Как сделать твердотоливный котел длительного горения

Наиболее эффективным источником теплоснабжения для одноэтажных жилых объектов, которые не имеют подключения к магистральному газопроводу, считается котел длительного горения.

Для домашних мастеров, которые владеют навыками слесарного ремесла и знают, правила работы со сваркой, выгоднее сделать твердотопливный котел своими руками, благо, что материалы для этого достаточно в интернете.

Принцип работы котлоагрегата длительного горения

Самыми инновационными, считаются установки с верхним горением. Он имеет существенное отличие от традиционных котлов, поскольку в конструкции отсутствует зольник и колосниковая решетка.

Поддержание рабочего температурного режима осуществляется за счет технологии верхнего горения. Воздух тоже подается сверху в центр горящего слоя топлива через подвижный распределитель воздушного потока.

При загрузке топлива он поднимается в верхнее положение. Во время протекания процесса сгорания распределитель подпирает дрова, тем самым опуская их и продвигаясь вместе с ними, по мере сгорания топлива.

Продукты сгорания с золой поступают вверх топочного пространства и отделяются от первичной области горения массивным железным диском. За ним пиролизный газ смешивается с воздухом, летучие вещества догорают, отдавая выработанную тепловую энергию теплообменному аппарату.

В таких котлах заводского изготовления на входе в камеру дожига, устанавливают авторегулятор разряжения. Он определяет значение температуры теплоносителя, в соответствии с которой подстраивает скорость движение топочных газов. Его работу может заменить дымосос для твердотопливного котла, выполненного своими руками.

Теплообменник выполнен вдоль всей корпусной части котла. Циркуляция теплоносителя протекает сверху вниз. Самая большая сложность данной конструкции — выполнить удаление золы и шлака. Эту особенность нужно учитывать, перед тем как изготовить твердотопливный котел длительного горения своими руками

Конструкция

Этот котлоагрегат отличается своей формой круглого сечения, и имеет возможность изготавливаться из труб больших типоразмеров. Кроме того конструкция позволяет подавать воздух непосредственно в зону горения, для чего котел комплектуется воздухоподводящей телескопической трубой. Внизу трубы с целью равномерной подачи кислорода приваривается «тарелка» с лопастями.

Для создания наилучших режимов для сгорания дров вверху конструкции корпуса расположена камера нагрева воздуха. Подача которого, влияет на процессы горения.

Котлы длительного горения, выполненные своими руками, имеют теплообменный аппарат, граничащей с топкой. Дымовая труба проходит через внешний бак. Горячие дымовые газы дополнительно подогревают теплоноситель, что способствует повышению эффективности работы котла.

В некоторых тепловых схемах, для повышения теплоотдачи от топлива устанавливается специальная буферная емкость для теплоносителя. Такой теплоаккумулятор также можно выполнить своими руками, приспособив для этого дополнительную емкость и установив внутрь змеевик для греющей среды.

Преимущества и недостатки

Котлоагрегата такого типа обладают весьма солидной стоимостью и самое большое его преимущество в том, что такие конструкции, возможно, изготавливать своими силами.

Главные положительные преимущества котлоагрегатов длительного горения:

1. Эффективность процесса горения, обеспечивает сверхвысокий КПД порядка 95%.
2. Применение в схемах автономного теплоснабжения для отопления и ГВС.
3. Экономичность выработки тепловой энергии.
4. Надежность и длительные сроки эксплуатации.
5. Высокая экологическая безопасность, из-за использования пиролизного газа.
6. Мультитопливность — способность использовать практически все виды твердого топлива.

Котлы длительного горения, выполненные своими руками, обладают рядом недостатков:

1. Значительные габариты.
2. Обязательная установка в отдельном помещении — топочной, что нужно учитывать, перед тем, как сделать котел длительного горения своими руками.
3. Необходимость постоянного обслуживания.

Меры безопасности при работе

Шахтный котел длительного горения, выполненный своими руками, относится к объектам повышенной пожарной опасности, поэтому они должны изготавливаться, монтироваться и эксплуатироваться с выполнением правил пожарной и санитарной безопасности.

Еще одна схема. Принцип один и тот же.

При эксплуатации самодельного котла длительного горения не допускается выполнять следующие действия:

1. Перекрывать воздуховоды в топочную, когда котел работает. Недостаток кислорода приводит к засмоливанию и образованию полукоксового газа.
2. Применять топливо, которое не предусмотрено инструкцией котла: пластмассы и жидкости, способные выделять ядовитые газы.
3. Запускать устройство в работу, при незаполненной системой теплоснабжения.
4. Наполнение горячего котлоагрегата холодной сетевой водой.
5. Заполнять отопительную систему с давлением теплоносителя большим допустимого давления в котлоагрегате.
6. Выполнять забор горячей воды из греющего контура котла для ГВС.
7. Включать в работу котел с неработоспособной дымоотводной системой.
8. Устанавливать запорные вентиля, отсекающие систему отопления от расширительной емкости.
9. Повышать температуру греющего теплоносителя больше 90 С.
10. Разжигать котлоагрегат в случае замерзания сетевой воды, при минусовых температурах в топочной.
11. Дозагружать топливом котел, если прекращен отбор тепла.
12. Оставлять незаглушенный котлоагрегат без надзора.
13. Держать легковозгораемые материалы рядом с котлом на твердом топливе, выполненного своими руками.

Пошаговая инструкция выполнения котлоагрегата своими руками

Выполнить своими силами твердотопливный котел с длительным горением топлива - задача под силу только профессионалу, начинающему мастеру с такой работой справиться будет трудно.

Схема котла

Потребуется иметь, по крайней мере, элементарную практику работы со сварочным агрегатом. Перед тем как приступить к сооружению котла длительного горения своими руками, подготавливают чертежи, инструменты и узловые детали котла.

Перечень инструментов и материалов:

• Бытовой сварочный агрегат.
• Набор слесарных инструментов.
• Круг алмазный шлифовальный.
• Электрическая дрель.
• Угловая шлифмашина.
• Защитная спецодежда, ботики, рукавицы и щиток для защиты лица и глаз.
• Пустой пропановый баллон.
• Стальной лист.
• Шнур ШАОН.
• Труба, сталь.
• Железные дверные петли и ручки.
• Стальной уголок или лопасти.
• Металлический дымоход.

Разметка и сборка корпуса

При помощи маркера выполняют разметку изделий на пропановом баллоне в соответствии с данными схемы. Выполняют прямоугольный проход непосредственно под зольник и дверцу, посредством которой осуществляется очистка котлоагрегата.

По верхней области баллона вдоль всего периметра выполняют равномерную линию-срез для удаления верхушки.

Ее снимают с применением болгарки. Далее по центру размечают место прохода дымовой трубы. Диаметр прохода обязан быть немного больше сечения дымохода.

Проделывают в крышке отверстие и приваривают металлическое кольцо, которое станет вплотную охватывать трубу, помещенную в сосуд. Присоединяют кольцо по кругу и обваривают стальным листом шириной 6 мм с наружной и внутренней стороны сосуда, на который станет устанавливаться верхняя крышка.

Изготовление воздуходувной трубы

Для такой конструкции котла длительного горения берут стальную трубу в диапазоне от 90 до 110 см в том случае, когда корпус котла будет изготавливаться из пропанового баллона.

Для тех вариантов, когда корпус будет выполняться из трубы большого диаметра, длина воздуходувной трубы должна быть на 250 мм больше, чем у корпуса. Поскольку в процессе сгорания твердого топлива, слой его будет уменьшаться, а вместе с ним будет опускаться воздуховод.

Далее приступают к оформлению верхней крышки котла. Для этого используют срезанную верхушку баллона. Вырезают из стального листа надежное крепление и тщательно приваривают его по линии среза корпуса, заранее протянув по окружности асбестовый шнур.

Приваривают ручки к крышке. Ее конструкция должна быть подогнана к размерам корпуса таким образом, чтобы ее можно было легко снять и поставить обратно.

Готовим систему подачи воздуха

Для того чтобы воздух подавался точно в зону горения к воздуходувной трубе устанавливается специальное устройство — распределитель воздуха, который выполняется в форме тарелки с лопастями.

Для его изготовления измеряют внутренний диаметр пропанового баллона. Далее на стальном листе чертят круг с диаметром на 5 мм меньше, чем измеренный внутренний диаметр корпуса котла. Болгаркой вырезают расчерченный узел.

Далее из стального уголка изготавливают шесть лопастей, для чего уголок разрезают на 6 одинаковых элементов. Если у мастера есть подходящего размера старая крыльчатка от насоса, это будет лучший вариант для создания равномерного вихревого движения воздушных масс. Приваривают металлические дуги или уголки на одинаковом расстоянии друг от друга с ориентацией против часовой стрелки.

Изготовление патрубка к дымоходу

При изготовлении дымоотводящего патрубка котла, нужно учитывать размеры дымовой трубы, они не должны быть меньше выходного отверстия, указанного в чертежах твердотопливного котла длительного горения.

В противном случае будет нарушен расчетный режим дымоотвода из агрегата, он станет коптить или иметь высокую тягу, что не даст возможность образовываться пиролизному газу в топочной камере. Выполняют разметку под патрубок, к верхнему дымоотводному патрубку присоединяют металлическую дымовую трубу.

Изготовление зольника

На корпусе пропанового баллона выполняют разметку под дверцу для зольной камеры и вырезают болгаркой. В отличие от традиционных котлов, у которых зольник и решетка находятся снизу, здесь зола будет подниматься.

Вырез под дверку

Для ее удаления потребуется дверка, которую выполняют дополнительно из стального листа. Далее она прикручивается на металлические петли к корпусу котлоагрегата. Для того чтобы ее можно было открывать выполняют ручку в виде небольшой петли из утолщенного армирующего стержня.

Делаем теплообменник

Теплообменный аппарат твердотопливных котлов длительного горения изготавливается по принципу водяной рубашки. Каких-то ограничений по его размеру не существует и зависит от личных предпочтений мастера.

Чем он получится больше, тем больше топлива пользователь сумеет в него положить, а это означает, что котел будет иметь большую продолжительность горения.

Теплообменник вырезается из стального листа толщиной не менее 6 мм, соответствующего наружным размерам пропанового баллона, для внешнего расположения. Лист сваривается в надежный корпус, с внутренним размещением баллона.

В него врезаются верхний/нижний патрубок для подачи и обратки греющего теплоносителя. В центральной части корпуса котла выполняют проем для загрузки топлива, вырезают его болгаркой и укрепляют дверцу для топливоподачи.

Общая сборка и установка котла

Обвязка котлоагрегата, теплообменного аппарата должны выполняться стальными трубами, соединенные стальными или чугунными сгонами. ПХВ-трубы и их соединяющие элементы для такого вида котлов не допускается.

Твердотопливные котлоагрегаты обладают высокой инертностью, в аварийной ситуации их нельзя быстро остановить, они будут работать до тех пор, пока не выгорит все топливо. Поэтому возможен перегрев сетевой воды, который ПХВ-материалы выдержать не смогут.

Диаметр труб отопительного контура должен обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя или расчетный расход воды в системах с принудительной циркуляцией.

Также имеются ограничения по предельному давлению в отопительной сети, которое устанавливается в зависимости от этажности здания. Для безопасной эксплуатации такого оборудования система должна комплектоваться предохранительным клапаном по давлению теплоносителя, воздушниками и расширительным бачком.

Перед запуском котла в эксплуатацию должны быть выполнены следующие этапы:

1. Монтаж котла и вспомогательного оборудования в специально определенном для этого топочном помещении.
2. Обвязка отопительной системы со вспомогательным оборудованием, проверка качества работ опрессовкой или гидравлическим испытанием на давление с показателем 1.5 от рабочего.
3. Обвязка циркуляционного насоса и первичных датчиков системы безопасности котла в системе отопления, выполненной своими руками.
4. Установка дымовой трубы.

Установка котла в помещении

Это очень важный этап, поскольку с ним связана пожарная безопасности жилого дома. Под агрегат предпочтительнее выделить индивидуальное помещение — топочную, а в случае невозможности, оградить его от места пребывания жильцов защитными экранами, чтобы исключить случайные ожоги.

Котел размещается в зоне, где есть возможность выхода дымовентиляционной системы. Он должен иметь свободные подступы со всех сторон от 70 см до 125см, для безаварийного обслуживания в процессе горения и выполнения ремонтных работ. Для размещения котла выполняется бетонное несгораемое основание.

Расстояние дверки топки до ближайшей стенки должны быть не меньше 125 см. Промежутки между боковыми и задней стенками агрегата и несущей стеной дома должны быть не меньше 70 см. Если стеновые конструкции дома выполнены из дерева либо иного горючего стройматериала, требуется выполнить их защиту стальным листом.

Место примыкания горячих поверхностей дымовентиляционной системы теплоизолируется базальтовыми материалами. Для усиления эффекта теплоизоляции рекомендуется использовать обыкновенный красный кирпич, которым обкладывают по периметру зону примыкания.

Подключаем котел к дымоходу

Далее по схеме подсоединяют дымовую трубу к газоотводящему патрубку котлоагрегата. Тут нужно быть внимательным, диаметр должен быть должен быть не меньше котлового дымового патрубка.

В том случае, когда этот размер будут нарушен, произойдет уменьшение проходного сечения трубы, в топке будет создаваться подпор движению дымовых газов, с возможным выходом угарных газов в жилое помещение.

При обустройстве дымоотводной системы, не менее важное значение имеет площадь сечения и высота трубы, а также материал и степень шероховатости внутренней трубной поверхности. Обычно высота её колеблется от 7 до 10 м. При развитии излишней тяги в дымоходе, на нем устанавливают дроссельный клапан.

Растопка котла

Для того чтобы проверить собранный твердотопливный котел — лучше это выполнить на открытой площадке, соорудив для него временный дымоход. Для помещений с площадью более 40 м2, допускается соединять вертикально два баллона, чтобы увеличить объем, для закладки дров.

Случается, что при первом розжиге котел длительного горения на твердом топливе выделяет неприятные запахи, нужно установить их причину.

Для того, чтобы обезопасить жильцов от возможных проблем с дымоотведением в момент первого запуска, рекомендуется ее проводить в течение часа, на предельной тепловой мощности, с учетом создания максимального режима приточно-вытяжной вентиляции.

Советы по эксплуатации

В основном, твердотопливные котлоагрегаты признаются наименее опасными, чем газовые. Тем не менее, это не означает, что таким устройствам нужно уделять меньше внимания во время эксплуатации. Прежде всего, нужно позаботиться о пожарной безопасности агрегата, рядом с ним не должны находиться легковозгораемые материала и предметы домашнего обихода.

Также нужно обратить внимание на качество теплоносителя. Данные агрегаты требовательные к жесткости подпитывающей воды. Если она имеет высокие показатели, лучше проводить ее доумягчение в специальных фильтрах или применение смягчающих добавок.

В противном случае водяная рубашка будет интенсивно заполняться накипью, процесс теплопередачи от дымовых газов к воде будет нарушен, поэтому со временем металл топки перегорит.

Добавляя химические средства для умягчения воды нужно запомнить, что нельзя эту воду использовать для открытого горячего водоснабжения, а кроме того в котел запрещено добавлять антифриз, обладающий этиленгликолем.

Загрузку топки необходимо выполнять с закрытым поддувалом, заполняя ее до установленного объема. Чистку золы выполняют из специального отсека, удаляя только лишь полностью сгоревшее топливо.

Для создания устойчивой естественной циркуляции дымовых газов требуется ежедневно прогревать дымоход в рабочем температурном режиме котла на твердом топливе на протяжении 20-25 минут.

Поддувало при этом, должно быть, как можно больше открыто, тем самым создается наибольшая тяга. Для котлов с принудительным отводом уходящих газов для котла на твердом топливе устанавливается вентилятор.

Грамотная эксплуатация котлоагрегата, выполнение инструкций и правил пожарной безопасности, обеспечивает эффективную и безопасную работу твердотопливного котла длительного горения.