чертежи котла отопления для частного дома
Самодельный ракетный котёл. Личный опыт
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Темы, посвящённые котлам, самодельным печам и отопительному оборудованию, пользуются неизменной популярностью на FORUMHOUSE. Это неудивительно. Ведь в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, трудностями и дороговизной подключения к магистральному газу, многие задумываются о поиске альтернативы «голубому топливу».
Несмотря на большой выбор готовых заводских изделий, наши энтузиасты создают свои собственные конструкции систем отопления. Особый интерес представляет твердотопливный котёл, построенный пользователем нашего портала с ником Perelesnik. Он привлёк повышенное внимание, т.к. в основу его работы положен принцип действия ракетной печи. В этом материале мы расскажем об основных этапах разработки котла, предшествующих его строительству.
С чего всё началось
Прежде чем перейти к техническим особенностям котла, стоит заострить внимание на предыстории его строительства.
В мой дом заведён газ, но я периодически задумывался над тем, чтобы перейти на отопление твёрдым топливом. Останавливало лишь то, что газовое отопление было выгодно, и переход на дрова оказывался не рентабельным. Дом я отапливал электродным котлом мощностью 7 кВт, работающим в связке с кондиционером, который эксплуатировался «на обогрев». При сильных заморозках дом дополнительно подтапливался котлом, работающим на газе. И вот газ подорожал…
Прежде, чем иди и сразу покупать «нечто» под названием «твердотопливный котёл», Perelesnik начал изучать предмет. Он ознакомился с перечнем оборудования, предлагаемого в магазинах, посмотрел, как работают котлы у соседей, понял, какие наиболее частые проблемы возникают, изучил отзывы в Интернете.
Также среди основных требований к котлу перечислялось:
Самое интересное, что все эти требования планировалось «уложить» в бюджет, не превышающий 500 долларов, за исключением стоимости работы.
Достаточно лишь поверхностно ознакомится с требованиями, чтобы понять, что найти твердотопливный котёл, отвечающий всем пунктам списка, задача непростая. Поэтому Perelesnik решил идти двумя путями:
В ходе поисков и дальнейшего изучения информации, оба варианта отпали. Из-за технических особенностей: «капризности» работы на «мокрых» дровах, невозможности работы на малой мощности и т.д. не подошли пиролизные котлы длительного горения. Также не устроили «самоделки», найденные на просторах «всемирной паутины». Оставался третий вариант – на основе своих знаний и приобретённого опыта разработать конструкцию твердотопливного котла «под себя».
Ракетный котёл – теория
В ходе своих поисков Perelesnik наткнулся на ракетную печь, и эта конструкция его «зацепила».
Ракетная печь привлекла меня тем, что для её работы не требуется какой-то особый дымоход, можно сказать, что он и вовсе не нужен. У ракетной печи отличная тяга, причём без использования всяких вентиляторов. Её конструкция обеспечивает высокотемпературный дожиг печных газов. Она не требовательна к качеству топлива, эффективно работает на разных мощностях.
Дело оставалось за малым – сделать из печки котёл. Забегая вперёд, скажем, что от идеи до воплощения печи «в металл» прошёл почти год. Сюда вошло несколько месяцев на поиски оптимальной конструкции, расчёты, эксперименты. Непосредственно на изготовление котла ушло три месяца, но результат того стоил.
Удалось сделать устройтво, которое отвечало практически всем требованиям списка (за исключением того, что догружать топливо можно лишь тогда, когда предыдущая партия прогорит до состояния углей). Более того, удалось уложиться в планируемый бюджет, хотя для строительства внутренних частей и деталей котла использовалась «нержавейка» и применялась самодельная жаростойкая керамика.
Perelesnik разработал схему, на которой наглядно представлен принцип работы его котла.
Чтобы понять, почему за основу котла была выбрана именно ракетная печь, стоит заострить внимание на теоретической части.
Ракетные печи хорошо известны. Их строят энтузиасты и самодельщики по всему миру. Подкупает простота их конструкции, возможность обойтись без использования дорогих материалов, большая вариативность таких печей. Ракетная печь может быть как небольшой – походной (на них готовят еду), сделанной из кусков металлических труб и консервных банок.
А также большой, отопительной, с массивным теплонакопителем и встроенной лежанкой. Такая «ракета» отлично вписывается в дизайн современного коттеджа.
По словам Perelesnik, большую помощь в разработке его котла оказала книга американских авторов «Ракетные печи». В ней наглядно, и что самое главное – просто и доходчиво – объясняются базовые принципы самостоятельного строительства ракетных печей. Из этой книги также были заимствованы основные размеры и пропорции «сердца» ракетного котла – т.н. «J-трубы».
В «ракете» создаются отличные условия для горения. Топливо и печные газы сгорают полностью. Полученное тепло не «отбирается», пока не завершатся все реакции, и только затем оно используется.
Газы, во время прохождения по удлинённому каналу, смешиваются с уже нагретым воздухом и приобретают температуру, которая наилучшим образом способствует всем процессам горения. Также сгорает углерод, который при недожоге откладывается в виде сажи.
За счёт большого температурного перепада, который возникает на входе и выходе канала вертикальной трубы, возникает мощная естественная тяга. Соответственно, отпадёт необходимость в строительстве высокого дымохода, который обеспечивает тягу в обычных печах.
Следует учесть, что газы, поступающие в дымовой канал, имеют высокую температуру. Чтобы выработанная печью энергия не вылетала «в трубу», нужно забрать часть этого тепла. Для этого к ракетной печи пристраивается лежанка, куда, по выложенным горизонтально кирпичным каналам, запускаются дымовые газы. Получается теплоаккумулятор. Второй вариант – печь дополняется водяной рубашкой. Отсюда уже рукой подать до твердотопливного котла.
Оттолкнувшись от этой базы, Perelesnik решил – надо делать котёл, работающий по принципу действия ракетной печи.
Всё, что мне осталось – это построить такой котёл. Для этого нужно рассчитать его размеры под требуемую мне мощность, подобрать все необходимые материалы и сделать такой «аппарат».
Об основных этапах строительства ракетного котла, с подборкой фотографий ключевых узлов, будет рассказано во второй части материала. Не пропустите!
А нетерпеливые читатели могут узнать всё о ракетном котле в теме, созданной пользователем нашего портала Perelesnik. На FORUMHOUSE можно знакомиться с пошаговым руководством по разработке системы отопления. Здесь представлены конструкции самодельных пиролизных котлов. На нашем портале есть статьи, где рассказывается, как дёшево отопить загородный дом», также представлен обзор самых популярных твердотопливных каменных печей. Посмотрите видео, где показывается, для чего нужен двухтопливный котёл.
Как сделать котел длительного горения на дровах и угле своими руками
Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь заботят 3 параметра — тепловая мощность агрегата, его цена и длительность горения с 1 загрузки. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Единственный способ сократить затраты – сделать котел длительного горения своими руками либо поручить работу мастерам. Представляем 2 конструкции ТТ-котлов, подробные чертежи и порядок изготовления отопителей.
Как увеличивается длительность горения твердого топлива
Мечта многих домовладельцев – поставить котел на твердом топливе, к которому не придется бегать с дровами каждые 4—6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительной техники применяют приставку «продолжительность горения» ко всем подряд теплогенераторам, в том числе и пеллетным, работающим самостоятельно до 7 суток.
Разновидности классических котлов с увеличенной топливной камерой
Продолжительность процесса горения принято обосновывать использованием режима тления при ограниченной подаче воздуха. Но сжигать дрова и уголь подобным способом неэффективно, и вот почему:
В действительности, твердотопливные котлы длительного горения – это те, что имеют увеличенную топливную камеру, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше в топке дров, тем дольше они горят и выделяют тепло.
Бытовые котлы, способные работать с одной закладки 8—12 часов на дровах и до 24 часов на угле, бывают таких видов:
Эти конструкции ТТ-котлов вполне реально изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструментария и практики в сварочном деле. Еще на просторах интернета можно встретить чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие отопители довольно громоздкие и непростые в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.
Классический котел продолжительного горения
В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом Виталием Дашко. Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Краткий обзор ТТ-котла смотрите на видео:
Надежность и эффективность котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:
Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения разной мощности, в линейку входят агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера составляет около 450 у. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, чьи контакты указаны на странице «Наши эксперты».
Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:
Теплогенератор успешно функционирует как на дровах, так и на угольном топливе. Полезная вместительность топливника посчитана до нижней кромки загрузочного проема, поскольку камеру нежелательно заполнять доверху. Работа котла происходит в таком порядке:
Контроллер изменяет производительность вентилятора по своему усмотрению с целью достичь максимальной эффективности горения. Сжигание тлением в данном самодельном котле отсутствует, он либо находится в состоянии ожидания, либо сжигает дерево и уголь в интенсивном режиме.
Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:
В отопительной установке реализован классический способ сжигания твердых видов топлива с прямой передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, являющемуся днищем котлового бака. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отбирающий теплоту дымовых газов. Подогретый в канале воздух подается в топку снизу, через колосниковую решетку. Длительность горения обеспечивается за счет:
Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:
Инструменты и материалы для изготовления
На заготовки для сборки твердотопливного котла долгого горения обычно идет низкоуглеродистая сталь марок Ст 3, 10, 20. Лучший вариант – Ст 20, сделанные из нее теплогенераторы служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (Ст 35, 45) имеет свойство прикаливаться от высокой температуры, а потому для сварки теплогенератора непригодна.
Если у вас имеется достаточный опыт сварочных работ и возможность купить металл подороже, то камеру сгорания можно изготовить из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением, рассказано в этой статье.
Перечень заготовок, из которых вы станете собирать твердотопливный котел своими руками, приведен в виде таблицы:
Совет. Заготовки лучше всего рубить на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Так вы сэкономите массу времени на ручную резку и зачистку от заусенцев.
Дополнительно потребуются такие материалы:
Из инструментов стоит отметить аппарат сварочный, болгарку и дрель, для сварки используются электроды АНО-21 либо МР-3С. Остальное — стандартный набор измерительных приспособлений и инструментов, имеющийся в каждом доме.
Вентилятор и блок управления польского производства подходит к любому самодельному ТТ-котлу
Применяемый в ТТ-котле комплект автоматики, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры – польского производства (не перепутайте с китайским, он выглядит так же). Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.
Сборка отопительного агрегата
Первый этап изготовления котла долгого горения заключается в сборке корпуса топливника из металла толщиной 4 мм сваркой на прихватках. Все начинается с днища агрегата, к которому прихватываются боковые стенки, крышка свода и проемы для дверок, как изображено на фото:
Лист днища выпускается в каждую сторону в соответствии с чертежом, в то же время он служит нижним обрамлением дверцы зольника. Внутри камеры на сварке закрепляются полочки из уголков, куда будет опираться колосниковая решетка. Собранный топливник тщательно проваривается по всем стыкам и проверяется на герметичность.
Второй этап – монтаж водяной рубашки из металла 3 мм. Ее толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топливника следует приварить отрезки стальной полосы, выпустив их на 20 мм. К ним прихватываются стальные листы обшивки.
Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне колосниковой решетки и не омывает зольную камеру.
Посередине в шахматном порядке ставятся так называемые клипсы. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке котлового бака и приваренный к топке встык. Второй конец клипсы обваривается вокруг отверстия, как показано на фото:
На фото справа видно, где находится низ водной рубашки, слева – котловой бак
Несколько слов о том, как сделать добавочные клипсы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенок на глубину 50—100 мм, а затем приварить с обеих сторон.
Третий этап – монтаж жаровых труб в верхнюю часть котлового бака. Для этого в задней и фронтальной стенке согласно чертежу прорезаются отверстия, куда вставляются трубы. Их торцы герметично провариваются, как и все стыки водяной рубашки.
Жаровые трубы теплообменника расходятся веером от дымоходного патрубка
Четвертый этап – изготовление дверец и колосниковой решетки. К дверкам изнутри приваривают полосу в 2 ряда, а между ними вкладывают асбестовый шнур, это будет уплотнение притвора. Колосники делают из уголков №5, приваренных наружным углом вниз. Так они служат рассеивателями воздуха, подающегося вентилятором в зольник.
На пятом этапе в стенки котлового бака врезаются штуцеры для присоединения подающего и обратного трубопровода, устанавливается патрубок дымохода и воздушный канал из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольную камеру на середине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.
Этап шестой – приварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной обшивки котла длительного горения.
Этап седьмой, последний. Котловой бак обкладывается с боковых сторон и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется с помощью шнура. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить дверцы.
Плотное базальтовое волокно хорошо утепляет корпус и спокойно выдерживает высокую температуру. Стекловату применять не стоит
В конце к ответному фланцу воздуховода крепится вентилятор, а блок управления устанавливается на котле сверху. Датчик температуры необходимо вложить под базальтовый утеплитель со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений, по вашему желанию:
Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле с целью ее нагрева на хозяйственные нужды. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8—12 мм и выгнуть из нее змеевик в виде спирали. Последняя наматывается внутри котлового бака вокруг жаровых труб, а концы выводятся наружу с задней стороны агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.
Примечание. Практика эксплуатации данных теплогенераторов показала, что монтаж электрического нагревателя необходим тем домовладельцам, кто желает отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях длительности горения хватает, чтобы не бегать в котельную среди ночи с целью подбросить дровишек.
Ножки агрегату можно приделать на любом этапе, выбрав подходящие отрезки металлопроката. Подробности и секреты сборки ТТ-котла смотрите в авторском видео мастера — создателя отопительного агрегата:
Котел с верхним горением топлива
На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:
Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.
Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:
В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:
Больше критических недостатков у теплогенератора нет, а кое-что в самодельной версии можно исправить по своему разумению. Например, поставить днище и колосники, организовав зольную камеру. Избавиться от недостатка с догрузкой тоже можно, если поставить между загрузочным и зольным проемом дополнительную дверцу. Данная идея модернизации котла верхнего сжигания принадлежит другому нашему эксперту – Владимиру Сухорукову, о чем он рассказывает в своем видео:
Подготовка материалов
Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, — топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:
Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:
Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):
Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.
Изготовление теплогенератора
Производство работ начинается с вырезания заготовок и проемов в стенке трубы по размерам на чертеже. Из вырезанных частей делаются дверцы, к ним прилаживаются навесы и покупные ручки. Из арматуры варится колосниковая решетка, показанная на фото:
В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:
Установить автоматику и наддув на котел длительного верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается вниз.
Проводить испытания котла лучше, конечно, на улице
Заключение
Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь. Но изготовить надежный отопительный агрегат непросто – стыки металла нужно проваривать качественно и герметично. Без опыта и квалификации сварщика не обойтись. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.