Делаем твердотопливный котел своими руками

Рекомендации по выбору

Первая и главная рекомендация — выбирайте твердотопливный котел по выгоде используемого вида топлива, но с расчетом на долгосрочную перспективу.

Если у вас есть постоянный источник поставки дешевых дров, то мы рекомендуем приобрести классический дровяной котел, несмотря на все его недостатки.

Если вы правильно подберете отопительный агрегат по мощности, выполните обвязку и поставите бак для накопления тепла, то котел прямого горения надежно прослужит вам долгие годы.

При выборе вам нужно учесть такие моменты:

Мощность ТТ-котла принимайте по потребности частного дома в тепле, только с коэффициентом запаса 1,2. Если нужно дополнительно греть воду для ГВС, то берите агрегат с запасом мощности 1,5. Чем мощнее котел, тем больше у него топливник и длительность горения. Тем реже придется навещать котельную. Не полагайтесь на двухконтурный котел, если постоянно нужна горячая вода в больших количествах. Он не обеспечит потребный расход, лучше поставьте твердотопливный котел с бойлером косвенного нагрева. Выбирайте модель с максимальным рабочим давлением 3 Бар. Дешевые отопители из тонкого металла выдерживают всего 1—2 Бар. Старайтесь подобрать котел с большим объемом топки. Стандартный размер топливника, рассчитанного на 6 ч работы при мощности 20 кВт равен 60—65 л, у агрегатов длительного горения этот показатель будет 80 и более литров при тех же 20 кВт. Теплогенератор, оснащенный вентилятором, работает лучше, чем простой, с подачей воздуха через открытую дверцу. Такой агрегат стоит покупать только при частых отключениях электричества. Проследите, чтобы дверца зольника управлялась механическим регулятором тяги. Вентилятор дольше прослужит на твердотопливном котле, когда он стоит сверху

На моделях, где нагнетатель встроен в дверцу, крыльчатка тянет в себя пыль и грязь с пола

Обращайте внимание на происхождение электронного блока управления. Избегайте китайских контроллеров, при выборе бюджетных моделей можно найти недорогой отопитель с более надежным польским блоком

Не увлекайтесь котлами с верхним горением топлива, у них есть ряд существенных недостатков. Низкое рабочее давление, зависание древесных отходов на стенках топливника и невозможность подбросить дров «на ходу» — входят в этот список. Если вы планируете отапливать жилище углем, уделите особое внимание толщине стенок топливника понравившейся вам модели

Ведь температура горения углей достигает 1000—1100 °С, чтобы долго ее выдерживать, нужна толщина стали не меньше 3 мм, а лучше — 5 мм. Иначе ваш новый котел долго не прослужит.

Низкое рабочее давление, зависание древесных отходов на стенках топливника и невозможность подбросить дров «на ходу» — входят в этот список

Если вы планируете отапливать жилище углем, уделите особое внимание толщине стенок топливника понравившейся вам модели. Ведь температура горения углей достигает 1000—1100 °С, чтобы долго ее выдерживать, нужна толщина стали не меньше 3 мм, а лучше — 5 мм

Иначе ваш новый котел долго не прослужит.

Недобросовестные производители часто используют такой трюк: части топки, выходящие торцами наружу, делают из стали 3 или 4 мм, а остальные элементы — из более тонкого металла. Показывая на торцы деталей, пользователя убеждают, что весь котел сварен из толстой «котловой» стали, хотя в действительности это не так.

Мы можем порекомендовать покупку пиролизного теплогенератора только в том случае, если вы предполагаете жечь сухую древесину, топливные брикеты либо антрацит. Тогда он даст ожидаемый результат.При использовании свежих дров горючего газа выделяется очень мало, а потому пиролизный котел работает неэффективно.

Также не всегда имеет смысл покупать твердотопливный котел с чугунным теплообменником, который значительно дороже. В нормальных условиях эксплуатации сталь спокойно прослужит не менее 10 лет.

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.

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.

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.

Дополнительное оборудование

Для повышения экономичности между котлом и контуром отопления устанавливают теплоаккумулятор – заполненную водой емкость в оболочке из минеральной ваты. Твердотоп постоянно эксплуатируется в режиме номинальной производительности с максимальным КПД, нагревая содержимое резервуара до +95°С.

Теплоаккумулятор устанавливают для повышения экономичности.

Отбор горячей воды из аккумулятора осуществляется автоматически по мере остывания среды в контуре.

В загородном доме и других небольших объектах для подключения «теплого пола» используют гидрострелку. Это коллектор, установленный вертикально. Благодаря такой ориентации температура меняется по высоте, внизу среда более холодная. К верхней части подсоединяют радиаторы, к противоположной – «теплый пол».

Принцип работы котла длительного горения

В обычных твердотопливных агрегатах, одной закладки хватает на 6-7 часов горения. Соответственно, если в топку не будет добавлена очередная порция ресурсов, температура в помещении сразу же начнет снижаться. Это происходит из-за того, что основное тепло по помещению циркулирует по принципу свободного движения газа. Нагреваясь от пламени, воздух поднимается вверх и выходит наружу.

Теплового ресурса котла длительного горения хватает примерно на 1-2 суток с одной закладки дров. Некоторые модели могут поддерживать тепло до 7 суток.

За счет чего достигается такая экономичность и эффективность?

Схема работы котла

От обычного котла, ТТ котел длительного горения отличается наличием сразу двух камер сгорания. В первой стандартно сгорает само топливо, а во второй — выделившиеся при этом газы.

Большую роль в этом процессе играет своевременная подача кислорода, которую обеспечивает вентилятор.

Такой принцип был реализован сравнительно недавно. В 2000 году литовская компания Stropuva впервые презентовала эту технологию, которая стразу снискала уважение и популярность.

Самодельный котел длительного горения

Сегодня это является наиболее дешевым и практичным способом обогреть загородный дом, там, где не предусмотрена газификация и случаются перебои с электричеством.

Такие агрегаты работают по принципу горения верхнего топлива. Стандартно во всех печах топка располагается внизу, что позволяет забирать с пола холодный воздух, нагревать его и поднимать вверх.

Принцип работы этого котла в чем-то поход на пиролизный. Основное тепло здесь выделяется не от сгорания твердого топлива, а от выделившихся газов в результате этого процесса.

Сам процесс сгорания происходит в закрытом пространстве. Через телескопическую трубу выделившийся газ поступает во вторую камеру, где происходит его полное сгорание и смешивание с холодным воздухом, который подкачивает вентилятор.

ТТ котел длительного горения (схема)

Это беспрерывный процесс, который происходит до тех пор, пока полностью не прогорит топливо. Температура при таком горении достигается очень высокая – около 1200 градусов.

Как уже говорилось выше, в этом котле реализовано две камеры: основная большая и маленькая. В большую камеру закладывается само топливо. Ее объем может достигать 500 куб.дм.

Ресурсом для горения может выступать любое твердое топливо: опилки, угли, дрова, паллеты.

Постоянный приток воздуха осуществляет встроенный вентилятор. Преимуществом этого метода заключается в том, что твердое топливо расходуется крайне медленно.

Это значительно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Почему же так медленно прогорают дрова, по сравнению со стандартной печью?

Суть заключается в том, что прогорает лишь верхний слой, так как воздух нагнетается вентилятором сверху. Причем вентилятор добавляет воздух только после того, как полностью прогорит верхний слой.

На рынке представлено сегодня множество моделей, которые работают по одному и тому же принципу, но, в зависимости от габаритов, материала исполнения, дополнительных опций, имеют разную эффективность и экономичность.

Универсальность топлива

Универсальные ТТ котлы работают абсолютно на любом топливе, что значительно упростит владельцам их эксплуатацию. Более бюджетным вариантом является дровяной ТТ котел длительного горения. Он работает исключительно на дровах и другой вариант топлива в него закладывать нельзя.

Это интересно: Изготавливаем теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками — разбираем обстоятельно

Двухтрубная с горизонтальной схемой

Отопление на две трубы в горизонтальном виде – схема для крупных помещений. Радиаторов на этаже больше десяти.

Магистрали подсоединяются к приборам параллельно. Сточная (обратная) расположена на уровне пола. Подача врезается в батарею сверху, разводка проходит под подоконником, потолком.

Не требуется разгонный стояк. Техническая вода отопления поднимается на высоту от котла, за счет давления внутри схемы.

Необходимы расширительный бак, стояки для перекрытия, предохранительные клапаны. Мембраны для двух труб с циклом на самотёке – неудачная мысль.

Проблему представляет скрытие разноуровневых магистралей с глаз. Придется подумать, как вернуть помещению вид. Работать будет исправно.

Как сделать печь длительного горения самостоятельно?

Конечно, проще всего приобрести готовую печь, благо ассортимент доступных моделей весьма широк. Однако, если вы хотите сэкономить, и вам интересно сделать пиролизный котел своими руками, то, безусловно, следует продолжить чтение данной статьи. Изготовить печь длительного горения можно из старого газового баллона, металлической бочки, листовой стали или же других подходящих подручных материалов. И сейчас мы узнаем, как это сделать.

Подготовка материалов и инструментов

Итак, из материалов нам понадобится:

Основные материалы
Металлическая бочка на 200 л	Большая металлическая бочка. Предполагаемая вместительность ее должна составлять порядка двухсот литров. Стенки ее обязаны быть прочными, из стали либо чугуна, без ржавчины и иных видимых повреждений.
Большой огнетушитель – неплохая основа для печи	Старый огнетушитель большого объема
Толстостенная стальная труба	Кусок широкой металлической трубы с толстыми стенками;
Старый балон еще сможет вам послужить	Использованный газовый баллон
Толщина листов должна быть не менее 5 мм	Листы стали
Дополнительные материалы
Для котла с основой круглой формы необходимы будут ножки-опоры. Их можно сделать из:
Ножки из арматуры	Отрезков арматуры;
Ножки из отрезков трубы	Кусочков тонкой трубы;
Ножки из металлопрофиля	Металлического профиля (швеллера);
Кроме того, понадобится: Дверца для печки (купленная либо изготовленная самостоятельно);

Что касается инструментов, то их список достаточно невелик. В работе нам пригодятся:

• Топор с молотком;
• Электросварочная переносная (либо стационарная) установка;
• Болгарка либо ее заменитель в виде автогена;
• Стандартный набор разметочных и измерительных инструментов в виде уровня, отвеса и рулетки;

Инструкция по сборке дровяной печи

Алгоритм монтажа пиролизной печи длительного горения состоит из следующих шагов:

Бочка со снятой крышкой	Снимаем крышку с бочки. Если в качестве основы используется огнетушитель либо баллон, то его верх необходимо аккуратно срезать с помощью болгарки (либо автогена). Распил баллона следует производить, предварительно открыв вентиль и залив внутрь воду. Помните, что верхняя деталь нам еще пригодится потом, не спешите ее выбрасывать.
Печи квадратной формы устойчивее	Делая печь из листовой стали учтите, что большей устойчивостью будет обладать корпус квадратной, а не округлой формы.
Пиролизная печь из бочки с ножками	На круглое дно основы нашей печи привариваем опорные ножки из трубок, арматуры либо швеллера.
Общая схема печи длительного горения	Делаем прижимной круг. Он вырезается из стального листа таким образом, чтобы свободно проходить внутрь бочки.
Прижимной круг, приваренный к трубе	Соединяем круг с трубой. Для этого по центру прижимного круга вырезаем отверстие диаметром 10 см и привариваем ее к кругу так, чтобы при размещении получившейся детали внутри бочки труба выступала над ее уровнем на 15 см.
Швеллеры, приваренные к кругу	На обратную сторону круга крест-накрест навариваем швеллеры, которые будут способствовать более качественному прижатию тлеющих дров.
Крышка для печи из бочки	Делаем для нашей печи крышку. Ею может стать как отрезанная на первом этапе верхняя часть, так и второй стальной круг. В крышке также делаем круглое отверстие с таким расчетом, чтобы внутренняя труба с прижимным кругом свободно двигалась под своим весом и при этом плотно прилегала к его краям.
Дверца печи	Монтируем дверцу. В нижней части основы нашей пиролизной печи вырезаем отверстие под дверцу и закрепляем ее так, чтобы после прогорания дров можно было легко доставать золу.
Монтаж дымохода	Крепим дымоход. Вырезаем в верхней части корпуса печки круг диаметром 15 сантиметров и с помощью сварки закрепляем трубу дымохода. Помните, что минимальная длина трубы должна быть больше поперечного сечения бочки или иной основы.
Желательно предусмотреть для дымохода задвижку, которая позволит дополнительно регулировать уровень тяги. Чтобы его можно было чистить, многие делают данный элемент конструкции печи разборным либо монтируют специальную дверцу для проведения очистки. В дымоходе пиролизных печей активнее собирается конденсат, поэтому желательно его утеплить. Например, можно покрыть трубу теплоизолирующим материалом и надеть сверху еще одну большего диаметра. Кроме того, теплоизоляцию следует также обеспечить в тех местах, где дымоход проходит через стены, потолок и кровлю дома. Конец трубы, во избежание попадания атмосферных осадков внутрь, дополнительно необходимо защитить отражателем.

Популярные схемы твердотопливных котлов и их особенности

Проекты ТТ котлов в основном различают по:

• направлению сжигания топлива;
• материалу;
• дополнительным функциям.

Чаще используют чертежи котлов с верхним или нижним горением. Котлы строят из кирпича и/или металла. При необходимости, систему оборудуют варочной панелью.

С верхним горением

Стандартные модели котлов имеют вертикальную цилиндрическую конструкцию с теплообменником, устроенным по типу «водяной рубашки».

Фото 1. Три твердотопливных котла верхнего горения. Устройства имеют цилиндрическую форму.

Кислород в котёл подаётся сверху вниз через телескопическую трубу. В таком же направлении в котле происходит и сгорание топлива.

По мере прожигания дров, подвижный распределитель постепенно опускается под воздействием собственного веса. Под давлением начинается тление следующей части древесной массы в закладке. Топливо сжигается поэтапно и выделяет большой объем газа.

Нижнего горения

В конструкции котла чаще используют две камеры:

• Топочная с вертикальной или горизонтальной закладкой. В ней происходит сжигание дров.
• Секция дожига. Здесь углекислый газ, выделяемый древесиной, сгорает полностью, нагревая воздух и теплоноситель.

Поэтапное сжигание топлива в традиционных схемах твердотопливных котлов обеспечивает обратная тяга. Пламя охватывает только нижний слой. По мере его прогорания, верхний объем закладки опускается на место углей, а последние ссыпаются в зольник. В котлах из чугуна устанавливают «рубашку» вокруг камеры закладки, в стальных используют «змеевик».

Справка. Чтобы исключить потерю энергии в твердотопливных котлах, секцию дожига отделывают шамотным кирпичом. Устанавливать вентилятор для принудительной тяги при сборке необязательно.

С варочной поверхностью

Технически приборы напоминают обычную дровяную печь. Котлы выполняют сразу несколько функций:

• отапливают помещение посредством конвекции или теплоносителя;
• греют воду проточным способом при наличии соответствующего контура и подключения к сети ГВС;
• выполняют функцию плиты.

Фото 2. Твердотопливный котёл с варочной поверхностью. Конфорки устройства изготовлены из чугуна.

Учитывая склонность стали к деформации, под варочную поверхность в котле используют чугун. Для изготовления теплообменника котла подходит любой металл достаточной прочности. Конструкцию регистра выполняют по схеме змеевика или «водяной рубашки». Панель под плиту оборудуют непосредственно над камерой сгорания топлива.

Из кирпича, его размеры

Устройства этого типа котла представляют собой обычную печь с теплообменником внутри. Есть два варианта установки регистра в котле:

• В системе дожига. Из-за меньшей температуры нагрева воды, такой метод чаще применяют в хозяйственных и подсобных помещениях малой площади.
• В зоне горения закладки. В этом случае необходимо увеличить габариты камеры. Основа для регистра — жаростойкая сталь толщиной от 3 миллиметров и более.

Котлы работают по принципу пиролиза. Продукты горения выводятся за счёт естественной тяги через дымоход.

Типовая конструкция котла включает:

• бункер — камеру для закладки топлива;
• колосники для подачи воздуха в топку;
• теплообменник в виде трубчатого змеевика или накопительной ёмкости;
• дымоход для выведения газов;
• механический регулятор тяги.

В бытовых котлах на 25 кВт используют детали следующих размеров:

• контроллер контура — 1039 мм;
• загрузочный люк — 1190 мм;
• дверца зольника — 430 мм;
• дымосос — 618 мм;
• муфта — 1289 мм;
• аварийный патрубок — 1101 мм;
• подающая магистраль контура — 1126;
• подведение холодной воды — 765;
• выход в сеть — 880 мм;
• обратка — 41 мм;
• расширительный бак — 990 мм.

Размер элементов котла напрямую зависит от мощности оборудования.

Справка. Кирпич — слабый проводник тепла. Он сохраняет энергию с минимальными потерями, хорошо нагревает воздух и воду в регистре.

Самостоятельное изготовление

Сконструировать своими руками котел отопления достаточно сложно. Малейшая неточность, и он будет работать неправильно, что может привести к трагедии. Поэтому необходимо тщательно изучить технологию их изготовления и очень качественно выполнять все мероприятия.

Отопительные приборы шахтного вида

Самостоятельно создать можно шахтный или пиролизный котел. Первый функционирует не только на дровах, но и на угле, торфе или опилках. В его камеру сразу можно загрузить до 50 кг дров.

При полной загрузке камеры топливом и высокой мощности такой прибор непрерывно проработает до 5 часов, при самой малой мощности (15-20 кВт) – до суток. Его КПД – 75%. Мощность таких моделей можно регулировать с помощью автоматики.

Пиролизная модель

Желтый или бесцветный дровяной газ, выделяющийся под воздействием высокой температуры, является источником тепла в пиролизном котле. Для такого отопительного прибора можно использовать только полностью высушенные дрова, иначе он не запустится. Работать пиролизная конструкция может и на пеллетах. Автоматическая подача их в топку (с помощью специальных шнеков) станет дополнительным достоинством котла. Продолжительность работы модели подобного типа при полной загрузке – 12 часов.

Минусы – высокая стоимость (снизить ее можно, если изготовить его самостоятельно), энергозависимость (вентилятор работает с помощью электричества), большие размеры.
Для изготовления такого прибора нужны:

• труба и лист из стали толщиной 4 мм;
• профтрубы, прутья металлические сечением 2 см;
• электродоты;
• вентилятор;
• кирпичи огнеупорные;
• автоматический регулятор температур;
• крепежи.

Предварительно составляют схему будущего котла со всеми расчетами. За основу берут наиболее удачную в этом плане конструкцию самодельного котла, разработанную инженером Беляевым. В нее вносят корректировки соответственно пожеланием владельца дома. Например, сделать отопление более эффективным можно за счет увеличения объема рубашки теплообменника.

Самодельные пиролизные приборы нужно устанавливать на специально оборудованные для них площадки из шамотного кирпича. После этого их подсоединяют к водяному контуру.

При первом, тестовом включении выясняют, не было ли допущено ошибок в конструкции котла. Если все было сделано правильно, то прибор сможет быстро переключиться в режим газогенератора. В помещении уже в течение получаса станет гораздо теплее.

Инструменты и материалы

Дровяной отопительный прибор – наиболее безопасная конструкция. Автономность его работы, простота эксплуатации, минимальная вероятность взрыва, возможность самостоятельного изготовления – вот основные его достоинства. Его минус – регулярность внесения топлива.

Самодельные дровяные модели котлов можно изготовить из следующих материалов и деталей:

• бочка из металла (объем – 200 л);
• стальной лист толщиной 3-5 мм (для создания топки);
• металлическая труба диаметром 20 мм и толщиной стенки от 3 мм;
• труба Г-образной формы (диаметр – 20 мм);
• колосник;
• дверцы для поддувала и топки.

Самодельные модели дровяных котлов изготавливаются при помощи газосварочного оборудования и болгарки.

Последовательность работ

Перед началом работ необходимо тщательно продумать схему прибора, приобрести все необходимые материалы и инструменты.

Вырезать 3 круга (диаметр каждого 57 см): это дно, верхняя крышка и перегородка между поддувалом и топкой. В двух из них сделать отверстие диаметром 20 мм.

Из листа стали вырезать полосу шириной 400 мм, длиной 3600 мм, вырезать в нем отверстия для дверцы топки, ниже него – для поддувала. Соединить лист сваркой в круг.

Приварить сверху круг с отверстием, снизу – без него. Между ними установить перегородку с колосником.

Сварить трубу и бочку между собой по принципу «один внутри другого». Снизу установить топку с поддувалом. Соединить все элементы с помощью сварки.

В верхней части бочки закрепить Г-образный отрезок трубы: он соединит емкость для нагрева и дымоход. Вода, нагреваясь в бочке, образует пар, который будет свободно выходить в дымоход, тем самым не давая расти давлению в котле.

Вверху и внизу установить патрубки для входа холодной воды и выхода горячей.

Навесить дверцы на топку и поддувало.

Установить конструкцию на фундамент из огнеупорного кирпича.

Такой прибор обогревает с помощью дров, пеллет или торфа, плотно уложенных внутри топки.

Даже простейшая модель дровяного котла требует осторожности и внимания при самостоятельном изготовлении