Различные варианты отопления загородного дома имеют своих сторонников и противников. В настоящее время наблюдается постоянный и устойчивый рост стоимости основных видов топлива, что подталкивает потребителей обращаться к наименее дешевым вариантам. Наиболее оптимальным, доступным для рядового жителя нашей страны является использование дров в качестве топлива. При этом, в отличие от газа и электричества, не требующих постоянного внимания, печи и котлы на твердом топливе необходимо периодически загружать новыми порциями, что значительно снижает их удобство в эксплуатации. Одним из способов оптимизации применения дровяных колов является оснащение их печами длительного горения. Раскроем технологию самостоятельного изготовления котла длительного горения на страницах этой статьи.
Следует отметить, что при нормальном горении дров периодичность загрузки новых порций топлива составляет в среднем 2-3 часа. Для увеличения этого времени до 20-30 часов при тех же объемах загрузки необходимо получить не горение топлива в котле, а его активное тление путем ограничения количества поступающего в зону горения воздуха.
Делаем котел своими руками
Предлагаемый вариант котла длительного горения изготавливается из куска толстостенной стальной трубы диаметром 300 миллиметров и длиной около 850. в верхней части вварен отводок из трубы диаметром 100 миллиметров. Длина его не превышает 40 сантиметров.
Весь секрет показанной конструкции котла в использовании своеобразного ограничителя зоны горения топлива, который уплотняет дрова и не позволяет избыточному количеству кислорода участвовать в реакции.
Приспособление представляет собой отрезок трубы диаметром 60 миллиметров, длина которого чуть больше общей длины печи и равна 900 миллиметров. К нижнему торцу ограничителя приваривается стальной диск диаметром 270 миллиметров с крыльчаткой из шести дугообразных лопастей. Внутренний диаметр трубы ограничен двадцатью миллиметрами с целью ограничения количества воздуха, поступающего в зону горения.
Верхняя часть нашей печи длительного горения закрывается съемной круглой крышкой, в которой выполнено центральное отверстие, диаметр которого чуть больше наружного диаметра штока ограничителя, что позволяет ему свободно перемещаться внутри топливного прибора.
В нижней части корпуса печи необходимо изготовить небольшое прямоугольное отверстие, оснащенное открывающейся дверцей. Оно используется для периодического удаления продуктов сгорания топлива. Необходимо отметить, что в связи с невысокой скоростью горения, дрова сгорают более полно, что ведет к значительному снижению образования золы в камере сгорания котла, а так же копоти в самой печи и дымоходе.
Тепло, образующееся при сгорании топлива может направляться для обогрева жидкого теплоносителя, которым заполнена система отопления дома. Возможны несколько вариантов передачи тепла от тлеющего топлива. Первый, более простой в реализации — создание водяной рубашки вокруг всей зоны горения. Данную конструкцию можно сравнить с термосом, внутри которого находится топливо, а между внутренней и наружной стенками циркулирует теплоноситель.
Второй же вариант подразумевает подвод жидкости непосредственно внутрь поршня, прижимающего дрова в процессе работы печи. Данная конструкция технически достаточно сложна в реализации и эксплуатации. На рисунке ниже изображен теплообменник банной печи, которая не имеет подвижных конструктивных элементов. Поэтому вполне приемлемо располагать его непосредственно в зоне горения дров.
К баку присоединяются трубопроводы, по которым подается и отводится вода.
Принципиально схема работы самодельного котла длительного горения выглядит следующим образом.
Заложенная через загрузочное отверстие большого диаметра, расположенное выше середины корпуса печи партия дров поджигается в верхней своей части. Непосредственно над топливом располагается ограничитель, опирающийся на дрова коническим хвостовиком. Величина этой части играет главную роль в регулировании объема зоны непосредственного горения. Раздвижная телескопическая труба, в описанном нами изделии заменена на единый шток увеличенной длины. По мере горения дров к котле и опускания дров ограничитель подачи воздуха постепенно опускается в нижнюю часть печи. Он же, в зависимости от величины опускания штока, может играть роль сигнализатора дозагрузки очередной партии топлива. В качестве последнего могут быть использованы не только дрова, но и уголь, брикетированный торф, а также приобретающие все большую популярность в последнее время пеллеты.
Для более полной информации по изготовлению своими руками элементов описанного вида твердотопливных котлов предлагаем вниманию домашних мастеров чертеж деталей печи длительного горения.
Для увеличения нажмите на картинку
На нем более подробно указаны основные габаритные и посадочные размеры не только корпуса котла, но и других деталей. Для облегчения представления о форме и расположении некоторых элементов конструкции в чертеж включены несколько разрезов и сечений.
Описанная нами самодельная конструкция твердотоплевного котла длительного горения может найти широкое применение не только у владельцев частных домов, но и у цветоводов и овощеводов. Ее использование может позволить получить практически круглый год высокие урожаи цветов и овощей в отапливаемых теплицах. При этом в отличие от парников, отапливаемых электроэнергией или газом, себестоимость продуктов, выращенных с использованием твердотопливных котлов будет значительно снижена. В случае установки теплиц в непосредственной близости от жилого дома возможно подключение ее к общедомовой системе отопления.
Теперь посмотрим процесс закладки дров и розжига такой печки.
Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации - нам интересно ваше мнение:)
Чем отличается твердотопливный котел от газового? Газ сгорает полностью на небольшом пространстве, а вот для горения дров, угля и другого твердого топлива нужны особые условия. В связи с тем, что газ становится все дороже, не говоря уже об электрическом отоплении, люди ищут альтернативные варианты и, нужно отдать должное русской смекалке, находят. И не просто находят, но и делятся своими изобретениями с другими, выкладывая фото, видео и подробные схемы работы. Один из таких вариантов для изготовления своими руками представлен в нашей статье.
Лучше твердотопливного котла может быть только…
…только твердотопливный котел длительного горения. Твердотопливные котлы десятков различных модификаций стали очень популярны, однако, и у них есть один минус – топливо нужно загружать каждые 5-6 часов . И если уж вы задумали сооружать котел своими руками , то почему бы не сделать его разу по типу котла длительного горения? Экономия топлива и времени – это лишь несколько преимуществ котлов длительного горения.
Принцип такого котла состоит в том, что твердое топливо в них не горит, но тлеет, что позволяет взять максимум энергии и сам процесс получается весьма продолжительный. Стоит отметить, что такой способ сжигания минимизирует количество отходов.
Твердотопливный котел длительного горения вполне реально сделать своими руками и официально использовать. Вам понадобится чертеж, металл и сварочный аппарат , осталось только разобраться в подробностях этого дела. Видео инструкция поможет вам лучше увидеть те моменты работы, которые не очень понятны в описании.
Задачи котла на твердом топливе
Водяной котел – это не отопительная печь, поскольку он является агрегатом непрерывного действия. С помощью водяного контура, который постоянно циркулирует, происходит нагрев помещения. В отличие от печи, являющейся накопителем тепла, которое она еще долго отдает после протопки, котел вынужден греть циркулирующую воду постоянно. Это обозначает, что нужно периодически добрасывать свежее топливо
в топку либо сделать конструкцию, которая будет регулировать мощность в оперативном режиме. Как раз такую конструкцию мы и предлагаем сделать.
Также нужно подумать о дымовых газах, которые должны подходить к месту теплообмена в максимуме своей температуры. Не говоря уже о том, что топливо должно полностью прогорать, иначе недополученная энергия у нас выльется в сажу, которую вам нужно будет регулярно удалять. Все эти факторы прямым образом влияют на КПД котла – главный показатель его эффективности.
Также не стоит забывать, что для котла нужна отдельная котельная или топочная, как того требуют нормы пожарной безопасности.
Котел длительного горения своими руками
Для начала работы вам необходимо хорошо изучить предложенные схемы и чертежи, записать все размеры и вникнуть в принцип работы котла. Основная составляющая котла – это топка, которая ограничивает горение путем контролируемой подачи кислорода, вследствие чего оно долго тлеет. Этот процесс намного длительнее обычного горения, за счет чего котел одновременно экономичен и удобен для пользователя. Определив опытным путем, какой вид топлива сколько горит, вам не нужно будет постоянно контролировать процесс, достаточно 2 раза в сутки загружать топливо.
Труба теплообменника нагревает жидкость в системе отопления, чтобы поддерживать постоянное тепло в системе, нужно загружать топливо каждые 12 часов.
Подготовка материалов для работы
Итак, чтобы сделать котел , который вы пока видите только на чертеже и в своих мечтах, своими руками, нужно:
Как видите, основное требование для изготовления твердотопливника своими руками - навыки сварки . Такие навыки нередки на наших просторах, ведь мужчины предпочитают все делать своими руками.
Изготовление основы котла – бочка в бочке
Вместо труб можно взять листовой металл и изготовить из него две большие трубы диаметром 45 и 50 см, которые вкладываются одна в другую. Умельцы берут металлические бочки, б/у газовые баллонны, трубы и все что имеется в наличии в гараже. Главное, это толщина металла, особенно внутренней трубы, она должна быть от 3 мм и больше, иначе она попросту прогорит от высоких температур.
Дальше нам пригодится кольцо из металла в 50 см диаметром. Его можно вырезать из цельного куска и ли согнуть из уголка – смотря, что у вас есть. Итак, соединяем две трубы одна в другой с помощью этого кольца сваркой.
Теперь нужно вырезать круг для днища, диаметром 45 мм и заварить днище внутренней трубы. У нас вышла бочка с водонагревательным контуром, который находится вокруг нее - «водяная рубашка». Такая схема, возможно, более сложна, чем одноконтурные котлы, но эффективность ее гораздо выше.
Проделывание отверстий для зольника и топки
Внутренняя часть бочки выступает снизу на 20 см, в нижней части этого выступающего отрезка нужно вырезать прямоугольник 15 x 8 (16 x 10)
для люка зольника. Ввариваем собственно этот люк и крепим дверку на петлях, оснащенную задвижкой.
В верхнем сегменте внешней трубы вырезаем прямоугольник под загрузку дров (угля) - топку. Нужно рассчитать размеры этого отверстия под размер поленьев. Ввариваем люк для загрузочного отверстия и крепим дверцу на петли, оборудуем ее задвижкой. Чтобы эта дверка не теряла тепло, ее лучше выполнить двойной, прокладывая асбестовую ткань между листами металла, а места прилегания к люку проложить асбестовым шнуром.
Отводы для дыма и циркуляции воды
В верхней части внешней трубы нужно вырезать небольшое отверстие под патрубок (следуйте схеме) и вварить патрубок для выхода газов в дымарь. Кстати, чтобы отток дымовых газов происходил должным образом, труба дымохода первые 50 см должна быть выставлена точно по вертикали.
В верхней и нижней части внешней трубы нужно вварить патрубки по 40-45 мм для соединения с отопительной системой, а также нарезать резьбу. Вода, нагреваясь между двумя бочками, выходит из одного патрубка в отопительную систему, другим патрубком оставшаяся вода снова входит в водонагевательный контур.
Все швы от сварки проверяем с помощью мела и керосина, всю систему проверяем с помощью гидравлической опрессовки при давлении 2 кг/ см² . При выявлении негерметичных швов, тщательно выполняем работу над ошибками.
Воздушный распределитель
Необходимо вырезать металлический круг диаметров на пару сантиметров меньше, нежели внутренняя труба котла – это 42-43 см , чтобы он смог легко двигаться внутри него. В центре этого кружка нужно прорезать отверстие в 6 см, предназначенное для трубы. Трубу воздухораспределителя вваривает в это отверстие.
На дно этого металлического кружка нужно приварить 4 куска уголка (швеллера) наподобие лопастей вокруг трубы воздухораспределителя. А с другой стороны кружка нужно приделать что-то вроде петли, которая будет поднимать и опускать это сооружение. Необходимо также сделать заслонку, которая будет регулировать подачу кислорода в зону горения.
Крышка котла
Нам предстоит изготовить крышку для котла. Для этого:
- вырезаем металлический круг диаметром 50 см,
- по центру проделываем отверстие в 7-8 см , в которое вставляем трубу распределителя воздуха,
- вставляем распределитель в котел, крышку котла необходимо герметично заварить.
Петля, которая крепилась к распределителю, должна быть соединена тросом с блоком, подымающим и опускающим воздухораспределитель. Некоторые схемы для изготовления котлов своими руками предлагают делать крышку котла съемной, но с плотным прилеганием.
Главной слабостью любого твердотопливного котла для дачи является то, что топливо в виде дров, угля, пеллетов и т. д. нужно часто подбрасывать. А это создает немало неудобств. К счастью многих собственников частных загородных домов этого недостатка лишен твердотопливный котел длительного горения.
Он дает возможность проводить загрузку дров один раз в 30 часов, а угля – один раз в 5 дней . Правда, такой показатель для подавляющего большинства котлов на дровах является средним, ведь сегодня есть твердотопливные котлы сверхдлительного горения. В них топливо загружают раз в месяц. Конечно, их конструкция очень сложная и изготовить их своими руками практически невозможно. Однако на дровах хозяин дачи или загородного частного дома может сделать без особых сложностей.
Устройство
Согласно самому простому чертежу устройство твердотопливного котла является таким:
- Корпус в виде цилиндра. Он же является камерой для сгорания.
- Дверка для загрузки дров.
- Зольная дверка.
- Распределитель воздуха. Он представляет собой большой металлический круг с отверстием посередине. Он своим весом прижимает дрова и по мере их сгорания опускается вниз.
- Труба подачи воздуха. Она присоединена к центру распределителя воздуха. Согласно чертежу она всегда выходит через верх корпуса котлов на дровах. Наверху находится заслонка для регулирования подачи воздуха.
- Дымовая труба.
- Теплообменник. Он может устанавливаться на дымовую трубу, а может быть сделанным в виде водяной рубашки.
Как видно, стандартный дровяной котел длительного горения для отопительной системы имеет простую конструкцию. Однако, не все так просто, ведь, изготавливая своими руками котел на твердом топливе, нужно учесть много нюансов.
Особенности корпуса
Чтобы корпус в форме цилиндра способствовал высокому КПД, нужно соблюсти такие рекомендации:
- Отношение высоты к внутреннему диаметру должно составлять от 3:1 до 5:1 . При этом величина диаметра должна колебаться в рамках 30-80 см. Если твердотопливный котел будет иметь слишком малый внутренний диаметр, то воздух не сможет вступать в реакцию с горючим должным образом, поскольку будет быстро выводиться через дымоходную трубу. КПД сильно упадет. Когда же котел на дровах будет иметь очень большой диаметр, то центральная часть топлива будет сгорать быстро, а края медленно. Из-за этого по центру появится яма, в которую сядет распределитель воздуха, и сгорание дров остановится.
- Стенка корпуса должна составлять 4-6 мм . Это правило касается тех случаев, когда изготавливаются твердотопливные котлы из конструкционной стали. Если же для производства будет использоваться жаростойкая сталь, то оптимальной ее толщиной является 2,5 мм.
Неправильная толщина стенки обернется такими последствиями:
- если бытовые котлы на угле буду иметь слишком тонкую стенку, то через нее будет быстро проходить тепло. То есть через нее будет выделяться слишком много тепла. В итоге, отходящие газы после прохождения через щель между корпусом и распределителем воздуха станут холоднее 400 °С, и их сгорание будет неполным. Из-за этого стенки топочной камеры начнут покрываться плотным нагаром, а на сформируется очень ;
- если твердотопливный котел будет иметь слишком толстые стенки, то сильно возрастет его тепловая инерция. Вода в рубашке начнет кипеть. Ситуацию не спасет даже перекрытие трубы, подающей воздух.
Согласно разным видео и чертежам, лучшими материалами для изготовления корпуса являются:
- промышленного назначения. Он имеет стенки с необходимой толщиной. В нем не нужно делать дно. Кроме этого, округлый верх способствует лучшему дожиганию дымовых газов. Твердотопливные котлы длительного горения из баллона имеют мощность, равную 12-15 кВт.
- Труба с большим диаметром . В этом случае не нужно сгибать своими руками лист металла. Впрочем, согнуть металл толщиной 4-6 мм в домашних условиях практически невозможно.
Очень часто котел на дровах делают из трубы, диаметр которой равен 30 см, и высота которой составляет 90 см.
Каким должен быть распределитель воздуха
Эффективные твердотопливные котлы должны иметь распределитель воздуха с такими особенностями:
- Величина диаметра составляет 90% от внутреннего диаметра корпуса.
- Наличие приваренных снизу ребер из П-образного профиля (для широких конструкций) или полос металла, которые расходятся от центра и закручены по часовой стрелке (для узких корпусов). Согласно многим схемам на полосы металла стоит наваривать звездочку с радиусом, который равен четверти радиуса трубы, и отверстием с радиусом, который равен трети радиуса воздуховода. Высота ребер зависит от диаметра корпуса. Если дровяной котел имеет диаметр, равный 60-80 см, то высота ребер должна составлять 10% от диаметра . Для 15-см радиуса корпуса ребра должны иметь высоту, равную 4 см.
- Низ трубки, подающей воздух, находится на уровне нижних точек ребер.
- Толщина блина для корпусов с малым радиусом должна быть большой, а для конструкций с большим радиусом – малой.
Согласно схемам и многим видео котлы отопления на твердом топливе должны иметь блин с такой толщиной:
- 6-10 мм, если внутренний диаметр (D) составляет 30 см;
- 6-8 мм, если котлы длительного горения на угле будут иметь D, равный 40 см;
- 4-6 мм, если D равен 60 см;
- 2,4-4 мм, если дровяные котлы длительного горения будут иметь D = 80 см;
Для промежуточных значений D толщину металла для распределителя воздуха нужно высчитывать как пропорцию, взяв за основу ближайшую большую из вышеуказанных величин.
Особенности воздуховода
Для изготовления этого элемента своими руками нужно определить его внутренний диаметр и высоту. Первый показатель определяется исходя из площади дымохода. Формула расчета такова: d = (0,5-0,55) * ((4S/π)^0,5)
. Дровяные котлы с радиусом 15 см и высотой 90 см должны иметь дымоход с площадью 175 кв. см. Диаметр отверстия для дымохода — 15 см. Воздуховод для устройства с такими размерами нужно делать из трубы, диаметр которой составляет 8 см.
Что касается высоты трубки, которая должна подавать воздух внутрь системы, то она должна быть больше высоты котла на дровах. При этом она должна выступать над воротником на 15 см. Высота воротника может быть разной. Она зависит от эксплуатационного зазора между трубой и воротником. Зазор не должен превышать 2,5 мм . Высота воротника определяется, как произведение зазора и числа 80. Если двойной зазор равный 2 мм (в расчет берут цифру, разделенную на 2), то воротник должен иметь высоту 1х80 = 80 мм.
Получается, что труба, подающая воздух в котел на угле, должна выступать на 8 + 15 = 23 см. Стоит сказать, что показанный в разных видео воротник, стоит делать всегда. Его наличие всегда улучшает КПД. В итоге, отопление дома твердотопливным котлом становится более эффективным.
Дверцы и их размеры
Самодельные котлы на твердом топливе наиболее просто оснащать двойными дверками, в середине которых находится слой базальтового картона или листового асбеста. Горловина должна быть выступающей и прямоугольной. Благодаря этому можно избавиться от зазоров, которые обязательно образуются, если изготовлять дверку своими руками с одного листа металла. Как отмечают в видео, такие зазоры нежелательны, поскольку дровяной котел теряет КПД, то есть работает плохо.
Низ топочной дверки бытового устройства для дачи или загородного частного дома стоит размещать на высоте, которая равняется сумме двух третей высоты корпуса , высоты ребер распределителя воздуха и толщины блина. К полученной цифре добавляют 3 см.
Размеры топочной дверки должны быть такими:
- Высота — треть высоты корпуса без толщины блина, высоты ребер и 2 см.
- Ширина — четверть длины окружности топочной части. Для расчетов берется внешний диаметр топочного корпуса системы.
Отопительные котлы на твердом топливе должны иметь зольную дверку, размещенную на уровне днища. Ее следует делать достаточно высокой. Эта характеристика должна равняться сумме толщины блина, высоты ребер под ним и 10-15 мм. Чем выше она будет, тем легче будет вынимать своими руками пепел и несгоревшие части.
Водяная рубашка
Как отмечают в видео, дровяной котел должен иметь хорошо отцентрированную водяную рубашку. Это означает, что в любом месте расстояние между ней и жаровым корпусом должно быть одинаковым. Достичь такого результата можно благодаря уголку. Его нужно приварить к корпусу, выгнув своими руками в форме круга. Конечно, система предусматривает два уголка: один внизу, другой вверху
.
