталь Ст 3, 10, 20. Наилучший вариант — Ст 20, теплогенераторы из нее могут служить до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (St 35, 45), имеет тенденцию к покалыванию от высоких температур, поэтому теплогенератор не подходит для сварки.
Если у вас есть достаточный опыт сварки и возможность приобрести более дорогой металл, камера сгорания может быть изготовлена из жаропрочной легированной стали с добавлением хрома и молибдена (например, 12XM, 12X1MF). В этой статье показано, как приблизительно определить марку стали.
Перечень заготовок, с помощью которых вы соберете твердотопливный котел своими руками, представлен в виде таблицы:
Подсказки. Заготовки лучше вырезать на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Таким образом вы сэкономите много времени на ручной резке и удалении заусенцев.
Также вам потребуются следующие материалы:
- Равносторонний угол 50 х 4 мм для решеток;
- Труба DN50 — для теплообменника и подключения к системе отопления;
- Труба DN150 — для дымохода;
- Профильная труба 60 х 40 мм для воздуховода;
- стальная полоса 20 х 3 мм;
- Базальтовый утеплитель плотностью 100 кг / м³ и толщиной 2 см;
- Гладкий лист 0,3-0,5 мм с покрытием полимерной краской;
- сборные дверные ручки;
- струна, асбестовый картон.
Из инструментов стоит обратить внимание на сварочный аппарат, болгарку и дрель, для сварки электродов используются АНО-21 или МР-3С. Остальное — стандартный набор инструментов, доступный в любом доме.
Вентилятор и контроллер польского производства подходят к каждому самодельному котлу ТТ.
Используемый в котле СТ, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры — производство Польша (не путать с китайским, выглядит так же). Обозначение контроллера — KG Elektronik SP-05, вентилятор — DP-02.
Сборка отопительного агрегата
Первым этапом производства котла длительного горения является сборка металлического корпуса топливного бункера толщиной 4 мм с помощью прихватки. Все начинается с нижней стороны устройства, к которой привариваются боковые стенки, крышки хранилища и дверные проемы, как показано на фото:
Нижняя плита поставляется в каждую сторону согласно чертежу и одновременно служит нижней рамой зольника. Внутри камеры по углам расположены полки, на которых будет опираться решетка. Собранная топка тщательно приваривается ко всем стыкам и проверяется на герметичность.
Второй этап — установка водяной рубашки из металла толщиной 3 мм. Толщина водяной рубашки у боковых стенок составляет 2 см, поэтому необходимо приварить некоторые участки стальной полосы на 20 мм к корпусу пода. К ним привариваются стальные пластины обшивки.
Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне решетки и не охватывает зольник.
Так называемое зажимы в чередующемся расположении. Он представляет собой стальной круг, продетый через отверстия в стенке котла и приваренный к переднему стыку топки. Другой конец зажима приваривается к отверстию как показано на фото:
На фото справа показано, где находится низ водяной рубашки, слева — бак котла.
Несколько слов о том, как сделать дополнительные зажимы по краю водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Необходимо взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенками на глубину 50-100 мм, затем сварить с двух сторон.
Третий этап — установка дымовых труб в верхней части корпуса котла. Это делается путем проделывания отверстий в задней и передней стенках, как показано на рисунке, и вставки труб в отверстие. Их концы герметично приварены, как и все стыки в водяной рубашке.
Жаровые трубы теплообменника выходят из дымохода.
Четвертый этап — возведение дверки и колосниковой решетки. К двери изнутри приваривают планки в 2 ряда, а между ними кладут асбестовую нить для герметизации прокладки. Печи изготовлены из уголков №5, сваренных наружным углом вниз. Таким образом, они служат дозаторами воздуха, подаваемого вентилятором в зольник.
На пятом этапе в стенках корпуса котла врезаются патрубки для подключения подающего и обратного патрубков, устанавливается патрубок дымохода и воздуховод из трубы 60 х 40 мм с фланцем для крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольный ящик посередине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.
Шестой этап — приварка петель дверцы и вставок шириной 2 см для крепления длинной декоративной обшивки котла.
Седьмой этап — заключительный этап. Корпус котла облицован по бокам и сверху базальтовым утеплителем, который крепится шнуром. После этого остается прикрутить крашеный лист саморезами к закладным элементам и смонтировать дверь.
Плотное базальтовое волокно хорошо изолирует и устойчиво к высоким температурам. Стекловату использовать нельзя.
Наконец, к фланцу, который соединяется с воздуховодом, крепится вентилятор, а наверху котла монтируется блок управления. Датчик температуры необходимо вставить под базальтовую изоляцию на тыльной стороне устройства. Кроме того, в конструкцию самодельного длиннопламенного котла можно добавить ряд полезных дополнений, по собственному желанию:
- включение водяного контура нагрева воды на ГВС в водонагреватель;
- предусмотреть погружную втулку для установки термометра — в случае отключения электроэнергии, когда погаснет дисплей контроллера;
- То же касается сборки группы безопасности;
- Установите электрический нагревательный элемент, чтобы нагреть воду после сжигания дров.
Несколько слов о циркуляции горячей воды в твердотопливном котле для ее нагрева для бытовых нужд. Бухту из 10 м медной трубы диаметром 8-12 мм можно гнуть в виде спирали. Этот змеевик наматывается на дымовые трубы внутри корпуса котла, а его концы выходят из задней части котла. Получается двухконтурный котел с длинной топкой.
Внимание. Практика эксплуатации этих теплогенераторов показала, что установка электронагревателя незаменима для тех домовладельцев, которые хотят отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях время горения настолько велико, что нет необходимости бежать среди ночи в котельную для дозаправки.
Лучше удалить фольгу с окрашенного металла и покрыть дверь термостойкой эмалью.
Ножки можно добавить на любом этапе, подобрав соответствующие металлические планки. Подробности и секреты установки котла ТТ смотрите в авторском фильме — создателе отопительного прибора:
Котел с верхним горением топлива
В бывшем Советском Союзе эти теплогенераторы известны в двух разновидностях:
- Балтийские агрегаты Stropuva и их производные от других производителей.
- Дровяные плиты типа «Бубафоня».
Неизвестно, какой из радиаторов появился первым, но печь Bubafonja приобрела широкую популярность как обогреватель для дачи, гаража и других построек с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие из них почему-то считаются единственно возможным вариантом твердотопливных теплогенераторов с непрерывным горением. По сути, единственное их достоинство то же самое — большой топливный бак.
Принцип работы таких котлов заключается в сжигании топлива, которое прижимается грузом по направлению сверху вниз. Воздух также вдувается в зону горения сверху через телескопическую трубку, соединенную с нагрузкой. Схема работы устройства представлена на рисунке:
Оригинальная схема котла, взята с сайта stropuva.ru
За время эксплуатации котлов Стропува было выявлено множество недостатков, о чем свидетельствуют отзывы владельцев на форумах:
- Бревна можно класть в топку только после того, как выгорела предыдущая стопка. Это физически возможно, но тогда нарушается принцип верхнего горения, пламя охватывает все слои топлива.
- При работе со свежими опилками и другим мелким мусором остатки топлива будут «висеть» на стенах.
- КПД котла ТТ не очень высокий, так как в нем нет теплообменника. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливного бака нет места для теплообменника.
Критических недостатков теплогенератора больше нет, и что-то в его версии можно исправить по собственному усмотрению. Например, можно установить пол, решетки и сделать зольник. Недостатки недогрузки можно преодолеть, установив дополнительную дверцу между коптильной дверцей и зольной дверцей. Идея модернизации котла верхнего горения принадлежит другому нашему специалисту, Владимиру Сухорукову, как он поясняет в своем видео:
Подготовка материалов
Круглый корпус доставляет определенные неудобства в производстве, но сделать его квадратным тоже нельзя — топливо начнет «зависать» в углах. Есть проблема со сборкой телескопической трубки с грузом, поэтому эту деталь лучше взять от плиты Бубафоня. Схема котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классическим вариантом, выглядит следующим образом:
Перед изготовлением котла подбираем материалы по чертежу:
- труба DN 400 со стенкой 5 мм — для камеры сгорания;
- то же, DN 50 — для подключения воздуха и воды;
- то же, Ду 100 — до дымохода;
- Круглый лист толщиной 10 мм и диаметром 38 см;
- Планка 40 х 4 мм — для воздухораспределителей;
- Соединители диаметром 16-20 мм — для решеток;
- базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг / м³;
- Металлический лист с полимерным покрытием.
Выбор материала для водяной рубашки зависит от того, как она установлена, поскольку у энтузиаста своими руками вряд ли будут в наличии баллоны, которые могут придать металлу толщиной 3 мм цилиндрическую форму. Доступны следующие варианты (показаны на схеме ниже):
- Схема 1. Возьмите тонкостенную трубку большего диаметра, хотя ее нелегко найти и обычная трубка создает большую нагрузку на котел.
- Схема 2. Согните два листа металла в двух местах под углом 60 ° и затем сварите обе половинки. Вам понадобится листогибочный пресс.
- Схема №2 в другой версии. Свариваем куртку из 6 листов — отрезки на зажимах.
- Схема 3. Сварите прямоугольный короб, который увеличит объем бака котла.
Схема 2 может быть реализована двумя способами — сваркой из 2-х сложенных половинок или из 6-ти плоских листов.
Также понадобится пластина 3 мм для дверной коробки, днище с крышкой и воздушная заслонка.
Изготовление теплогенератора
Начните с вырезания заготовок и отверстий с размерами, указанными на чертеже, в стенке трубы. Сделайте двери из вырезанных деталей, прикрепите ручки и приобретите ручки. Решетка сварена из фурнитуры как показано на фото:
В целом алгоритм установки котла верхнего горения следующий:
- Вырежьте в круглой заготовке отверстие для груза, вставьте в него трубку и приварите.
- Приварите к нижней части весов 6 изогнутых ремней, которые служат распределителями воздуха.
- Прикрепите дно к топке и вставьте решетку внутрь.
- В центре крышки прорежьте отверстие для воздуховода и прикрепите его к топке. Перед этим верните дымоход и груз на место.
- Приварить дымоходную трубу.
- Соберите водяную рубашку в соответствии с выбранной системой и загерметизируйте все соединения.
- Провести работы по подключению теплоносителя.
- Утеплить и защитить котел от погодных условий и установить дверцу.
- Поместите глушитель на верхнюю часть воздушной трубки.
Для распределения воздуха достаточно шести путей распределения.
На кожухотрубный котел сложно установить автоматику и подзарядку, так как невозможно подключить вентилятор к подвижной дымовой трубе. Необходимо изготовить гибкую втулку и предусмотреть погружную втулку для датчика температуры. Помещать его под утеплитель нельзя, так как зона горения в утеплителях этого типа постоянно смещена вниз.
Лучше проверить котел снаружи.
Заключение
Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь. Но сделать надежный нагревательный прибор непросто — стыки металла необходимо качественно и герметично сваривать. Нет необходимости в опыте и квалификации сварщика. Отсюда вывод: если вы видите, что сами не справляетесь со сборкой или у вас нет на это времени, обратитесь в компанию-разнорабочую. В результате вы можете сэкономить до 50% по сравнению с покупкой котла ТТ заводской сборки.
