Как самому создать котел на дровах с высоким КПД

Не боги горшки обжигают – этим правилом руководствуются доморощенные Кулибины и при изготовлении систем отопления. Действительно, сделать самодельный котёл водяного отопления на дровах не представляется сложной задачей при определённых навыках сварочного дела и понимании процессов, происходящих при горении. Ниже описана инструкция по самостоятельному монтажу простейшего отопительного устройств со встроенной в неё водяной системой.

Процесс изготовления

Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:

  1. Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
  2. Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
  3. 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
  4. Уголок 50х4 мм, из которого будет набираться колосниковая решетка.
  5. Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
  6. Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
  7. Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
  8. Стальная полоса 20х3 мм.
  9. Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
  10. Асбестовый шнур для герметизации проемов.
  11. Ручки для дверок заводского изготовления.

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Топливные брикеты

По своему составу этот вид топлива схож с пеллетами, но выглядит несколько иначе: брикеты крупнее и могут быть не только цилиндрической, но и любой другой правильной формы. Исходным сырьём служит всё та же щепа, опилки, стружка. Также широко применяются органические остатки растительных культур, выращиваемых в сельском хозяйстве.

Некоторые виды топливных брикетов производятся исключительно из сухих сосновых иголок. Пожалуй, это единственный вариант их полезного применения

Топливным брикетам свойственны те же преимущества и недостатки, что и пеллетам. Главное отличие по-прежнему вытекает из размеров: брикеты плохо подходят для автоматической загрузки, поэтому помещаются в топку вручную. Изделия эстетичного вида приобрели популярность у владельцев каминов и декоративных печей благодаря почти полному отсутствию дыма при сгорании.

Топливные брикеты выпускаются в различных стандартах:

Pini-kay

Хотя фирма со схожим названием уже закрылась, внедрённая технология процветает. Брикеты имеют тёмный цвет и шестигранную форму с центральным каналом. Давление при формовке – до 1100 бар + воздействие высокой температуры. Лучшие характеристики и высокая цена.

RUF

В народе – «кирпичи». Эти брикеты и впрямь сделаны в виде небольших параллелепипедов. Формуются при давлении до 300 бар.

Цилиндрическая форма

Иногда с продольным отверстием. Рабочее давление – до 600 бар.

Что надо иметь под руками?

Осматривают свои запасы, оценивают и составляют список, что нужно найти или докупить.

Список для изготовления самодельного котла отопления на дровах небольшой:

  • лист стали не менее 5 мм (можно найти замену – металлическую бочку, старый котёл или печка),
  • стальные трубы с толщиной стенки не менее 5 мм,
  • радиатор для водяного отопления и специальные трубы,
  • детали для крепления (болты, гайки),
  • дверца и заслонка.

Рис. 2 Самодельный котел для отопления на дровах

Для изготовления отопительного котла можно использовать подручные материалы.

Пиролизный котёл требует дополнительно иметь асбестовый шнур и лист для уплотнения, чугунный лист толщиной 1 см, шамотный кирпич, решётки для колосников и центробежный вентилятор.

Для удобства в последующей эксплуатации самодельного дровяного котла отопления многие дополнительно используют автоматические регуляторы и датчики измерения температуры. Циркулярный насос ускоряет оборот горячей воды и быстрому нагреванию помещения. Чтобы сделать все работы, из оборудования достаточно владеть сварочным аппаратом и приобрести электроды.

Делаем котел с верхним сжиганием топлива

На самом деле в интернете уже опубликовано огромное количество инструкций по изготовлению подобных отопительных агрегатов, поскольку именно они почему-то считаются котлами длительного горения. Правда, ни в одной из них не сказано, как домашнему мастеру сделать круглый корпус и водяную рубашку без вальцовочного станка. Прямоугольная форма топки не подойдет – по углам древесина будет сгорать хуже и «зависать» на стенках.

Читайте также:  Как сделать камин своими руками: пошаговая инструкция с фото

Примечание. Старый газовый баллон из-под пропана, используемый для изготовления Бубафони, для котла не годится – слишком малый объем (всего 50 литров). С такой камерой теплогенератор сверхдлительного горения вы не получите. Нужна стальная труба с толщиной стенки 4 мм и наружным диаметром не менее 40 см.

Простейшее решение — состыковать 2 газовых баллона и смастерить примитивную рубашку

Еще из материалов понадобится:

  • листовой металл для водяной рубашки 3 мм в толщину;
  • труба Ø57 мм на воздуховод и Ø100 мм для выхода дымовых газов;
  • лист толщиной 1 см для круглого «блина»;
  • арматура либо уголки для сборки колосниковой решетки;
  • полоса 40 х 4 для распределителей воздушных потоков.

Как можно надеть рубашку на цилиндрическую топку

На утепление корпуса возьмите ту же базальтовую вату большой плотности и крашеный металл – на облицовку. Осталось решить главный вопрос – как в домашних условиях согнуть металл под цилиндрическую топку, чтобы сделать водяную рубашку. Варианты выхода из ситуации отражены на схеме – если вальцов поблизости нет, обшивка выполняется из сегментов в виде многогранника или же просто квадратного сечения.

Совет. Возможно, вам удастся отыскать трубу большего диаметра и надеть ее на топливник, но тогда вес отопителя выйдет довольно внушительным, а прогреваться он будет долго.

Сборка ТТ-котла продолжительного верхнего горения производится так:

  1. Приварите внутри основной трубы полочки для колосников и поставьте днище. Сделайте вырезы под дверцы и дымоходное отверстие. Смастерите решетку и вставьте ее на место.
  2. Изготовьте по чертежу «блин» с отверстием посередине, куда вставьте и обварите воздушную трубу. Вырежьте верхнюю крышку агрегата с проемом для трубы, после чего установите груз внутрь топки. Поставьте крышку и закрепите ее сваркой.
  3. Сделайте обшивку водяной рубашки и приварите ее таким же образом, как описывается в предыдущем разделе. По той же технологии соберите дверцы.
  4. Установите все патрубки, выполните утепление и облицовку котла.

Классификация котлов длительного горения на твердом топливе

При выборе подходящего агрегата, стоит ознакомиться с существующими разновидностями отопительного оборудования данного типа. Котлы на твердом топливе длительного горения делятся на множество подвидов по различным критериям. Предлагаем ознакомиться с классификацией, которая позволит сделать правильный выбор.

Большой ассортимент создает трудности при выборе

По способу сжигания топлива

Современные котлы длительного горения реализуют два основных способа горения:

  • за счет пиролиза;
  • верхнего горения топлива.

В первом случае происходит генерация тепловой энергии, образующейся в результате горения. Во втором случае выгорание топлива происходит сверху вниз, благодаря чему удается добиться полного завершения процесса.

Способ сжигания топлива выбирается индивидуально

По материалу изготовления

Для изготовления твердотопливных котлов производители используют стали и чугун. Стальные модели адаптированы для работы на древесном топливе, так как его удельная теплота сгорания меньше аналогичного параметра у угля и торфа. Чугунные котлы с водяным контуром допускают использование топлива всех видов, но имеют один существенный недостаток: хрупкость при механическом воздействии и температурных колебаниях. Это предъявляет высокие требования к выполнению монтажных работ. Кроме того изделия из чугуна намного больше весят.

Внимание! Чугунные изделия способны прослужить намного дольше, чем стальные.

Учитывая данный факт, агрегаты, изготовленные из чугуна, хороший вариант для домов, в которых проживают постоянно, а стальные – для дачных строений. Однако следует учитывать, что при долгом простое часто начинаются коррозионные процессы, способные сократить срок службы агрегата.

Совет! Если сложно выбрать между сталью и чугуном, стоит обратить внимание на комбинированный вариант. Такие модели демонстрируют лучшие характеристики, характерные для обоих сплавов.

Чугунные агрегаты способны прослужить дольше

По типу используемого топлива

При покупке любого отопительного прибора одним из важнейших факторов процессе выбора становится тип используемого топлива. Выбор может быть сделан в пользу котла длительного горения на:

  • угле;
  • древесине любого вида;
  • торфяных брикетах.

Каждый материал имеет свою температуру сгорания. Использовать следует тот вид топлива, который рекомендован производителем. Какой вариант окажется предпочтительным, зависит от месторасположения частного дома.

Если недалеко располагается деревоперерабатывающее предприятие, предпочтительным является твердотопливный котел для отопления частного дома, работающий на древесине. Здесь по доступной цене можно приобрести отходы производства, к которым относятся обрезки дерева, опилки, кора. Нередко кору и опилки прессуют для получения брикетов, пеллет и гранул, подходящих для агрегатов длительного горения.

Читайте также:  Как добавить батарею отопления к существующей системе?

Внимание! Некоторые модели допускают использование различных видов.

Тип используемого топлива в агрегатах длительного горения может отличаться

По количеству контуров

Могут быть одно- и двухконтурными. Одноконтурные котлы твердотопливные длительного горения – для отопления. Второй вариант предназначен для отопления и подогрева воды. Покупка модели с водяным контуром обойдется дороже, зато при наличии такого оборудования можно отказаться от установки бойлера.

Двухконтурные подогреют воду

По мощности котла

Важный критерий, определяющий количество вырабатываемого тепла. Производители предлагают агрегаты различной мощности. Для помещений, у которых высота стен меньше 3 м, выбирает котел из расчета 1 кВт/м². Если требуется нагрев воды, требования к мощности агрегата возрастают.

Мощность агрегата зависит от площади здания

Для удобства наших читателей наша команда разработала специальный онлайн-калькулятор.

Калькулятор расчета необходимой мощности твердотопливного котла

Payment options Защита от спама Введите код с картинки Отправить результат мне на почту

По объему загрузочной камеры

Классификация котлов длительного горения на твердом топливе

В качестве критерия классификации выбирается соотношение объема топлива в одной закладке к мощности котла. Чем выше данный показатель, тем реже пополняются запасы топлива. Для стальных устройств данное соотношение в среднем равно 1,6÷2,6 л/кВт, для чугунных – 1,1÷1,4 л/кВт.

Объем камеры определяет возможности котла с водяным контуром

По коэффициенту полезного действия

Один из основных параметров. Характеризует, какое количество выработанного тепла будет направлено на обогрев дома. У некоторых моделей может достигать 90%. При одинаковой мощности котлы с разными КПД могут использоваться для отопления помещений различной площади.

Чем выше КПД, тем ниже затраты на эксплуатацию

Принцип действия ТКДГ

Длительное горение в топке ТКДГ может обеспечиваться 2-мя способами:

  • Принцип верхнего горения. В топочной камере топливо не горит, а тлеет при ограниченном доступе кислорода. Топка цилиндрической формы расположена в верхней части агрегата и имеет цилиндрическую форму. Выделившийся при тлении газ поступает в камеру дожига, где для его полного сгорания обеспечивается поступление кислорода воздуха. В результате происходит практически полное сгорание топлива с активным выделением тепловой энергии.
  • Пиролизный принцип. Топочная камера размещена в нижней части. Здесь также происходит активное тление топлива при ограниченном доступе кислорода. Горючий газ поднимается вверх и достигает второй камеры, где, обогащаясь кислородом, полностью сгорает.

Таким образом, длительность горения обеспечивается двухкамерной конструкцией агрегата, когда топливо медленно тлеет в топке, а выделяющиеся горючие газы сгорают во второй камере.

Теплоаккумулятор — зачем?

Проблемы перегрева системы отопления решаются установкой теплоаккумулятора — значительной емкости с теплоносителем, которая «стабилизирует» систему. Во-первых, она добавляет объем. С малыми системами это важно. Больший объем теплоносителя перегреть сложно, а иногда (при определенных параметрах) и невозможно.

Подбор объема аккумуляторного бака

Теплоаккумулятор — зачем?

Во-вторых, теплоаккумулятор исключает резкие скачки температуры, которые характерны для дровяных и угольных котлов. При установке аккумулирующей емкости, резкие изменения температуры тоже исключены, так как из-за большего объема система становится более инерционной. И это плохо, если ее приходится запускать заново. Потому для домов периодического проживания (дач) такой вариант не подходит.

Схема с баком для аккумуляции тепла

Большая инерционность намного лучше с точки зрения комфорта при постоянном проживании в доме: в емкости теплоаккумулятора находится большое количество теплой воды. После того как котел потух, температура в доме поддерживается благодаря циркуляции нагретого ранее в емкости теплоносителя. Этим достигается более стабильная температура, и более редкие топки. Потому обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулирующей емкостью используется только и исключительно для домов постоянного проживания.

Теплоаккумулятор — зачем?

Обратите внимание, что при обвязке твердотопливного котла с аккумуляторной емкостью, трехходовой клапан ставится по-другому:

Как увеличить продолжительность горения

Внимание: существенно увеличить продолжительность горения не удастся. Недостатков у таких приемов больше, чем преимуществ.

Для наиболее эффективной работы агрегата производители котлов рекомендуют использовать дрова влажностью не выше 20%. Сырое топливо снижает КПД котла, потому что часть энергии расходуется на испарение влаги. Кроме того, образуется много сажи, смолы, все это оседает на стенках, понижая эффективность нагрева воды в теплообменнике. Сужаются газовые каналы, котел дымит.

Производители оборудования допускают использование топлива влажностью до 45% и выше, учитывая при этом возможные негативные последствия такой эксплуатации.

К подобному результату приводит перекрытие подачи кислорода ниже нормального уровня. Горение замедляется, дрова тлеют, образуется излишек сажи, который оседает на стенках, снижая эффективность теплопередачи. Перекрытие задвижки на дымоходе приводит к аналогичным последствиям.

Читайте также:  ПТО-2300: малогабаритная отопительная печь 2х3

Эффективная работа котла возможна при 60-90% мощности. Увеличить время горения можно, но в небольших пределах. Если этим злоупотреблять, дом будет хуже прогреваться, затраты на топливо окажутся выше.

Котлы на твердом топливе для отопления частного дома

Базовые модели котлов длительного горения с водяным контуром на дровах для дома различают по материалу изготовления, конструкции топки, теплообменника, дымохода, способу загрузки и сжигания топлива.

Дровяной котел длительного горения с водяным контуром оснащают трубчатым (вертикальным) регистром или теплообменником рубашечного типа. Корпусная конструкция практически исключает возможность вскипания воды в системах с естественной циркуляцией.

В основу твердотопливного котла заложен принцип длительного и экономичного сжигания топлива

Стальной дровяной котел длительного горения для отопления дома имеет малую тепловую инертность. Котловой контур из жаропрочной стали выдерживает резкие скачки температуры и давления в системе. Недостаток материала — чувствительность к коррозии, которую усиливает температурное напряжение металла. Межремонтный период работы агрегата из стали – 15 лет.

Котлы на твердом топливе для отопления частного дома

Стенки чугунного теплообменника дровяного котла для отопления частного дома с батареями нагреваются и остывают долго. Хрупкий сплав не предназначен для критических перепадов рабочих параметров системы.

Твердотопливный котел в полуавтоматическом режиме

Преимущество чугуна обусловлено аморфностью материала к кислородной коррозии. Срок работы котла с чугунным теплообменником, при правильной эксплуатации агрегата, достигает 25 лет.

Принцип работы агрегата длительного горения — принудительное, последовательное, направленное сверху вниз тление древесины, при котором выделяется метан, угарный газ и водород. Недостаток кислорода замедляет скорость распространения пламени. Дополнительная тепловая энергия образуется при сжигании топочного газа. Поток уходящих продуктов горения омывает поверхность теплообменника на выходе из котла. Конструкция позволяет загрузку дров один раз в сутки.

Таблица 1. Цена котлов длительного горения на твердом топливе:

Марка котла (страна производитель) Цена, рублей
Zota Mix — 32 (Россия) 38700
Stropuva Mini S8 (Прибалтика) 58240
Твердотопливный котел длительного горения ОРОР Н 412 (Чехия) 51731

Пиролизные котлы длительного горения

Пиролизные агрегаты — одна из разновидностей котлов длительного горения. Поэтапное разделение процесса горения повышает эффективность и продлевает время работы газогенератора. Топку пиролизного котла разделяет специальная форсунка. В первом отсеке, под действием высоких температур, закладка дров выделяет горючий газ. Второй служит для дожига продуктов разложения древесины. В зольнике образуется минимальное количество золы, а дымоход не обрастает отложениями сажи.

Котлы на твердом топливе для отопления частного дома

Газогенераторные установки предназначены для систем отопления жилых домов, площадь которых больше 100 м?.

Таблица 2. Цена пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром:

Марка Цена, рублей
Твердотопливный пиролизный котел МС-16 (Россия) 132000
Стальной пиролизный котел Buderus Logano S171-22 W (Чехия) 202250
Твердотопливный пиролизный котел Буржуй — К СТАНДАРТ-20 (Россия) 49800
Газогенераторный котел КО12 (Россия) 52494

Пиролизные дровяные котлы работают до двух суток на одной загрузке топлива. Стоимость продукта зависит от марки производителя, мощности и степени оснащения агрегата автоматикой.

Готовые решения – какой котел купить?

Откровенно говоря, самодельный котел длительного горения вряд ли обойдется дешевле, чем приобретение уже готового варианта. Учитывать нужно не только стоимость материалов, но и время, потраченное на создание агрегата своими руками. Плюс ко всему мало у кого с первой попытки получается сделать все правильно – обязательно в процессе эксплуатации всплывут ошибки, которые потребуется исправлять, что чревато новыми затратами.

Нужно также понимать, что многие технологии, которые используют производители котлов, недоступны простым обывателям и заменить их нечем. Например, в быту без дорогостоящего оборудования не повторить порошковую окраску котлов, которая существенно продлевает сроки их эксплуатации. Точность деталей, качество сварки – все это существенно отличается в самодельных и покупных вариантах. По этим причинам большинство предпочитает приобретать уже готовые варианты, к тому же предложений сегодня хоть отбавляй.

Сегодня отлично зарекомендовали себя котлы длительного горения литовского производства Stropuva (Стропува) или Candles (Кандлес) – эти агрегаты способны проработать на одной загрузке дров до 40 часов, а при загрузке углем – все 5 суток. Модели, работающие на дровах, маркируются буквой S, тогда как работающие в том числе и на угле – буквой U. КПД таких котлов – до 90 %. В конструкции этих агрегатов прогорание идет сверху вниз – топливо горит по принципу свечи. Из-за того, что пламя сверху, дрова и уголь прогорают гораздо лучше, поэтому чистить котел придется гораздо реже.