Какое самое дешевое топливо для котла? Разумеется это газ. Поэтому все владельцы домов и коттеджей в большинстве своем предпочитают установку газовых котлов отопления – дешево и сердито. Однако не на всех просторах нашей необъятной Родины осуществлена газификация. Поэтому в некоторых регионах люди вынуждены отапливать дома по старинке – на дровах, угле, пеллетах и пр. Если вы поинтересуетесь стоимостью твердотопливного котла, то цифра вас неприятно удивит – она начинается от 50.000 рублей и выше. Мы же предложим вам создать твердотопливный котел своими руками. Вам понадобятся некоторое оборудование, ну и, конечно же, полезные способности мастера.

Материалы и инструменты

Назад к содержанию.

Итак, проведите осмотр своего арсенала в гараже и на даче и найдите следующее.

Материалы:

  • Пластины для создания топки – из жаростойкой стали 4-5мм.
  • Листы стали 2-3 мм – из них будет изготавливаться корпус устройства.
  • Стальные трубы – они понадобятся для создания теплообменника. Их диаметр и длина будут рассчитаны, исходя из вашей конкретной ситуации.
  • Металлические трубы – из них в дальнейшем будет сооружаться дымоход.
  • Решетка колосника и варочная плита.
  • Дверца зольника и камеры сгорания.
  • Жаростойкий кирпич.
  • Цементный раствор.

Инструменты

  • Сварочный агрегат – лучше к нему также запастись пучком электродов.
  • Аппарат для газовой резки.
  • Трубогиб.
  • Болгарка с дисками.
  • Рулетка, уровень, маркер.

Виды твердотопливных котлов

Назад к содержанию.

На сегодняшний день доступны 4 вида котлов на твердом топливе, которые отличаются не только конструкцией, но и значением КПД, сложностью схемы и обслуживанием. Для начала ознакомимся с общей схемой работы каждого из этих 4 видов.

Классический твердотопливный котел

Назад к содержанию.

котел твердотопливный, классический вариант, устройство внутреннее
Классический твердотопливный котел

Они оснащаются теплообменником из чугуна или стали: КПД таких котлов составляет около 85%. Принцип работы прост: в топку загружаются дрова (любое другое твердое топливо). Во время их горения нагревается бак с водой, которая в дальнейшем поступает в систему отопления и ГВС. А дым, который образуется в процессе сгорания, удаляется через дымоход.

Пеллетный котел

Назад к содержанию.

Пеллетный котел, внутренне устройство
Пеллетный котел

КПД такого котла уже чуть выше и составляет 90%. К преимуществу такого вида котлов относится автоматизация работы, так как подача топлива по мере его сгорания производится системой бункер + шнек. Однако это преимущество и стало недостатком: такая конструкция очень сложна в изготовлении.

Пиролизные котлы

Назад к содержанию.

конструкция, пиролизный котел
Пиролизный котел

КПД таких котлов составляет уже около 92%. Повышается оно за счет того, что весь процесс горения разделен на 2 этапа: на первом сгорает само топливо при недостатке кислорода. В результате этого процесса выделяются пиролизные газы, которые поступают в другую камеру. Там происходит сгорание этих газов и также выделение тепла в результате этого. Именно это и способствует увеличению эффективности работы котла, а также достижению экономии в расходе топлива.

Котлы длительного горения

Назад к содержанию.

котел длительного горения, схема, принцип работы
Котел длительного горения

Как вы наверняка поняли из названия, главная особенность этого оборудования – в длительном процессе горения. Это означает, что топливо вам нужно подкладывать реже, чем для других видов котлов (1 раз за 2-3 суток). Дело в конструктивной особенности котлов: процесс сгорания топлива делится на несколько этапов. Сперва большой объем топлива медленно тлеет в топке с минимумом подачи кислорода. В результате этого тления образуется газ, который далее подается в камеру сгорания и там загорается из-за активной подачи кислорода. Прогорание дров в таких котлах начинается с верхней части. Это способствует выработке большего количества тепла.

Схема работы котла на твердом топливе

Назад к содержанию.

Как проектировать устройство, не зная его принцип работы и основные детали? Разумеется, это невозможно. Поэтому сперва мы узнаем, а как же происходит непосредственно весь процесс сгорания топлива, нагрева воды и пр. Стоит отметить, что здесь и далее мы будем разбирать схему работы классического котла на твердом топливе.

Камера сгорания – именно с нее начинается работа котла. Вы открываете дверцу камеры и закладываете внутрь порцию топлива. Работающая горелка начинает процесс горения топлива.

Объем камеры сгорания можно определить несколькими способами. 1. Рассчитать его под свои условия (формулы в достатке предоставлены на просторах интернета). 2. Взять себе готовый расчет (объем камеры сгорания в зависимости от площади отопления, мощности котла, особенности системы отопления, схемы обвязки и пр.)

Камера отвода горячих газов – является частью камеры сгорания. Именно через нее горячие газы транспортируются в верхнюю часть котла к дымоходу для дальнейшего выведения их наружу.

Теплообменник – сердце любого котла отопления. Именно через него проходит теплоноситель и нагревается, а далее поступает в систему. Но все по порядку. После того как горячие газы, образованные в процессе горения, идут на «выход», по пути они и проходят через теплообменник, передавая ему тепло. А он далее передает это тепло протекающей через него воде.

Далее горячий теплоноситель просто теснит холодную воду, циркулируя таким образом по все системе отопления. Возвращается он обратно в котел уже холодным. По сути вся работы устройства основана на законе термодинамики.

Все вышеописанные узлы и детали заключены в корпус котла, который изготавливается из прочной листовой стали толщиной 4-6 мм.

Что влияет на КПД самодельного котла на твердом топливе?

Назад к содержанию.

Конечно хочется, чтобы будущая самодельная конструкция не подкачала и функционировала с максимальной для нее теплоотдачей. И кое-что сделать вполне в ваших силах, но сперва разберемся, от чего в первую очередь зависит эффективность. Есть 2 основополагающих фактора:

  1. Особенности конструкции теплообменника

Чем больше площадь пластин теплообменника, тем быстрее теплоноситель будет нагреваться, проходя через него и до более высокой температуры.

  1. Длительность горения топлива и полнота сгорания

Топливо должно сгорать полностью, выделяя при этом газ. Если конструкция котла недоработана или неверно рассчитана, то дрова (уголь, пеллеты и пр.) будут сгорать неполностью. А это, в свою очередь, приведет к тому, что вода будет нагреваться медленно и до невысоких температур. Чтобы такого не допускать, ко всем этапам проектирования и создания котла нужно подходить максимально ответственно.

Сталь для корпуса котла должна быть толщиной 5 мм и более. Лучшим выбором будет жаростойкая марка стали, однако она и стоит, конечно, дороже. Толщина должна быть еще и такой, чтобы котел не сильно нагревался и не работал на отопление помещения в прямом смысле слова своим корпусом. Поэтому среднее значение толщины стенок корпуса для котла должно составлять 8 мм.

Трубы для внутренней обвязки котла лучше брать с толщиной стенок 3-4 мм и диаметром 50 мм.

Диаметр труб, по которым движется теплоноситель, должен изменяться. Чтобы жидкость быстрее циркулировала, нужно уменьшать диаметр труб на пути движения горячей воды к батареям (от 50 мм до 25 мм). И расширять их на обратном пути, когда холодная вода будет поступать к котлу.

Варианты теплообменников для самодельного котла

Назад к содержанию.

Как мы уже сказали, от конструкции и качественного исполнения теплообменника зависит КПД котла. Конечно хочется, чтобы он работал эффективно, а для этого нужно подобрать схему его изготовления. Как вы сами понимаете, таких вариантов довольно много, однако мы рассмотрим только 2 наиболее эффективных на наш взгляд. Приступим.

Вариант №1

Назад к содержанию.

Теплообменник, сделать самостоятельно, для котла на твердом топливе
Теплообменник для твердотопливного котла

1 – прямоугольные трубы 60х40 мм. 2 – круглые трубы 50 мм. 3 – круглые трубы 40 мм. 4 – труба отвода нагревшейся воды 50х50 мм. 5 – труба возврата холодной жидкости 50х50 мм.

Габариты: а = 36 см; б = 40 см; в = 300 мм; г = 80 см.

Это будет теплообменник горизонтального типа, для изготовления которого нам понадобятся трубы 2х типоразмеров – прямоугольные 60х40 мм и круглые, где d= 40 и 50 мм.

Прямоугольные трубы служат для создания каркаса, а уже потом к ним привариваются круглые. Кроме того прямоугольные трубы будет намного удобнее крепить между собой, по сравнению с круглыми.

Изучите схему и заготовьте требуемое количество труб нужной длины.

Оптимально, если толщина стенки труб для теплообменника будет равна 3 мм, а лучше все 5 мм.

  • Чтобы собрать конструкцию в единое целое, вам придется болгаркой вырезать в прямоугольных трубах отверстия под круглые трубы. Делаем это следующим образом: с той стороны теплообменника, которая будет ближе к топочной двери, вырежьте 4 отверстия диаметром 50 мм в вертикально стоящих трубах. Сделать это можно как резаком, так и сварочником.
  • С другого торца нам также нужно в вертикальных стойках подготовить 4 дырки с d= 50 мм (в грани шириной 60 мм.) и 4 отверстия с d=40 мм – в грани шириной 40 мм.
  • Далее вырезаем отверстия для подсоединения труб, отвечающих за подачу и отвод теплоносителя.
  • Все отверстия готовы? Тогда собираем конструкцию целиком. Удобнее будет разместить ее, положив одним торцем на пол, чтобы трубы были перпендикулярно торцу и поверхности пола. Привариваем все трубы, не забывая о трубах для подачи жидкости.
  • Не забываем заваривать торцы прямоугольных труб небольшими железными кусочками.
  • Проверяем теплообменник на наличие протечек: через одно отверстие заливаем воду, второе перекрываем и оставляем его так на некоторое время. Если утечек не обнаружено, то теплообменник готов к дальнейшей эксплуатации.

Вариант №2

Назад к содержанию.

теплообменник, чертеж, самостоятельное изготовление
Теплообменник для котла на твердом топливе: второй вариант

1 и 3 – трубы подачи холодной жидкости в теплообменник и отвода горячего теплоносителя соответственно, диаметр 50 мм; 2 и 4 – прямоугольная труба 60х40 мм; 5 – трубы d= 40 мм; 6 – листы стали толщиной 3-5 мм; 7 – укрепляющая поперечина из прямоугольной трубы.

Как вы уже успели заметить, в этом случае круглые трубы заменяются на листовой металл толщиной 3-5 мм. Принцип работы абсолютно идентичен варианту №1. Отверстия проделываются УШМ и ею же зашлифовываются.

Пошаговая инструкция по изготовлению твердотопливного кирпичного котла

Назад к содержанию.

котел на твердом топливе, кирпичный, чертеж
Кирпичный котел на твердом топливе: общая схема

Вообще кирпичный твердотопливный котел считается одним из наиболее эффективных и несложных по конструкции котлов. На его примере мы и разберем тему самостоятельного выполнения.

Сперва мы чуть подробнее убедимся, что кирпичный котел действительно так хорош.

  • Простая и надежная конструкция
  • Сравнительно несложный процесс его изготовления – так как основной строительный материал – это кирпич, то сварочных работ за весь процесс предстоит не так уж и много.
  • Многозадачность – такой котел по своему внешнему виду будет похож на печь. А значит его можно будет приспособить и под некоторые аналогичные печные задачи, а именно – под приготовление пищи. Кроме того он сможет отапливать помещение, в котором сам и находится.

Итак, приступаем к рабочему процессу. Учтите, что теплообменник мы уже изготовили (надеемся вы выбрали подходящую для вас схему).

Шаг 1. Такой котел является стационарным. То есть вы заранее должны выбрать помещение, в котором он будет располагаться, а также место. В этом месте залейте фундамент специально под котел (бетонная плита + цементный раствор + каркас из арматуры + кирпичная кладка). Сверху подготовленного фундамента проложите рубероид – он будет служить изоляционной прокладкой.

Шаг 2. С помощью огнеупорного кирпича формируем нижнюю часть нашего будущего котла: низ камеры топки и зольник с дверцей. Не забудьте, что они разделены колосниковой решеткой.

Шаг 3. На выложенное основание монтируется теплообменник таким образом, чтобы он шел на подъем к точке забора горячего теплоносителя. Помните про главное правило: между кирпичом и стенками теплообменника должен быть минимальный зазор в 10-20 мм. Патрубки подачи и удаления теплоносителя должны выдаваться за пределы стенок корпуса.

теплообменник, установка, кирпичный котел на твердом топливе
Монтаж теплообменника кирпичного котла на твердом топливе

Расположите котел так: все точки верхней части теплообменника должны располагаться ниже отметки выхода горячего теплоносителя. Разница в высоте между наиболее низкой точкой ТО (верхний правый угол передней части котла) и верхней точкой отвода жидкости должна составлять 10-15 мм.

Это поможет во время дальнейшей эксплуатации котла избежать образования воздушного затора в отопительной системе.

Шаг 4. Дверцу для загрузки топлива делаем в передней части топик. В задней части нужно оставить место для дымоходного отверстия.

Шаг 5. Варочная плита (если вы все-таки хотите использовать устройство и по этому назначению) или обычный лист металла кладется сверху топочной камеры. В свою очередь, поверх плиты или листа кладется слой кирпичей или выкладывается свод камеры.

Шаг 6. Теперь принимаемся за дымоход. Обычно он располагается в верхней или боковой части котла относительно топочной камеры. Сам дымоход выполняется или из железной трубы, или из кирпича (формируется проход). Если вы хотите использовать трубу, то см. шаг 4 – именно для нее вы оставили отверстие.

Шаг 7. Очередь дымовой заслонки: она устанавливается в теле дымохода.

Шаг 8. Теперь дайте раствору схватиться и полностью высохнуть. Только после этого произведите подключение всех труб котла.

Горизонтальный твердотопливный котел из бочки

Назад к содержанию.

твердотопливный котел, стальной, из бочки на 200 литров
Схема горизонтального котла на твердом топливе

Другим альтернативным кирпичному котлу вариантом является стальной котел.

Воду он нагревает за счет «водяной» рубашки: одна труба располагается в другой трубе и омывается теплоносителем.

Главный плюс горизонтального котла – длительный процесс горения. Из-за горизонтальной конструкции можно загружать большое количество топлива, которое будет медленно гореть, выделяя тепловую энергию. Это позволит не так часто наведываться в котельную для дополнительной подзаправки. Согласитесь это очень удобно.

Итак, поэтапно изготавливаем котел из железной бочки.

  • Подберите отрезок стальной трубы таким образом, чтобы ее диаметр отрезка был на 16-24 см меньше диаметр вашей бочки (по бокам между котлами должно остаться 8-12 см). Длина отрезка должна равняться длине основного корпуса.
  • Располагаем нижнюю часть камеры сгорания, зольник и решетку колосника внутри подобранного отрезка трубы. Решетку можно сварить из плотных стальных пластин. Нижнюю часть топки лучше проложить огнеупорным кирпичом.
  • Теперь закупориваем большую емкость, приваривая с обоих концов круги из стали. Далее привариваем ножки, на которых котел будет стоять.
  • В переднем торце в области внутренней трубы УШМ вырезаем будущие дверцы топки и зольника.
  • В заднем торце, то есть с противоположной стороны, вырезается отверстие под дымоход и сваркой фиксируется фланец для его последующего монтажа.
  • В нижней части большой бочки нужно проделать проход для трубы, подающей холодную жидкость в теплообменник. Аналогично в задней части – для отводящей трубы.
  • Чтобы уменьшить теплопотери, обвяжите корпус будущего оборудования теплоизоляционным материалом.
  • Подключите получившуюся конструкцию и проверьте ее на наличие протечек, а потом проведите пробный запуск.

Вертикальный твердотопливный котел из бочки

Назад к содержанию.

котел на твердом топливе, своими руками, из железной бочки, вертикальная модель
Вертикальный твердотопливный котел

Теперь рассмотрим по порядку процесс создания вертикального устройства.

  • В центральную часть железной бочки вваривается железная заслонка из листового металла 3-5 мм. Она будет отделять верхнюю часть, где нагревается жидкость, и нижнюю, где сгорает топливо.

Не забудьте перед этим в заслонке проделать отверстие: к нему подсоединяется внутренняя труба (сваркой). Она идет насквозь от топочной камеры к верхней части устройства.

  • В верхней части приварите круглый лист с заранее вырезанной прорезью для монтажа внутреннего дымохода и фланца для установки наружного дымохода.
  • Приварите ножки для последующего устойчивого расположения котла.
  • Прорежьте отверстие для монтажа входной трубы в нижней части бочки и приварите ее. На колпаке самой бочки проделайте аналогичные операции по монтажу отводного патрубка. Проверьте полученную конструкцию на герметичность.
  • В низу бочки подготовьте отверстия для будущих дверок зольника и топки.
  • Разместите топочную камеру, зольник и колосниковую решетку в нижней части бочки. Если решетки нет, то можете воспользоваться огнестойким кирпичом.
  • Не забудьте про теплоизоляцию, которой нужно обмотать корпус котла.
  • Подсоедините котел к системе отопления и водоснабжения и проведите пробны запуск.

Как повысить КПД работы самодельного твердотопливного котла

Назад к содержанию.

Конечно, что и говорить – самодельное устройство не сможет сравниться с заводской моделью. Последняя разработана и рассчитана на экономичное потребление топлива, удобную эксплуатацию и обслуживание. Ну и, конечно же, высокий КПД. Сами понимаете, в домашних условиях вы не сможете воссоздать полностью аналогичное устройство. Однако и в наших силах немного повысить качество нагрева воды твердотопливным котлом, изготовленным своими руками. И вот несколько полезных советов:

  • Сделайте трубу отвода газов длиннее. В идеале, если дистанция между топочной камерой и высшей точкой дымохода составляла 7 метров и больше. Это возможно, если смонтировать устройство в подвале.
  • Монтаж запасного теплового щитка. В его конструкции должна быть предусмотрена дополнительная труба извилистой формы для отвода газов горения. Располагаться этот щиток должен непосредственно над котлом.
  • Установка резервного бака с водой. Он будет нагреваться от тепла продуктов сгорания. Так у вас будет запас воды, которую можно будет использовать на любые свои нужды.
  • Установка циркуляционного насоса. Это проверенный метод, который повышает эффективность системы на 20% минимум.

Изготовление твердотопливного котла: видео

Назад к содержанию.

Более подробно весь процесс создания твердотопливного котла своими руками вы можете увидеть в следующем сюжете:

Заключение

Назад к содержанию.

Помните о том, что к работе над этим проектом стоит приступать, если у вас есть навыка мастера сварки. В противном случае все работы по сварке нужно будет заказывать на стороне у специалиста или не стоит браться за проект вовсе. Однако если вы уверены в своих силах, то самодельный агрегат позволит вам отопить свой дом и сэкономить приличную сумму денег на покупке заводской модели.

Удачи!