Дровяной котел длительного горения – особенности установки, как продумать схему подключения отопления дома, характеристика газово дровяного механизма, смотрите на фото +видео

Как своими руками собрать самодельный котел длительного горения и обеспечить отопление на дровах, видео советы

Обеспечить на зиму свое жилище теплом – очень важная задача. И если в городе ее выполнение берут на себя специальные службы, то за городом очень часто все приходится делать своими руками, в частности, делать и устанавливать агрегаты для отопления.

В данном материале мы расскажем о самодельных котлах длительного горения, которые работают на дровах.

Обратите внимание

Конечно же, котел отопления, работающий на различных видах топлива, можно приобрести в продаже. Однако, тот же газовый котел не везде сможет работать, а вот котел на дровах может отопить дом независимо от того, как далеко он расположен от газовой магистрали.

Помимо прочего, самодельные котлы длительного горения по сравнению с простыми печами отличаются более длительным периодом между загрузками дров, при этом эффективность обогрева помещения не снижается. Помимо всего, мы предлагаем вам посмотреть видео на тему сборки котлов длительного горения своими руками.

Принцип работы котла длительного горения

Длительность горения дровяного котла зависит от его конструкции и процессов, происходящих изнутри. Принцип работы котлов такой: топливо сжигается сверху вниз, а не наоборот, как в обычной печке на дровах.

В топке обычного котла или печи сначала сгорает нижний слой, после чего горячие потоки поднимаются и втягивают в горение все слои, дрова при этом очень быстро сгорают и их нужно добавлять каждые несколько часов, иначе печь остынет.

В котлах же длительного горения сначала сгорает верхний слой, а потом огонь идет ниже и захватывает каждый последующий слой дров. Одна закладка топлива позволяет ему тлеть примерно в течение 30 часов, а после полного его сжигания золы и сажи остается минимум.

Режим регулировки позволяет дровам тлеть очень продолжительное время — более суток, а после их полного сжигания сажи и золы остается минимум.

Но стоит помнить, что котлы длительного горения, сделанные своими руками, в жилых помещениях лучше не ставить, поскольку они не могут гарантировать вашу безопасность при применении. Лучше всего ими оснащать такие помещения, как:

• технические;
• производственные;
• теплицы;
• строящиеся дома.
• жилые дома до момента обустройства основной отопительной системы.

Плюсы самодельного котла длительного горения

Несмотря на то, что котлы на дровах, сделанные своими руками, можно устанавливать не везде или применять в качестве временного решения в жилых помещениях, многие отдают им предпочтения, поскольку они просты в эксплуатации и отличаются высокой отдачей при отоплении.

Преимущества таких котлов:

• несложная регулировка процесса активного тления;
• длительное горение без нужды добавлять дрова;
• легко собрать конструкцию своими руками;
• высокий КПД;
• максимальность сжигания топлива.

Как своими руками собрать дровяной котел

В регионах страны, где нет природного газа, очень ценится твердое топливо, на основе которого работают котлы отопления. При этом практически в каждом таком регионе есть специальные предприятия, которые могут снабдить твердым топливом.

Котлы длительного горения могут работать не только на дровах, но и на таких видах твердого топлива, как:

• опилки;
• пеллеты;
• торф;
• уголь.

Материалы для изготовления котла своими руками

Чтобы собрать котел своими руками, нужен материал для корпуса. Для этого могут подойти:

• металлические трубы с большим диаметром;
• бочки;
• круглые баки;
• газовые баллоны и другие емкости.

Чаще всего емкости бывают стальными и чугунными, давайте рассмотрим, чем отличаются по характеристикам эти два материала:

• чугун устойчив к коррозии, способен выдержать высокие температурные нагрузки, остывает медленнее, нежели сталь. При этом он хрупок, тяжелый и дорогой в плане себестоимости. Чугунные изделия отличаются своей долговечностью;
• сталь более легка, она стоит дешевле и отличается большей прочностью. Помимо этого она быстрее прогревается и легче сваривается, поэтому стальные котлы ремонтировать проще. Но наряду с этим конденсат, который появляется вследствие сжигания топлива, со временем разрушает стенки топки. В промышленных конструкциях они защищены керамической футеровкой, но своими руками это сделать невозможно.

Стальные котлы более популярны среди пользователей. Если вы захотите собрать котел своими руками, помните, что нужно при этом обеспечить правильную подачу воздуха с возможностью регулировать процесс сжигания дров. Чтобы этого достичь, нужно сделать следующее:

• грамотно просчитать мощность конструкции;
• выбрать качественные материалы;
• предварительно подготовить чертеж конструкции;
• уметь качественно делать сварные швы;
• четко соблюдать технологию установки конструкции.

А теперь давайте рассмотрим наиболее простые конструкции котлов длительного горения, которые можно собрать своими руками:

• на основе железной трубы;
• на основе бочки;
• буржуйку;
• «Слобожанку».

Конструкция на основе железной трубы

Параметры конструкции должны быть такими:

• диаметр трубы – до 30 см;
• высота -86 см;
• наклон трубы должен составлять как минимум 0,1 % к горизонтальной плоскости;
• диаметр дымоходной трубы – 10 см;
• соединение – сварное.

Внизу конструкции должна располагаться дверца для добавления дров, а для поддува и очищения емкости от сажи нужно поставить колосниковые решетки.

Внутри конструкции нужно разместить трубу с меньшим диаметром, соединить с трубопроводом, который идет по помещению для естественного движения теплоносителя. Далее система наполняется водой, которую можно нагревать для бытовых нужд и применять для отопления. С наружной стороны устанавливаем заслонки, которые контролируют количество поступающей из бака воды.

Работа в данном случае выглядит так:

• обрезаем верхний обод бочки и выравниваем;
• на крышке, способной закрываться герметично, вырезаем отверстие диаметром в 150 мм для вывода угарного газа;
• дымоход должен быть размещен под небольшим углом к вертикальной поверхности;
• крышка должна быть прочной и огнеупорной. Сделайте в ней еще отверстие на 100 мм для доступа кислорода;
• трубу ставим так, чтобы газы могли вертикально выходить наружу;
• заслонка не должна быть размещена слишком низко, чтобы топливо не сгорало раньше, чем нужно.

Также можно замедлить процесс оседания дров при помощи груза. Вместе с подвижным распределителем воздуха такая конструкция обеспечит горение дров в течение 60 часов.

Буржуйка и ее особенности

Об этой конструкции известно практически всем. Они состоят из водяного контура, который может обеспечить теплом несколько радиаторов в помещении до 30 квадратных метров. Ее можно использовать в таких помещениях, как:

• парники;
• дачные участки;
• строящиеся дома;
• строительные площадки;
• подсобные помещения.

Как собрать своими руками котел «Слобожанка»

Принцип работы такой конструкции достаточно простой. Есть два кожуха: один внутренний, а второй внешний, между ними есть воздушная прослойка. Снизу идет холодный воздух, который прогревается за счет горячих стен внутреннего кожуха и поднимается вверх, затем выходит через отверстие на внешнем кожухе.

Чтобы собрать такой агрегат своими руками, приготовьте следующее:

• толстые трубы;
• листы из металла;
• арматуру;
• металлические уголки;
• газовые баллоны или отрезки трубы;
• аппарат для сварки;
• болгарку;
• дрель;
• молот;
• зубило;
• электроды.

Порядок работы будет таким:

• сделайте устройство для подачи воздуха. Для этого нам нужна труба с длиной, которая соответствует высоте топки. Приварите к ней внизу болт, затем вырежьте из металлического круга лист с диаметром как в трубы или немного больше. Просверлите в нем отверстие под болт, затем соедините с воздуховодной трубой гайкой;
• возьмите болгарку и диск по металлу, делаем прорезы вертикально шириной в сантиметр. Сквозь них будет попадать воздух в топку;
• вырезам плоский стальной лист с диаметром чуть меньше топки. Изнутри делает отверстие для воздуховодной трубы, вставляем ее поддувалом вниз, затем нужно приварить, отступив при этом от конца порядка 20 см;
• делаем корпусной цилиндр с герметичным дном. Если для этого берется газовый баллон, верхнюю часть срезаем, а если делаем из листа металла, то нужно приварить дно;
• чтобы сделать дымоход, в верхней боковой части корпуса сделайте отверстие для выхода газа и приварите трубу с диаметром порядка 10 см;
• установите воздухоподающую трубу, вырезав в центре днища топочной камеры отверстие размером с диаметром воздухоподающей трубы. Далее вставьте ее, чтобы поддувало свесилось вниз за пределы корпуса;
• сделайте теплорассеивающий диск из металлического листа толщиной в 10 мм. Нужно вырезать круг диаметром чуть меньше корпуса и приварить к нему ручку из стальной проволоки или арматуры;
• сделайте конвекционный кожух и прикрепите его. Цилиндр конструкции должен быть на пару сантиметров больше топки;
• напоследок сделайте крышку из оставшегося элемента газового баллона или бочковой крышки. Можно приварить к ней ручку.

Котлы длительного горения, работающие на твердом топливе, можно применять для разных бытовых нужд. Нет лучшего и экономного варианта для использования на дачном участке или на строительстве. Загружать топливо при этом вам не придется так часто, как в традиционных печах, также вы сэкономите на покупке котла.

Схема подключения твердотопливного и газового котла в одну систему

Хорошим вариантом являются комбинированные котлы отопления дрова-газ или два котла, один из которых работает на твердом топливе, а другой на газе.

Любой из этих двух вариантов дает возможность получать тепло в том случае, когда дров в топке не осталось, а газ в баллоне еще есть. Лучше совместить два разных котла потому, что сеть будет работать постоянно, даже если одно из устройств сломается. Если поломается устройство газ-дрова, система перестает работать и в помещении будет холодно.

Сложности использования двух котлов в одной системе

Главная сложность заключается в том, что газовые котлы для частного дома должны работать в закрытой системе, а наиболее безопасной для твердотопливных устройств является открытая. Обвязка открытого типа востребована потому, что котел может нагреть воду до 110 °С и более, подняв давление выше допустимых пределов.                                         

Его можно понизить, уменьшив интенсивность горения. Но эффект будет виден тогда, когда угли полностью сгорят. Даже при слабом горении они являются очень горячими и продолжают нагревать воду, поднимая давление.

В такой ситуации нужно сбрасывать давление. С этой задачей справляется расширительный бачок открытого типа.

Когда его объема не хватает, вода выводится в канализацию по трубе, установленной между бачком и канализацией. Такой бачок позволяет попадать воздуху в теплоноситель.

Это плохо для внутренних элементов газового котла, труб и радиаторов системы отопления. Решения проблемы:

Обвязка с теплоаккумулятором

Идея применения теплоаккумулятора заключается в таких нюансах:

Чтобы сделать своими руками такую обвязку нужно иметь:

Схема может работать в четырех режимах:

Организация открытой системы с теплоаккумулятором

Как выбрать дровяной котел для отопления дома?

При обустройстве загородных владений, не подключенных к газовой магистрали, чаще всего устанавливают дровяной котел для отопления дома. Это связано с доступностью топлива и эффективностью устройства, коэффициент полезной деятельности которого достигает 85%.

Принцип работы

Устройство дровяных котлов простых модификаций напоминает буржуйку с водяным контуром. В них в результате сгорания дров в топке нагревается теплоноситель, он циркулирует в системе отопления. Несмотря на большой расход топлива, эффективность подобных агрегатов не впечатляет из-за неполного сжигания ресурса.

Новое поколение дровяных котлов с функцией длительного горения для отопления дома располагает более сложной конструкцией по сравнению с предыдущим решением. Оборудование работает по следующему принципу:

Из-за высокой температуры горения в камере сжигания происходит очищение дыма от горючих образований и золы, что обуславливает достойный уровень экологичности устройств нового поколения.

https://www.youtube.com/watch?v=kOKhfk_ol-o

Установки с функцией длительного горения оснащены следующей системой автоматики:

• датчик температуры. Прибор регулирует работу вентилятора для подачи первичного воздуха;
• датчик давления. Подает сигнал о превышении показателей нормы;
• датчики давления воды в системе.

На эффективность твердотопливных установок влияют, в том числе, вид и качество топлива. В дровяной агрегат нельзя загружать торфяные брикеты или уголь, это негативно отражается на продуктивности устройства. Также отмечают, что при использовании древесины хвойных пород и плохо просушенных дров котел подлежит частой чистке.

Преимущества и недостатки устройств

Дровяные котлы для дома с водяным отоплением просты в подключении и эксплуатации. Также к достоинствам устройств этой категории относят демократичность топлива и возможность применения различных древесных отходов. При правильной установке и соблюдении условий эксплуатации агрегат способен продуктивно прослужить достаточно долгий период.

Главный недостаток дровяных котлов в том, что необходимо загружать топливо в камеру вручную

Серьезным недостатком устройств на дровяном ресурсе является низкий уровень автоматизации процесса.

Между тем рабочий процесс легко оптимизировать при помощи агрегатов с функцией длительного горения. Другой способ выхода из ситуации – использование дровяного котла комбинированной модификации, который оснащен дополнительной горелкой на дизельном или газовом топливе.

Также показывают хорошие результаты электро-дровяные котлы для отопления дома.

Правила выбора

При выборе дровяного котла для отопления дома первым делом проводится расчет необходимой мощности. Для обогрева 100 м² площади жилья требуется агрегат с мощностью в 10 кВт. Притом этот показатель актуален в условиях средней полосы, и в случае, если дом хорошо утеплен.

Для суровых климатических зон и плохо утепленных помещений необходим запас мощности в 30-35%. Стоит учитывать, что в межсезонье нагревательное устройство эксплуатируется не в полную силу.

Следовательно, при выборе котла стоит обращать внимание на весь диапазон мощности, а не только на номинальный показатель агрегата.

Следующий критерий – материал:

• котлы из стали выделяются небольшим весом и простой конструкцией топки. Стальные модели располагают длинным дымовым каналом, что обуславливает эффективный нагрев теплоносителя;
• чугунные конструкции выполняются относительно коротким дымовым каналом, большую площадь теплообмена обеспечивает ребристая поверхность.

Показатель теплоемкости у чугунных устройств выше, чем у стальных моделей. Притом топку чугунного котла придется чистить при помощи скребка, щетки и кочерги, так как на ребристой поверхности оседают продукты горения. Тогда как зольник стальной модели легко опустошить, просто удалив золу.

При выборе модели следует уточнить сведения о наличии системы аварийного охлаждения и принципе ее работы. Система актуальна в случае закипания воды в теплообменнике и перегрева котла.

Защита от ожогов – следующий немаловажный критерий выбора дровяного котла для отопления дома. В приоритете модели с теплоизолированными ручками топки, также приветствуется наличие защитных кожухов и решеток, теплоизоляции наиболее греющихся плоскостей конструкции.

Лучшие дровяные котлы для отопления частного дома

По производственным характеристикам лидирует продукция немецких и чешских поставщиков теплового оборудования. Список лучших моделей котлов на дровяном топливе продолжают конструкции польских производителей и отечественные бренды.

Немецкие марки Buderus, Viessmann и Lopper предлагают оборудование высокой степени надежности и неизменного качества с впечатляющим сроком эксплуатации. Большой минус в копилку – дороговизна и прихотливость моделей к качеству дров.

Тепловое оборудование чешских брендов Viadrus, OPOP и ATMOS неплохо конкурирует по надежности и качеству автоматизации с немецкими аналогами. При этом чешские дровяные котлы реализуется в среднем на 10 % дешевле немецких моделей.

Важно

Модельный ряд практически каждого российского производителя отопительного оборудования включает в себя твердотопливные агрегаты. Наибольшую популярность среди отечественных потребителей завоевала продукция заводов «Теплодар» и ZOTA.

Польские дровяные агрегаты на российском рынке отопительного оборудования представлены в виде обычных тепловых генераторов и пиролизных котлов. Особым успехом пользуются модели SAS, Defro, Orlan и Drewmet.

Хотя по производственным характеристикам эти аналоги несколько уступают немецким и чешским брендам, польские агрегаты заслуживают внимания неприхотливостью к качеству дров и относительно демократичной стоимостью.

В коллекциях большинства производителей оборудования для отопления частных домов наряду с классическими моделями, работающими исключительно на дровах, представлены и многотопливные котлы.

НМК Сибирь-Gefest КВО 15 ТЭ

Универсальный вариант отопительного оборудования на дровах, располагает простой конструкцией, оснащен электрическим нагревателем. Модель с тепловой мощностью 15 кВт рассчитана на обогрев домовладений площадью до 150 м².

Стальной теплообменник дополнен ТЭНом в 4 кВт. Наряду с обычными дровами в качестве топлива допускается применение каменного угля и евродров. КПД агрегата составляет 75%, вес оборудования – 115 кг.

Цены на модель варьируются в диапазоне до 20 000 р.

НМК Сибирь-Gefest КВО 15 ТЭ

Protherm Бобер 20 DLO

Мощность прибора – 19 кВт, соответственно, площадь обогрева составляет 190 м². Предусмотрен чугунный теплообменник, диапазон температуры теплоносителя варьируется в пределах от +30 и до +85°C. Модель отличается высоким показателем КПД, равным к 90,2%. Ориентировочная стоимость котла – 45 000 р.

Protherm

Буржуй-К Модерн-12

Пиролизный котел с механическим управлением располагает мощностью 12 кВт, рассчитан на обогрев здания площадью до 120 м².

В качестве топлива для Буржуй-К Модерн-12 используются дрова, уголь, брикеты, торф и пеллеты

Максимальная температура теплоносителя достигает +95°C. Модель реализуется в дорогом сегменте, цены варьируются в диапазоне 55 000-60 000 р.

Выбор места и особенности монтажа

Дровяной котел для отопления дома устанавливается в техническом помещении с соответствующими условиями:

• для эксплуатации устройств с мощностью более 50 кВт необходимо оборудовать отдельную котельную с принудительной вентиляцией. Требуемая высота потолков помещения – не менее 2,2 м, полезная площадь пространства – минимум 8 м²;
• агрегат небольшой мощности можно установить на общих технических площадях с приточно-вытяжной вентиляцией;
• котел на дровах устанавливают в сухом и отапливаемом подвальном помещении.

Хранилище под дрова оборудуется в смежном помещении.

Для монтажа котельного оборудования выбирают комфортную для обслуживания площадку с удобным доступом к узлам водоподготовки и фильтрации.  Дровяной агрегат устанавливается на ровное основание с твердым негорючим покрытием в виде бетонного пола или поверхности, отделанной кафелем/керамогранитом. Облицовка стен тоже выполняется негорючими материалами.

Монтаж дымохода выполняется при соблюдении пожарных требований с качественной изоляцией всех греющихся элементов при прохождении плит перекрытия и кровельной разделки. Также необходимо установить искрогаситель на оголовок трубы.

Котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа

Твердотопливный котел на дровах с водяным контуром устанавливают в доме с постоянным проживанием людей. Период между закладками топлива классического агрегата не превышает 4÷8 часов.

Работающий котел без присмотра не оставляют.

Изменить время топки позволяют модернизированные котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа — оптимальный период работы агрегата без промежуточной закладки топлива.

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.

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.

Совет

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.

Газогенераторные установки предназначены для систем отопления жилых домов, площадь которых больше 100 м².

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.

Мощность котла подбирают в соответствии с конструктивными характеристиками дома (площадь, суммарные тепловые потери) и климатической зоной места проживания. Как правило, КПД самодельного котла длительного горения на дровах не превышает 80% (т.е. пятая часть тепла от сгорания топлива теряется в котле).

Недостаток тепловой мощности стимулирует работу генератора в режиме интенсивного горения. Постоянные пиковые нагрузки приводят к перерасходу дров, превышению теплопотерь в два раза и преждевременному износу котла.

Устройство котла на твердом топливе

Вид древесины, форма и длина дров определяет размер и эквивалентную площадь топочной камеры. Удельная и объемная плотность загрузки, теплота, которую дрова выделяют при сгорании — справочные значения. Расчет объема загрузки поможет вычислить расход топлива за сезон, организовать места хранения топлива.

Таблица 3. Объемная теплота сгорания древесины разных пород:

Вид древесины (влажность не более 20%)
Теплотворная способность, кВтч/кг
Удельная плотность дров, кг/м³
Объемная плотность, кг/дм³
Температура горения, °С

ель
4,3
450
1,4
600

сосна обыкновенная
4,3
520
1,6
660

береза
4,2
650
1,9
890

дуб
4,2
720
2,0
900

Рассмотрим пример расчета объема загрузочной камеры дровяного котла.
Исходные данные:

• мощность котла 10 кВт;
• объем одной загрузки должен обеспечить работу агрегата в течение суток;
• топливо — березовые дрова, длина поленьев 0,60÷0,65 м;
• влажность древесины 20%.

Статья по теме:

При сгорании 1 кг березовых дров выделяется 4,2 кВт тепловой энергии. Заданную мощность (10 кВт) обеспечит сжигание 2,4 кг дров в час (10/4,2 = 2,381).

Кубометр березовых дров весит 650 кг. Часовой расход топлива составит ≈ 0,004 м³/ч (2,4/650 = 0,0037).

Вес закладки, который должен выдержать колосник с форсункой ≈ 60 кг (2,381х24 = 57,144).

Березовые дрова ложатся неплотно, поэтому объем закладки увеличится в 1,9 раза — до 0,008 м³/ч (0,004х1,9 = 0,0076).

По условию – загрузка 1 раз в 24 часа, соответственно объем топлива 0,2 м³ (0,008х24 = 0,192).

Следует тщательно продумать выбор дров для твердотопливного котла

Если принять во внимание длину поленьев 0,6÷0,65 м, то оптимальная глубина топки составит 0,7 м.

Примем высоту закладки топлива 0,6 м. Ширина топки 0,5 м (0, 2/0,7/0,6 = 0,476).

Рабочий размер топки дровяного котла для отопления дома (площадь 80 м², березовые дрова) — 0,7х0,6х0,5 м. Общие габариты готового котла увеличатся вдвое, если учесть толщину обшивки, размер теплообменника, воздушной и камеры дожига, зольника, каналов для удаления дымовых газов.

Обратите внимание

Регулируемое и сбалансированное горение уменьшит скорость естественного распространения пламени. Ограниченная подача первичного и вторичного воздуха в топку обеспечит недостаток кислорода и продлит время работы самодельного котла в 1,8 раза. Благодаря этому можно уменьшить расчетный расход дров и, следовательно, размеры агрегата.

Твердотопливный котел на дровах является хорошей альтернативой газовому отоплению

Котлы длительного горения своими руками монтируют из листовой стали (толщина 4÷6 мм), толстостенных труб (Ду 300 мм) и цилиндрических емкостей подходящего размера. Простейшую конструкцию («Слобожанка» или «Бубафоня») собирают из газового баллона или бочки. Принцип устройства копирует прибалтийский котел «Стропува».

Емкость вертикальной топки используют для направленного сверху вниз горения дров. Процесс сопровождает равномерное уплотнение загрузки, выделение и дожиг древесных газов, и отвод продуктов горения в дымоход.

Первичный воздух к зеркалу горения подают по вертикальной трубе. Статичную или телескопическую конструкцию монтируют в верхней стенке котла. Ось поршня проходит по центру цилиндрической топки.

Зазор между воротником и трубой подачи первичного воздуха оформляют приварным бортиком, который обеспечивает свободный ход штока и минимальный подсос воздуха в воздушную камеру для дожига древесных газов.

Чертеж металлической печи с топкой длтельного горения

Сжигание пиролизных газов увеличивает КПД котла. Крышка-заслонка в верхней части трубы регулирует забор воздуха. Снизу приварен диск с лопастями, которые рассекают поток воздуха в зоне горения. Материал для распределителя выбирают с учетом теплоемкости. Диаметр диска немного меньше размера топки.

Конструктивные пропорции котла «Бубафоня»:

• оптимальный диаметр корпуса 300÷800 мм;
• высота котла – в диапазоне 3÷5 диаметров;
• толщина стенок 4÷6 мм;
• диаметр диска меньше поперечного сечения топочной камеры на 10%;
• толщина диска обратно пропорциональна диаметру (тяжелый блин продавит зону горения и затушит пламя, легкий — приведет к эффекту обратного горения);
• изогнутые лопасти образуют направленный турбулентный поток воздуха для сжигания пиролизных газов;

Самодельный котел длительного горения «Бубафоня» с вертикальной топкой

• диаметр трубы подачи воздуха принимают как 0,55 от S (площади поперечного сечения выходного патрубка дымохода);
• зазор между трубой и воротником не превышает 2,5 мм;
• высота трубы для забора воздуха (в нижнем положении) поднимается над воротником на 150 мм.

Площадь сечения патрубка дымохода на выходе из котла длительного горения определяют по эмпирическим формулам:

S = 1,75хN (м²), где

S — площадь сечения выходного патрубка (см² или м²);

N — тепловая мощность котла (кВт/ч);

1,75 — коэффициент, полученный эмпирическим путем (м²ч/кВт).

Чертеж печи длительного горения

N = m*qw (кВт/ч), где

m — масса дров одной загрузки (кг);

qw — удельная теплоотдача дров определенной влажности (кВт/кг).

Массу загрузки для самодельных котлов длительного горения на дровах определяют по рабочему объему топки (Vk) и удельному весу дров (md):

m = Vk*md (кг), где

Vk = πD²/(4*hт) (дм³), где

hт — высота загрузочной камеры.

Таблица 4. Сбалансированный размер элементов в системе распределения первичного воздуха для котла Бубафоня:

Диаметр топки котла, мм
Толщина диска, мм
Высота направляющих ребер распределителя воздуха, мм

300
8-10
40

400
6-8
50

600
4-6
60

800
2,5-4
80

Принцип работы и чертежи пиролизных котлов своими руками

Самодельные пиролизные агрегаты устанавливают для отопления домов большой площади. Конструкция топки, форсунки и дымовых каналов усложняет сборку самодельных газогенераторов.

Принудительная циркуляция теплоносителя и подача воздуха в зону горения означают зависимость работы котла от внешних факторов.

Снизить риск аварийной поломки котла позволяет шибер для сброса тепловой энергии и теплообменник рубашечного типа.

Схема самодельного газогенератора с принудительной подачей воздуха в зону горения: 1 – корпус котла; 2 – загрузочная дверца; 3 – дверца зольника; 4 – а вентилятор подачи воздуха в зону горения; 5 – камера загрузки и зона первичного горения топлива; 6 – технологическое отверстие для прочистки каналов дымохода; 7 – камера сгорания древесных газов; 8 – рубашка теплообменника; 9 – канал отвода дымовых газов; 10 – выпускная горловина дымохода; 11 – регулировочный шибер дымохода (11а — ручка шибера); 12 – выходной патрубок в распределительный трубопровод; 13 – обратный патрубок, по которому остывший теплоноситель поступает из системы отопления; 14 – гильза узла контроля (термоманометр); 15 – люк для прочистки дымовых каналов

Корпус котла сварен из толстостенной (4÷5 мм) листовой стали. Загрузка дров — фронтальная.

Тепловое излучение передается своду котла, боковым стенкам камеры и нагревает воздух, поступающий в зону горения.

Важно

Плотность и герметичность топочной камеры обеспечивает затвор с отражателем и поворотным болтом на загрузочном и зольном люках. Воздух в топочную камеру подается принудительно, вентилятором.

Рубашка теплообменника полностью охватывает топку и частично камеру дожига пиролизных газов. Зазор (3÷5 см) заполнен водой.

Теплообмен задней стенки увеличен: с одной стороны теплообменник граничит с топкой, другая стенка рубашки соприкасается с каналом дымохода.

Встроенный по ходу движения дымовых газов теплообменник понижает температуру уходящих дымовых газов до 100оС. Внутренний объем котлового контура принимают 5÷25 % от суммарной емкости системы отопления.

Типовая схема обвязки пиролизного котла

Патрубок подачи теплоносителя в систему потребителя расположен сверху. Врезка обратного трубопровода — снизу.

Охлаждение возвратного теплоносителя ниже 65°С, опасно выпадением на стенках теплообменника кислотного конденсата, который разрушает сталь.

При небольшой мощности котла температуру между подающей и обратной линией выравнивают с помощью установки перепускного клапана. Котловой контур большого дома дополняют элеваторным узлом и циркуляционным насосом.

Колосниковая решетка в самодельных котлах длительного горения служит опорой топливной загрузки. Раскаленные дрова лежат на колосниках, обложенных шамотом. Дюзы в теле колосника служат форсункой, через которую горючий газ поступает в зону догорания топлива.

Совет

Пепел и зола просыпаются в зольник. Маломощным котлам, с равномерным распределением тепловой нагрузки по зеркалу, подходят стандартные колосники из литого чугуна.

Схема отопления котлом в частном доме

Продукты сгорания попадают в каналы и через горловину дымохода выходят из котла (формула площади сечения горловины дымохода приведена в примере выше). Регулировочный шибер дымохода открывают при необходимости.

Конструкция позволяет дозагрузку топлива без полного тушения котла или форсированный сброс тепловой энергии при отключении электричества. Раскаленный древесный газ уходит из топки в обход камеры дожига и дымоходных каналов.

Сечение и высота дымохода предусматривает работу энергонезависимого самодельного котла на естественной тяге. Нормальную тягу пиролизного котла обеспечит высота дымовой трубы 6 м.

Полученные данные отражают на масштабном чертеже котла длительного горения своими руками, по которому определяют объем и ориентировочную сумму на приобретение расходного материала.

Схемы устройства пиролизных котлов разных типов

Самостоятельное изготовление котла подразумевает наличие навыков и опыта в производстве сварочных, электромонтажных и слесарных работ. Пригодится знание физики, теплотехники, материаловедения, правил монтажа систем отопления.

Необходимо соблюдение приемов и методов техники безопасности. Для сборки котла необходимо оборудованное помещение и инструмент.

Материал для изготовления пиролизного котла:

• листовая сталь толщиной 6, 5 и 4 мм (топка, рубашка теплообменника и корпус);
• уголок со сторонами полок 50 мм (ребра жесткости каркаса);

Двухконтурный твердотопливный котел с накопительным баком для горячей воды

• труба стальная (обвязка теплообменника с системой отопления);
• подходящий по размеру чугунный колосник или прут круглый диаметром 20 мм;
• кирпич шамотный;
• вентилятор центробежный;
• готовые дверцы с отражателем, креплением, ручкой и запором;
• группа безопасности (температурный датчик, манометр).

Сварные детали маркируют мелом (место соединения, № детали, размеры). Специализированные организации предлагают услуги по резке материала по месту его приобретения.

Инструменты для изготовления котла:

• сварочный аппарат постоянного тока;
• электроды (диаметром 3÷5 мм);
• электрическая дрель;

Схема подключения отопительного котла

• угловые шлифовальные машинки (под большой 230 мм и малый 125 мм круг);
• штангенциркуль, рулетка, уровень.

Сборку котла начинают с внутреннего корпуса. Качество сварных швов должно обеспечить прочность и плотность конструкции, которая находится в непосредственном контакте с теплоносителем.

Установка котлов длительного горения на дровах своими руками

Пиролизный котел для автономной системы отопления располагают в отдельном специально приспособленном, защищенном от возгораний, помещении. Котельную оборудуют системой приточной вентиляции. Агрегат должен быть удален от стен на расстояние не менее 20 см.

Нормативное значение веса для самодельных котлов длительного горения на дровах — 250 кг/м². Соблюдение условия допускает установку агрегата на ровной устойчивой поверхности без фундамента. Площадь места установки выносят за проекцию корпуса агрегата на 15 см (перед топочной дверцей 30 см).

Устройство стального твердотопливного котла Buderus Logano

Пол застилают асбестом или базальтовым картоном, (толщина 4÷6 мм). Сверху кладут лист оцинкованного кровельного железа (толщина 2 мм). Прямой контакт пола с корпусом исключают опорные конструкции — ножки котла.

Поверхность дымохода обязательно покрывают теплоизоляцией. Утепление предотвратит резкий перепад температур и образование конденсата в дымоходе. Толщина слоя утеплителя зависит от температуры уходящих дымовых газов. Желательно использовать сэндвич-трубу из нержавеющей стали, стойкой к агрессивной среде. При отсутствии естественной тяги устанавливают дымосос.

Обратите внимание

Эстетика кустарного производства уступает дизайну заводских моделей, но самостоятельно собранный агрегат отвечает требованиям конкретной системы отопления. Не стоит забывать, что изготовление по готовым чертежам (видео) своими руками котла длительного горения, снизит затраты на его обустройство как минимум в 2 раза.

Котел длительного горения своими руками – обзор самодельных конструкций, работающих на дровах + Видео

Твердотопливные котлы – это не только способ обеспечить автономное отопление дома, но и сэкономить на энергоресурсах. Действительно ли так выгодно делать твердотопливный котел своими руками? Или же лучше купить готовый агрегат от надежного производителя? Разберемся вместе!

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.

Важно

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.

Альтернативные варианты – газогенерация и пеллеты

К котлам длительного горения можно отнести и пиролизные агрегаты, а также котлы, работающие на пеллетах. Пиролизные (газогенераторные) котлы загружают дровами раз в 8–12 часов. Поначалу происходит стартовый розжиг топлива, чтобы внутри котла температура достигла отметки 800 °С.

При такой температуре становится возможной газогенерация – с помощью задвижек устанавливается нужный режим, а именно ограничивается доступ кислорода к горящим дровам. В результате выделяется древесный газ, который и сгорает в специальной камере, а уже затем происходит сгорание древесного угля.

Золы и сажи образуется минимальное количество. КПД газогенераторных котлов – около 85 %.

Главное достоинство пиролизных агрегатов – экономичное потребление топлива. Благодаря этому отопительный сезон обойдется вам в два-три раза дешевле, чем обычно – так и окупается высокая стоимость подобных устройств. Однако с другой проблемой придется бороться постоянно – дровяной котел подобного типа эффективно работает только на очень сухом топливе или чистом угле.

Пеллетные котлы с автоматической подачей топлива могут работать бесконечно долго, главное, чтобы рядом был нужный объем топлива.

Строение таких агрегатов практически не отличается от обычных твердотопливных котлов, за исключением автоматической подачи топлива. Бытовые котлы имеют контейнер, куда и засыпают пеллеты – одной загрузки бывает достаточно на несколько суток.

В целом на обслуживание агрегата в неделю уйдет около 20 минут – этого достаточно, чтобы выносить изредка золу и подсыпать топливо в бункер.

Общий обзор котлов доступной конструкции

Особенность конструкции котлов с верхним горением – подвод воздуха к месту горения с помощью телескопической трубы. Сделать подобный дровяной агрегат своими руками – задача не из простых даже для опытных мастеров.

По этой причине в большинстве случаев самодельные твердотопливные котлы длительного горения имеют традиционное нижнее горение, а длительность работы агрегата достигается за счет увеличенного объема топлива и подключения автоматических регуляторов, которые можно приобрести отдельно и установить на любой котел.

Топливо в такой агрегат загружается через верхний люк, а для поджога предназначен нижний люк, через который также вычищают продукты горения.

Совет

В топливную камеру воздух подается через поддувало и колосники, с помощью дверки поддувальной камеры регулируют подачу воздуха и силу горения.

В зависимости от конструкции агрегаты изготавливают из листовой стали толщиной 3–5 мм или же из труб диаметром как минимум 300 мм. Сталь подойдет обычная, но лучше приобретать жаростойкую или же использовать двойной слой материала.

Роль теплообменника могут выполнять как сами стенки, так и регистры, либо комбинация того, и другого.

Простота конструкции обеспечивается тем, что водяной контур контактирует непосредственно с пламенем.

Однако следует учитывать, что в дымоход все же будет улетать большое количество тепла, поэтому дополнительно можно создать водонагревательный аппарат. Для его обустройства нужны две трубы разного диаметра и немного листовой стали.

Труба побольше будет служить контейнером для воды, а труба диаметром поменьше будет выполнять роль дымохода и нагревательного элемента.

Дровяной котел шахтного типа – более сложный для исполнения своими руками, однако отличается высоким КПД. Такие агрегаты состоят из двух камер – первая служит отсеком для загрузки топлива, а вторая, расположенная сбоку, содержит теплообменник.

Обратите внимание

Когда топливо поджигается в соседней камере, пламя и горячие газы за счет тяги поступают в камеру с регистром и нагревают теплоноситель внутри труб.

Поскольку дым проходит долгий путь от места горения до выхода в атмосферу, он практически полностью отдает тепло регистру.

Сложно, но выполнимо – горение топлива сверху вниз

Даже на примере обычной спички вы сами можете убедиться в эффективности горения сверху вниз. Спичка в вертикальном положении с пламенем внизу выделяет тепло, которого хватит, чтобы нагреть градусник до 60 °С. Если же спичку перевернуть, за счет долгого горения градусник можно нагреть до 120 °С.

В масштабах отопительного котла этот принцип обеспечивает равномерное и длительное горение топлива, однако в этом случае обязательно нужна водяная рубашка, которая охватит всю поверхность топочной камеры. Регистры в подобной конструкции не обязательны, однако их наличие добавит 5–10 % к общему КПД котла.

Чтобы изготовить такой дровяной котел своими руками, вам понадобится мощная болгарка для резки металла и еще одна для выполнения шлифовальных работ.

Впрочем, металл лучше порезать при покупке на металлобазе, поскольку при резке болгаркой высока вероятность перегреть материал в месте реза, из-за чего он станет слишком хрупким. Также нужен хороший сварочный аппарат. Листовой металл выбирайте толщиной минимум 4 мм, желательно жаростойкий.

Понадобится и несколько труб, одна диаметром 300 мм и длиной метра полтора-два с толщиной стенок 3–4 мм и трубы с диаметром 60 мм и 100 мм – первая для распределителя воздуха, вторая для дымохода.

Из листового металла для трубы диаметром 300 мм вырезаем дно и привариваем к торцу. Это и будет нижняя часть котла. Можно придумать удобные ножки, хотя если котел будет стоять на бетонном основании, в них нет нужды.

Из листового металла своими руками вырезаем круг на 20 мм меньше диаметра корпуса. В центре круга высверливаем отверстие диаметром 20 мм. С одной стороны привариваем трубу 60 мм – высота трубы чуть больше высоты корпуса.

Важно

Верхний торец оборудуют заслонкой для регулировки подачки воздуха. С другой стороны круга нужно приварить крыльчатку и металлические лопасти шириной не более 50 мм – лопасти служат для равномерного распределения воздуха.

Дверца для удаления золы вырезается внизу котла. Петли и задвижки привариваются к дверце. Наверху котла вырезаем заслонку на том уровне, где будет расположено топливо при максимальной загрузке – она будет служить для розжига.

Топливо в этой модели загружается через верхнюю крышку, в которой проделано отверстие для трубы распределителя. Крышку своими руками следует выполнить очень точно, чтобы она плотно прилегала к камере сгорания и не пропускала дым.

Дымоход приваривается в верхней части котла из трубы диаметром 100 мм. Важно, чтобы как минимум на 40–45 см она отходила от котла в горизонтальном положении – так продукты горения будут медленнее покидать трубу и лучше отдавать тепло в теплообменник.

Емкость с теплоносителем, через которую будет проходить дымоход, необходимо тщательно изолировать утеплителем, чтобы она не отдавала тепло в котельной.

В таком котле следует использовать только хорошо высушенные дрова, качественный уголь или торф. Загружать его следует как можно плотнее, не оставляя промежутков. Сверху для быстрого возгорания можно немного сбрызнуть смесью для розжига. Через открытую верхнюю заслонку подбрасываете лучину и, как только топливо загорится, прикрываете ее, чтобы кислород поступал в ограниченном количестве.