Твердопаливний котел своїми руками: інструкція з виготовлення саморобного теплогенератора

Твердопаливний котел своїми руками: інструкція з виготовлення саморобного теплогенератора

Відсутність централізованого газопостачання ускладнює життя домовласника: взимку грітися доведеться дровами або вугіллям, які постійно потрібно підкладати.

Але є в цій ситуації і позитивна сторона: теплогенератор має просту конструкцію, тому його легко можна зробити самостійно.

При цьому користувач не тільки економить значну суму, але і отримує агрегат, який максимально відповідає його потребам. Як робиться твердопаливний котел своїми руками, і які ідеї можна запозичити у заводських моделей?

Зміст

  • 1 Принцип роботи
  • 2 Котел твердопаливний тривалого горіння своїми руками, креслення, схема, варіанти конструкції
    • 2.1 Класичний котел прямого горіння
      • 2.1.1 Обмежити за допомогою заслінки надходження повітря, так щоб паливо не горіло, а повільно тліла
      • 2.1.2 Обладнати систему опалення тепловим акумулятором
      • 2.1.3 Обладнати котел системою автоматики з примусовою подачею повітря
    • 2.2 Котел з верхнім горінням
    • 2.3 Газогенераторний (піролізний котел
  • 3 Схема котла
  • 4 Процес виготовлення
  • 5 Теплообмінник для твердопаливного котла своїми руками
  • 6 Монтаж котла
  • 7 Відео на тему

Принцип роботи

У загальних рисах принцип дії котла на твердому паливі виглядає так:

  • У спеціальну камеру, іменовану топкою, поміщаються дрова, вугілля тощо паливо.
  • Завантажене підпалюють паливо. Процес його спалювання в різних котлах може мати деякі особливості, але суть завжди залишається незмінною: відбувається реакція окислення органічних молекул з виділенням великої кількості тепла. Швидкість горіння, а відповідно і потужність теплоутворення, буде залежати від кількості надходить у топку повітря. Його можна регулювати за допомогою рухомої заслінки, встановленої на повітрозабірнику (піддувалі).
  • Утворюється при згорянні палива тепло, як і тепло відхідних димових газів, нагріває вміст спеціального резервуара – теплообмінника. Через вхідний і вихідний патрубки теплообмінник під’єднується до опалювального контуру і стає, таким чином, його частиною. Нагріта в теплообміннику середовище за рахунок конвекції або роботи насоса надходить в опалювальний контур, розподіляючи по ньому теплову енергію.
  • Твердопаливний котел своїми руками: інструкція з виготовлення саморобного теплогенератора

    Котел тривалого горіння — принцип роботи

    Утворюється при згоранні палива дим за рахунок конвекції видаляється через вертикальну трубу димохід.

    Котел твердопаливний тривалого горіння своїми руками, креслення, схема, варіанти конструкції

    Існує безліч різновидів таких теплогенераторів. Ми зупинимося на кількох основних видах:

    Класичний котел прямого горіння

    Конструкцію цього котла можна назвати нехитрої. Влаштований він так само, як і традиційна російська піч.

    Топка – це просто камера, а підпалюють паливо і згорає звичайним способом, як, наприклад, у багатті.

    Класичний котел простий у виготовленні, але у нього є істотний недолік: паливо згоряє дуже швидко – через кожні 4 години доводиться підкладати нову порцію. Поліпшити ситуацію можна кількома способами:

    Обмежити за допомогою заслінки надходження повітря, так щоб паливо не горіло, а повільно тліла

    Цей варіант вкрай нераціональний:

    • Окислення палива стає неповним, внаслідок чого дим містить велику кількість сажі, чадного газу (відноситься до шкідливих викидів) та різних отруйних речовин.
    • З-за низької температури вихлопу утворюється велика кількість конденсату, насиченого вищезазначеними токсинами.
    • ККД котла значно знижується.

    Обладнати систему опалення тепловим акумулятором

    Це об’ємний резервуар, в якому зберігається запас перегрітого теплоносія. Дрова в котлі будуть згоряти швидко, але вироблене при цьому тепло не вилетить в трубу, а залишиться в теплоакумуляторах, так само як воно залишається в цегляних стінках російської печі. Отже, топити котел потрібно буде рідше.

    Обладнати котел системою автоматики з примусовою подачею повітря

    Ідея в наступному:

    • після вироблення достатньої кількості тепла (відстежується по температурі теплоносія) автоматика повністю перекриває заслінку;
    • полум’я гасне і котел, можна сказати, вимикається;
    • при охолодженні теплоносія автоматика відкриває заслінку і запускає вентилятор, який роздмухує вогонь в топці.

    Твердопаливний котел своїми руками: інструкція з виготовлення саморобного теплогенератора

    Котел з наддувом

    Блок автоматики з вентилятором можна придбати в магазині. Єдиний недолік такого рішення – залежність від електропостачання.

    Котел з верхнім горінням

    У такому опалювачі паливо укладається у вигляді колони і підпалюється зверху. У напрямку зверху вниз полум’я рухається набагато менш охоче, ніж знизу вгору, тому закладка горить довше. До того ж для запобігання швидкого розповсюдження вогню повітря подається точно в зону горіння.

    Теплогенератор з верхнім горінням досить складний у пристрої, але існує його спрощена різновид, доступна для самостійного виготовлення. Це так звана піч «Бубафоня», конструкція якої була розроблена Афанасієм Бубякиным.

    Проблема в тому, що при наявності водяної сорочки характеристики цього агрегату сильно падають (низький ККД, піч сильно коптить), тому використовувати його в якості котла нераціонально.

    Газогенераторний (піролізний котел

    Піддані впливу високої температури молекули органічного палива (біополімери) частково розпадаються на різні газоподібні речовини (деревний газ), багато з яких можуть горіти. Такий розпад називають піролізом. При звичайному горінні ця суміш газів здебільшого викидається в димохід. У газогенераторном котлі вона виділяється в окрему камеру (камера допалювання), де і згоряє.

    Такий котел має ряд достоїнств (високий ККД, тривала робота на одній закладці тощо), але він складний у виготовленні, вимагає застосування спеціальних каталізаторів і потребує примусової подачі повітря.

    Твердопаливний котел своїми руками: інструкція з виготовлення саморобного теплогенератора

    Схема газогенераторного котла

    Можна виготовити спрощений варіант за типом печей «Професор Бутаков», «Breneran» і «Bullerjan», у яких у верхній частині топки є подобу камери допалювання.

    Але такі агрегати, по-перше, розраховані на експлуатацію у режимі тління, про недоліки якого ми говорили вище, а по-друге, як і «Бубафоня», сильно втрачають у характеристиках при відборі теплоти водою, тобто при використанні в якості котла.

    Отже, найбільш підходящим для самостійного виготовлення є класичний котел, який при наявності в будинку електропостачання можна обладнати автоматикою з наддувним вентилятором.

    Схема котла

    Саморобний обігрівач буде мати таку конструкцію:

  • Топка – «коробка» глибиною 460 мм, шириною 360 мм і висотою 750 мм із загальним об’ємом 112 л Об’єм паливного завантаження для такої камери згоряння становить 83 л (весь обсяг топки заповнювати не можна), Що дозволить розвивати потужність котла до 22 – 24 кВт.
  • Днище топки – решітка з куточка, на яку будуть укладатися дрова (через неї в камеру буде надходити повітря).
  • Під ґратами повинен бути відсік висотою 150 мм для збору золи.
  • Теплообмінник об’ємом 50 л більшою частиною розташований над топкою, але нижня його частина охоплює її з 3-х сторін у вигляді водяної сорочки товщиною 20 мм
  • Під’єднана до верхній частині топки вертикальна дымоотводящая труба і горизонтальні жарові труби розташовуються усередині теплообмінника.
  • Топка і зольник закриті герметичними дверцятами, а забір повітря здійснюється через трубу, в якій встановлений вентилятор і гравітаційна заслінка. Як тільки вентилятор вимикається, заслінка під власною вагою опускається і повністю перекриває повітрозабірник. Як тільки термодатчик зафіксує зниження температури теплоносія до заданого користувачем рівня, контролер включить вентилятор, потік повітря відкриє заслінку і в топці розгориться вогонь. Періодичне «відключення»котла в поєднанні зі збільшеним об’ємом топки дозволяє продовжити роботу на одному завантаженні палива до 10 – 12 годин на дровах і до 24-х годин на вугіллі. Добре зарекомендувала себе автоматика польської компанії KG Elektronik: контролер з термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.
  • Твердопаливний котел своїми руками: інструкція з виготовлення саморобного теплогенератора

    Креслення котла на твердому паливі

    Топка і теплообмінник огортаються базальтової ватою (теплоізоляція) і поміщаються в корпус.

    Процес виготовлення

    Першим ділом треба підготувати всі необхідні заготовки:

  • Сталеві листи товщиною 4 – 5 мм для виготовлення топки. Найкращим чином підходить легована сталь жароміцних марок 12Х1МФ або 12ХМ (з добавками хрому і молібдену), але варити її потрібно в середовищі аргону, тому знадобляться послуги професійного зварника. Якщо ж ви вирішите зробити топку з конструкційної сталі (без легуючих добавок), то слід застосовувати низьковуглецеві марки, наприклад, Сталь 20, так як високовуглецеві від впливу високої температури можуть втратити пластичність (відбувається їх загартування).
  • Тонколистова сталь товщиною 0,3 – 0,5 мм, забарвлена полімерним складом (декоративна обшивка).
  • 4-міліметрові листи конструкційної сталі для корпусу.
  • Куточок 50х4 мм, з якого буде набиратися колосникова решітка.
  • Труба Ду50 (жарові труби всередині теплообмінника і патрубки для підключення опалювальної системи).
  • Труба Ду150 (патрубок для приєднання димоходу).
  • Труба прямокутна 60х40 (повітрозабірник).
  • Сталева смуга 20х3 мм.
  • Базальтова вата товщиною 20 мм (щільність – 100 кг/куб. м).
  • Азбестовий шнур для герметизації отворів.
  • Ручки для дверцят заводського виготовлення.
  • Зварювання деталей слід виконувати електродами МР-3С або АНО-21.

    Теплообмінник для твердопаливного котла своїми руками

    Спочатку з двох бічних, однією задньою і однієї верхньої стінок збирається топка. Шви між стінками виконуються з повним проваром (вони повинні бути герметичними). Знизу до топці з 3-х сторін горизонтально приварюється сталева смуга 20х3 мм, яка буде служити днищем водяної сорочки.

    Далі до бічних і задньої стінок топки потрібно торцями приварити в довільному порядку короткі відрізки труби невеликого діаметру – так звані кліпси, які забезпечать жорсткість конструкції теплообмінника.

    Тепер до смузі-днища можна приварити зовнішні стінки теплообмінника з попередньо виконаними отворами під кліпси. Довжина кліпс повинна бути такою, щоб вони злегка виступали за зовнішні стінки, на якому їх потрібно приварити герметичним швом.

    Твердопаливний котел своїми руками: інструкція з виготовлення саморобного теплогенератора

    Саморобний котел з листового металу

    В передній і задній стінках теплообмінника над топкою вирізаються співвісні отвори, в які вваривать жарові труби.

    Залишається приварити до теплообмінника патрубки для з’єднання з контуром опалювальної системи.

    Збірка котла

    Агрегат потрібно збирати в наступній послідовності:

  • Спочатку виготовляють корпус, прихопивши короткими швами до його днища бічні стінки і обрамлення прорізів. Нижнім обрамленням отвору зольника служить саме днище корпусу.
  • Зсередини до корпусу приварюють куточки, на яких буде укладатися гратчастий піддон топки (колосникова решітка).
  • Тепер потрібно приварити саму решітку. Куточки, з яких вона складається, потрібно приварити зовнішнім кутом вниз, так щоб надходить знизу повітря рівномірно розподілявся двома похилими поверхнями кожного куточка.
  • Далі до куточків, на яких покладена колосникова решітка приварюють топку з теплообмінником.
  • Дверцята топки і зольника вирізаються з сталевого листа. Зсередини вони обрамляються стальною смугою, покладеної в два ряди, між якими потрібно укласти азбестовий шнур.
  • Далі приварюють дымоотводящий патрубок і воздуховод з фланцем для установки вентилятора. Повітропровід заводиться всередину котла через отвір посередині задньої стінки трохи нижче колосникових грат.

    Тепер треба приварити до корпусу котла відповідні частини петель дверцят і кілька кронштейнів шириною 20 мм, до яких буде кріпитися обшивка.

    Теплообмінник потрібно обкласти з трьох боків і зверху базальтової ватою, яка стягується шнуром.

    Оскільки утеплювач буде контактувати з гарячими поверхнями, він не повинен містити фенол-формальдегідного сполучного і інших речовин, що випускають при нагріванні токсичні леткі речовини.

    За допомогою шурупів до кронштейнів прикручується обшивка.

    Зверху на теплогенератор встановлюється контролер автоматики, а до фланця воздуховода прикручується вентилятор.

    Температурний сенсор потрібно помістити під базальтову вату, так щоб він контактував із задньою стінкою теплообмінника.

    При бажанні котел можна обладнати другим контуром, який дозволяє експлуатувати його в якості водонагрівача.

    Контур має вигляд мідної трубки діаметром близько 12 мм і довжиною 10 м, намотаною всередині теплообмінника на жарові труби і виведеної назовні через задню стінку.

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: