Котел длительного горения своими руками - изготовление и монтаж, рейтинг 11 лучших котлов

Лучшие Российские производители

Среди российских производителей стоит выделить несколько предприятий:

Борисоглебский котельно-механический завод. Предприятие выпускает жаротрубное оборудование, работающее на твёрдом, жидком топливе и газе. Оборудование комплектуется горелками и системами автоматического управления, безопасности. Приборы собственного производства. Котлы имеют трехступенчатое регулирование мощности, позволяющее обеспечить автономный режим эксплуатации.
Промышленная группа «Генерация» (г. Березовский, Свердловская обл.). Линейка жаротрубных котлов состоит из оборудования производительностью от 1 до 2,5 тонн/ч. Данное оборудование служит для производства пара низкого давления в промышленности. Схема котлов – трёхходовая. В комплектацию входят горелки, которые выполняются в двух вариантах: автоматизированные однотопливные и двухтопливные. Достоинствами агрегатов выступает высокий КПД – до 91%, простая конструкция, высокая ремонтоспособность.
АО «Завод котельного оборудования» (Белгородская область, Алексеевский район, г. Алексеевка). Предприятие выпускает жаротрубные котлы с высоким коэффициентом полезного действия. Паровые оборудование работает по трехходовой схеме. Котлы отличаются производятся в широком ассортименте с производством пара от 2 до 25 т/ч, и давлением до 25 бар.
Российский завод энергетического машиностроения АО «Поликрафт энергомаш». Завод выпускает котлы паропроизводительностью от 0,5 до 5,0 тонн/ч, имеют 11 типоразмеров и работают на газообразном и дизельном топливе. Оборудование оснащено защитной автоматикой.
АО «Шебекинский машиностроительный завод» (г. Шебекино, Белгородская обл.) изготавливает паровые жаротрубные котлы марок КП и КПа производительностью пара от 1 до 4 тонн/ч. Среди достоинств: спиральный турбулизатор, футеровка передней крышки огнеупорным бетоном. Котлы соответствуют требованиям Ростехнадзора.

Фундамент под чугунную конструкцию

создания фундамента Фундамент имеет ещё одной свойство – он защищает напольное покрытие и саму конструкцию пола от влияния повышенной температуры. Отличным материалом станет жидкий кирпич или так называемый бут. Эти элементы не воспринимают температуру, а потому не скапливают тепло. Своими руками для создания дополнительного фундамента понадобится всего лишь монолитная плита из этих материалов.

Заменой этой конструкции становится ножки, которые привариваются к днищу котла. Дабы спрятать их от постороннего взора, рекомендуется их заложить кирпичом.

Таким нехитрым способом можно создать котёл своими руками. Единственным требованием к строителям является изучение чертежа и материалов. Внимательное изучение видео позволит получить ответы на важные вопросы, понять суть работы и её специфику, получить итоговый вариант идеального изделия для обогрева помещения на постоянной основе или же во время посещения дачи. Если правильно сделать котёл, то он будет много времени согревать не только тело. Но и душу. Ведь каждый мастер должен гордиться своим творением, каким бы оно ни было.

Система отопления твердотопливным котлом

Теплогенераторы этого типа работают на:

дровах;
торфе;
брикетах;
угле.

Загрузка и розжиг топлива производятся вручную.

Особенности системы

Сложность обвязки обусловлена спецификой работы твердотопливного котла:

Тепловой инерционностью. В отличие от газового и жидкотопливного, прибор нельзя быстро потушить. Даже при закрытой воздушной заслонке дрова продолжают какое-то время гореть, выделяя большое количество тепла. Это повышает вероятность перегрева рабочей среды и, как следствие, ее закипания и резкого роста давления в системе. Обвязку дополняют охлаждающим змеевиком, аварийным контуром и другими элементами для экстренного сброса тепла.
Зависимостью КПД от производительности. Максимальная эффективность наблюдается только в режиме номинальной мощности. Если котел притушить, прикрыв воздушную заслонку, сгорание топлива становится неполным. Это приводит к падению КПД и увеличению количества сажи в выхлопе. В систему интегрируют теплоаккумулятор, накапливающий производимую котлом энергию и порциями отдающий ее отопительному контуру.
Высокой концентрацией серы и других элементов в дымовых газах, обусловленной составом твердого топлива. При конденсации пара в выхлопе вода реагирует с примесями и превращается в агрессивный кислотный коктейль. По этой причине нужно предотвратить поступление в теплообменник рабочей среды с температурой ниже +50…+55°С, иначе его стенки вскоре будут разрушены. Применяют смесительный узел, при необходимости добавляющий горячую воду из «подачи» в «обратку».

Сложность обвязки обусловлена зависимостью КПД от производительности.

Требования к месту установки котла

Теплогенератор на твердом топливе нельзя располагать в жилых комнатах, ванной или кухне.

Для него выделяют отдельное техническое помещение, соответствующее таким требованиям:

наличие 1 входа шириной от 80 см;
объем – от 15 м³ + 0,2 м³ на каждый кВт производительности, но не менее 7 м³;
высота потолка – от 2,5 м;
приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать 3-кратный воздухообмен и поступление кислорода, необходимого для сгорания топлива;
предел огнестойкости стен, перегородок и перекрытий – 0,75 часа.

В котельной держат средства пожаротушения. Не допускается наличие над ней помещения или чердака.

Вентиляционные отверстия располагают:

приточное – не выше 50 см от пола;
вытяжное – не ниже 40 см от потолка.

Преимущества системы отопления

Обогрев твердым горючим имеет следующие достоинства:

Независимость от внешних источников энергии. Некоторые модели автономны на 100%, т. к. не нуждаются и в электричестве.
Низкую стоимость горючего: 1 кВт*ч от сжигания дров обходится в 0,9 руб., угля – в 1,6 руб., тогда как от сжиженного газа и солярового масла – в 2,5 и 2,8 руб. соответственно. В ряде регионов хворост и валежник можно раздобыть бесплатно.
Функциональность. Многие отопители оснащаются варочной поверхностью.
Безопасность. Твердое топливо не взрывается, как газ.
Комфорт. В отличие от дизельных, котлы на дровах и угле не издают неприятного запаха.

Обогрев твердым горючим обеспечивает безопасность и комфорт.

В условиях отсутствия централизованного газоснабжения такие установки наиболее популярны.

Недостатки

К отрицательным сторонам системы относятся:

Низкая степень автоматизации. Затруднена регулировка температуры теплоносителя; каждые 4-5 часов требуется подкладывать топливо.
Грязный выхлоп. Нужно регулярно очищать дымоход и теплообменник от сажи.
Сложная обвязка. Наличие теплоаккумулятора, аварийного контура и прочих элементов приводит к удорожанию системы и увеличению объема монтажных работ.
Пожароопасность

Из-за риска воспламенения сажи, попадания искр на строительные конструкции и выхода огня при обратной тяге требуется соблюдать меры предосторожности.

Некоторые недостатки в меньшей степени проявляются в котлах длительного горения.

Отопительный агрегат с лежанкой

Ракетная печь с лежанкой – устройство, которое способно создать комфортную обстановку в одном помещении. Такой агрегат невозможно использовать для отопления нескольких комнат, не говоря уж обо всем доме.

Обустройство такого агрегата длительного горения своими руками требует точных расчетов – от размеров корпуса печки зависит ее мощность и максимально допустимая длина борова, на котором устраивается лежанка

Также важно правильно подобрать сечение труб для монтажа конструкции. Ошибки обернутся тем, что реактивная печь в короткие сроки наглухо зарастет нагаром или будет громко реветь при работе из-за завихрений газовых потоков

Конструкция печи с лежанкой

Размеры и пропорции конструкции

Чтобы построить печь ракету своими руками, чертежи необходимо подготовить подробные, с указанием размеров всех элементов. На этапе подготовки проекта ведут расчеты, исходя из базовых величин, к которым привязываются все остальные.

Базовые расчетные величины, это

D – диаметр барабана (корпуса печи);
S – площадь внутреннего поперечного сечения барабана.

Расчеты параметров конструкции ведутся с учетом, что

Высота барабана (Н) составляет от 1,5 до 2 D.
Обмазку барабана выполняют на 2/3 Н (если ее обрез планируется выполнить фигурным, то 2/3 высоты должно составлять средний показатель).
Толщина обмазочного слоя на барабане – 1/3 D.
Площадь внутреннего поперечного сечения вертикального канала (райзера) – 4,5-6,5% от S, оптимальное значение – в диапазоне 5-6%.
Высота вертикального канала – максимальная, насколько позволяет конструкция печи, но зазор между верхним краем райзера и крышкой барабана должен составлять не менее 70 мм для нормальной циркуляции дымовых газов.
Длина трубы жаровой (огнепровода) должна быть равна высоте вертикального канала.
Площадь сечения огнепровода – равна соответствующему показателю райзера. Причем для огнепровода рекомендуется использовать профильную трубу квадратного сечения, в этом случае печь работает стабильнее.
Площадь сечения поддувала – ½ от площади сечения топки и райзера. Для стабильности и плавной регулировки режима печи используется профильная труба прямоугольного сечения с соотношением сторон 2:1, которую укладывают плашмя.
Объем вторичного зольника зависит от объема барабана за вычетом объема райзера. Для печи из бочки – 5%, для печки из газового баллона – 10%.Для емкостей промежуточного объема рассчитывается согласно линейной интерполяции.
Площадь сечения внешнего дымохода составляет 1,5-2 S.
Саманная подушка под внешним дымоходом должна быть толщиной 50-70 мм – если канал выполнен из круглой трубы, отсчет ведется от нижней точки. Толщину подушки под дымоходом уменьшают вдвое, если лежанка монтируется на деревянные полати.
Толщина обмазочного слоя лежанки над дымоходным каналом составляет 0,25 D, если барабан из бочки 600 мм, и 0,5 D, если барабан из баллона 300 мм. Если уменьшить обмазочный слой, конструкция будет быстрее остывать после протопки.
Высота дымовой внешней трубы должна составлять от 4 метров.
Длина газохода, от которой зависит длина лежанки: для печи из бочки – до 6 м, для печи из баллона – до 4 м.

Ракетная печь длительного горения, изготовленная из бочки 600 мм диаметром, достигает мощности около 25 кВт, а ракета для отопления, выполненная из баллона 300 мм, – до 15 кВт. Регулировать мощность можно только за счет объема закладки топлива, воздушного регулирования такая печка не имеет, так как дополнительный поток нарушает режим печи и провоцирует выброс газов в помещение. Изменением положения дверцы поддувала регулируется не мощность, а режим работы печи.

Особенности футеровки

Качество теплоизоляции райзера напрямую влияет на экономичность отопительного агрегата. В наших краях для футеровки доступен легкий шамотный кирпич ШЛ и речной песок с примесью глинозема. У футеровки следует предусмотреть внешний металлический кожух, иначе материалы быстро впитают нагар и печь при работе будет реветь. Торец футеровки плотно замазывают печной глиной.

Обратите внимание: Что такое органайзер для канцелярии: способы хранения канцелярских принадлежностей

Правильное выполнение футеровки

При использовании подтесанных шамотных кирпичей, оставшиеся полости заполняют песком. Если для футеровки используется только песок, его просеивают от крупного мусора и засыпают слоями – каждый примерно на 1/7 высоты трубы. Каждый слой плотно трамбуют и сбрызгивают водой, чтобы образовалась корка. Засыпку необходимо просушить в течение недели, а затем замазать торец слоем печной глины. Затем продолжается постройка ракетной печи своими руками по чертежам.

Фундамент под чугунную конструкцию

создания фундамента

Фундамент имеет ещё одной свойство – он защищает напольное покрытие и саму конструкцию пола от влияния повышенной температуры. Отличным материалом станет жидкий кирпич или так называемый бут. Эти элементы не воспринимают температуру, а потому не скапливают тепло. Своими руками для создания дополнительного фундамента понадобится всего лишь монолитная плита из этих материалов.

Устройство и принцип работы

В основе принципа длительного горения лежит снижение скорости сгорания топлива за счет уменьшения подачи воздуха. Кислород в первичную камеру сгорания подается в количестве, достаточном для тления, но не обеспечивающем интенсивное горение.

Во время медленного окисления древесины выделяются газообразные углеводороды, получившие название пиролизных газов. Сам процесс органического разложения древесных волокон под действием высокой температуры называется приролизом.

Дожигание продуктов окисления во вторичной камере на длительность горения топливной закладки не оказывает существенного влияния, однако существенно увеличивает общую эффективность работы котла на дровах. Это связано с тем, что при сгорании вторичных газов выделяется значительно больше тепловой энергии чем при интенсивном горении дров.

Энергозависимые установки длительного горения

Компоновка дровяных котлов длительного горения предполагает расположение основной топочной камеры непосредственно над зоной сжигания вторичных газов, а сообщение между ними осуществляется через специальные керамические форсунки, способные работать при температуре от 800 до 1000 С. Днище главного топливного отсека оборудовано специальной термостойкой постелью, чаще всего из шамотного кирпича или керамобетонных блоков.

Направленное движение воздуха (тяга) обеспечивается с помощью нагнетающего вентилятора, от частоты вращения которого зависит количество кислорода в рабочей зоне. На основании данных, полученных от температурного датчика, автоматическая система управления (АСУ) может увеличивать или уменьшать угловую скорость крыльчатки. К достоинствам такой схемы можно отнести высокую точность регулировки. Кроме этого, воздух, проходя через верхний топочный бункер, нагревается, что упрощает процесс воспламенения пиролизных углеводородов.

Интенсивность циркуляции теплоносителя в отопительном контуре регулируется насосом, который также подключается к АСУ. Если температура теплоносителя снижается, автоматически увеличивается подача воздуха.

Точность регулировки и экономичность энергозависимых дровяных котлов отопления длительного горения обеспечивают значительную экономию дров, что за весь отопительный сезон выливается значительную сумму. Однако не следует сбрасывать со счетов тот факт, что при отсутствии электропитания, такой котел становится бесполезной грудой металлолома, поскольку естественная тяга в таких конструкциях, как правило, не предусматривается.

Энергонезависимые дровяные котлы длительного горения

Несмотря на то что экономичность и производительность таких установок заметно ниже, чем установок оснащенных АСУ, они совершенно не зависят от наличия электроэнергии, что является их существенным плюсом. К недостаткам таких систем относится, прежде всего, сложность настройки.

У такого котла на дровах регулировка подачи кислорода производится открытием специальной заслонки, имеющей кинематическую связь с биметаллическим терморегулятором, расположенным на верхней крышке изделия.

После розжига дровяной закладки и получения устойчивого горения заслонку приводят в рабочее положение, уменьшая тем самым количество воздуха в первичной камере сгорания и обеспечивая оптимальные условия для химико-термического окисления древесного горючего. Горячие пиролизные газы, под действием естественной тяги, поступают в верхнюю камеру сгорания, где смешиваются с разогретым вторичным воздухом, вследствие чего воспламеняются.

Циркулирующий в водяной рубашке теплоноситель быстро нагревается за счет контакта с горячими стенками камеры сгорания. Высокую производительность таких конструкций обеспечивает большая площадь теплообменника.

Отопительные котлы на дровах обратного горения

Главной особенностью таких устройств является то, что процесс первичного сжигания происходит в направлении от верхних слоев к нижним.

Конструкция представляет собой вертикально расположенный цилиндр со штоком и прижимным диском, обеспечивающим равномерное распределение воздуха по всей поверхности горения.

Образовавшиеся в результате пиролиза газы поступают в верхнюю часть корпуса, где смешиваются с предварительно разогретым вторичным воздухом и воспламеняются. Раскаленная боковая поверхность непосредственно контактирует с теплоносителем, поступающим в контур отопления через выходной патрубок. Для большей эффективности, прибор может быть установлен в защитный кожух, а образовавшаяся полость заполнена пенополиуретаном или другим негорючим теплоизолятором.

Инструкция по изготовлению

Приступая к производственному процессу, необходим начать с подготовки всего самого необходимого:

Трубы со следующими диаметрами – 30 см, 5-6 см, 10 см (толщина стенок каждой – не менее 3 мм)
Стальной лист по толщине более 4 мм
Болгарка
Аппарат для сварки
Ручные инструменты

Располагать котел рекомендуют на выровненной твердой поверхности. Если такая установка будет монтироваться дома в котельной, следует подумать об обустройстве фундамента, несколько слов о котором будет сказано позже.

Приступаем к изготовлению котла:

Берется подходящая по характеристикам труба и отрезается кусок от 70 до 100 см. Малая длина не позволит загрузить достаточное количество дров, большая – сделает закладку крайне неудобной
Теперь необходимо соорудить распределитель. Чтобы он свободно двигался, его диаметр делается на 15-25 мм меньше основной трубы

В центре круга требуется просверлить отверстие диаметром 15 мм – через него будет поступать воздух в камеру горения. Чтобы диск плотно не прилегал к паленьям и оставалось пространство для циркуляции воздуха, необходимо приварить ко внутренней его стороне крыльчатку – несколько пластин высотой до 5 см

Труба диаметром 5-6 см приваривается по центру регулятора, при этом ее высота делается на 10-15 см больше котла
Как упоминалось ранее, вверху рекомендуется сделать заслонку, которая позволит регулировать тягу в любой момент, тем самым контролируя процесс тления
Внизу болгаркой вырезается дверца, посредством которой будет удаляться зола

Также в нижней части котла надежно приваривается дно
Вверху необходимо пустить горизонтальную дымоходную трубу диаметром 8-10 см и длиной не более 40 см (именно она пропускается внутри теплообменника)

Завершающий штрих конструкции – крышка для котла, в которой вырезано отверстие под воздухозаборную трубу. Она должна как можно плотнее запирать камеру

Хорошей альтернативой дровам является брикеты отопления — смотрите наш обзор

Дымоход и отражатель

Стенки котла будут постоянно раскаляться и излучать тепловую энергию. Если установка монтируется для отопления небольшого помещения, следует расположить вокруг нее отражатели – они будут распределять поток, увеличивая поступления тепла во внутрь.

Если печь будет располагаться в помещении с постоянным пребыванием людей, следует подумать об их безопасности. Один из вариантов решения вопроса – обложить конструкцию кирпичной кладкой.

Дымоход можно сделать из трубы 20 мм. Горизонтальный прямой участок должен на 5-10 см быть больше диаметра топочной. Выводить его на улицу необходимо с минимальным количеством перегибов – 2 по 45 градусов.

Несколько других особенностей:

Дымоход рекомендуется делать разборным, чтобы 2-3 раза в сезон его можно было без труда почистить от копоти
Соединяться участки дымохода должны в направлении, противоположном движению газа
Все конструкции и предметы, которые подвержены легкому воспламенению, должны быть отнесены на безопасное расстояние

Возводим фундамент

Можно предположить, что печь длительного горения на дровах будет постоянно разогреваться до высоких температур. Простой выровненный пол для не нее является не самым лучшим решением – следует возвести фундамент.

Основание можно выложить из жженого кирпича или бута. Они не раскаливаются под действием повышенных температур. Все те, кто желает сделать более основательный фундамент, могут залить цельную монолитную плиту.

Котел можно также установить на ножки, которые легко варятся из швеллера. Они прячутся от глаз за кирпичной кладкой.

Использование котла

Поступать в котел длительного горения на дровах воздух должен, в отличие от классической печи, в определенном количестве. Чтобы этого достичь, закладку необходимо делать в полном объеме, стараясь не оставлять свободных полостей. Рекомендуется к поленьям добавлять опилки, пеллеты, торф или сгораемый мусор.

Закладывать топливо необходимо по следующей инструкции:

Снять крышку и удалить регулятор с бака
Заложить плотно топливо
Разбрызгать поверху горючую жидкость
Установить регулятор, накрыть крышкой и открыть заслонку
Брось в воздушную трубу лучину и когда начнется тления заслонку прикрыть

Подводим итоги

Простой котел длительного горения на дровах готов. У становить такую конструкцию можно в любом неотапливаемом помещении: от небольшого гаража до мастерской. Если все было сделано правильно – сомневаться в эффективности и высоком КПД не придется.

Виды твердотопливных котлов

Можно провести разделение твердотопливных котлов на типы по различным признакам:

материал теплообменника;
энергозависимость;
способ сжигания топлива;
способ подачи топлива.

Отопительные системы на твердом топливе могут быть энергонезависимыми, то есть работать независимо от подачи электроэнергии. Это традиционные котлы, функционирующие благодаря естественной тяге.

Энергозависимое оборудование имеет систему принудительной подачи воздуха, что позволяет повысить его производительность и экономичность, а также допускает возможность использования дополнительного электронного оборудования. Недостатком таких систем является остановка работы при отсутствии электропитания.

По материалу теплообменника котлы делят на чугунные и стальные. Каждый из материалов имеет как преимущества, так и недостатки. Чугунные имеют более длительный срок эксплуатации, менее чувствительны к жесткости воды, реже требуют очистки теплообменника.

Имея значительный вес, почти всегда требуют отдельного фундамента и стоят значительно дороже, чем стальные. Чугун боится резких перепадов температуры, поэтому вода для подпитки разогретой системы не должна быть холодной.

Стальные котлы требуют частой чистки, так как чувствительны к образованию дегтя, кислот и конденсата, подвержены коррозии, но подлежат ремонту и в случае необходимости протекающие части могут быть заварены. Сталь иногда не выдерживает перегрева при использовании котла на максимальной мощности.

Котлы пиролизного типа

В пиролизных (газогенераторных) котлах в одной из двух камер происходит медленное горение топлива при высокой температуре и недостатке кислорода. В результате этого выделяются газы, которые догорают во второй камере. Тяга обеспечивается вытяжным вентилятором.

Такие котлы имеют очень высокий КПД и экономичный расход топлива, однако, чрезвычайно требовательны к его качеству. Обычно они работают на дровах или брикетах, которые должны иметь влажность не более 20%.

Рекомендуется древесина, выдержанная в сухом помещении минимум год. Для этого требуется большое хранилище для запаса дров.

Котлы верхнего горения

В традиционных отопительных системах сгорание топлива происходит снизу вверх. Принцип верхнего горения позволяет добиться длительной работы котла при однократной загрузке.

Одной закладки дров может хватить более чем на сутки, угля – до пяти суток. Котел длительного (верхнего) горения представляет собой совокупность двух стальных цилиндров (один внутри другого), между которыми циркулирует теплоноситель.

Телескопическая труба для подачи воздуха к пламени опускается в камеру сгорания. По мере прогорания топлива она опускается ниже, благодаря чему горение происходит на нужном уровне. Образующийся пепел не является препятствием для горения и требует уборки 2-3 раза в месяц.

Котел верхнего горения занимает не очень большую площадь при существенной высоте. Недостатком можно считать невозможность дозагрузки топлива во время процесса горения, что иногда может создавать определенные сложности.

Способ подачи топлива

При наличии системы автоматической подачи топлива, кроме основной части с теплообменником и горелкой, предусмотрен бункер для загрузки топлива. В него помещают уголь фракции 5-25 мм или пеллеты (древесные, из соломы, шелухи подсолнечника и т.п.).

В зависимости от вида топлива одна загрузка обеспечивает от трех до пяти суток работы котла. Требуется только регулярное наполнение бункера и очистка зольной камеры.

Размер бункера определяется мощностью котла. Подача топлива из бункера может быть шнековой или поршневой. На контроллере устанавливается температура теплоносителя, которая поддерживается автоматически путем дозированной подачи топлива.

Подача воздуха для поддержания горения осуществляется нагнетающим вентилятором. Котлы с ручной загрузкой более распространены. В них используются такие виды топлива:

уголь любой фракции;
дрова;
древесные брикеты из различных пород;
пеллеты из отходов древесины, соломы, шелухи подсолнечника;
древесные опилки, щепа;
торфяные брикеты;
брикеты из угольной пыли;
различные древесные отходы.

В теплообменнике происходит циркуляция и нагрев теплоносителя (воды) от открытого пламени. Надежность и срок эксплуатации котла зависит от материала теплообменника, его толщины и качества сварных швов.

Загрузочная камера для топлива может иметь разный размер. От этого зависит частота загрузки топлива. Некоторые модели предусматривают как автоматическую, так и ручную загрузку. Это позволяет в случае необходимости изменить вид топлива. Зная отличия разных видов, проще разобраться как выбрать твердотопливный котел.

Котел длительного горения своими руками: чертежи изделий и ТОП-11 лучших моделей

Лучшие Российские производители

Фундамент под чугунную конструкцию