Как сделать самому дровяной котел

Котел на дровах своими руками — прекрасная альтернатива дорогостоящим заводским установкам.

Самодельное устройство для отопления можно собрать по чертежам и схемам проверенных приборов.

Преимущества и недостатки самодельного котла

Помимо экономии денежных средств, мастер, самостоятельно изготовивший аппарат для отопления, дополнительно получает ряд выгод:

• возможность сделать конструкцию в соответствии с заданными параметрами;
• потенциал для совершенствования и изменения недочетов системы, выявленных в ходе отопительного сезона;
• преимущество использования в конструкции материалов с запасом прочности, превышающим заводские аналоги;
• перспективу поэтапной модернизации самотечного котла путем автоматизации процесса циркуляции теплоносителя и поддува воздуха.

Самодельный агрегат для отопления жилых помещений имеет недостатки аналогичные устройствам, изготовленным в заводских условиях:

• низкий КПД при использовании сырых дров;
• необходимость в периодической дозагрузке топлива;
• зависимость агрегата для отопления с циркуляционным насосом от электроснабжения.

Разновидности котлов на дровяном отоплении

Агрегаты с водяным контуром бывают нескольких видов:

1. Традиционного исполнения с нижним горением. Топливо расходуется снизу вверх под действием естественной тяги или принудительного вентилирования.
2. С верхним способом сжигания. Огонь направлен вниз закладки, дрова послойно перерабатываются за счет подачи воздуха.
3. Пиролизные (газогенераторные). Приборы для отопления этого типа в качестве продукта горения используют газ, который выделяют дрова под влиянием высокой температуры в специальной камере котла. Такой способ называют методом сухой перегонки дерева.
4. Энергонезависимые. Функционирование данного типа устройств не предусматривает подключения к электроснабжению. Регулировка воздушной тяги и уровня нагревания воды в контуре отопительной системы осуществляется вручную. Циркуляция жидкости происходит самотеком, за счет разницы температур носителя в верхней и нижней части отопительной магистрали.
5. Энергозависимые. Стабильность функционирования такого котла обеспечивается принудительным нагнетанием воздуха в камеру сгорания и дымоотводом, циркуляция теплоносителя производится с помощью насосов. Приборы, которые обеспечивают работоспособность установки, требуют подключения к сети 220 В и управляются специальным электронным модулем.

Принцип работы базового оборудования

Дровяной котел для отопления классической конструкции — простой и надежный прибор. Топливо укладывается на колосниковой решетке и сжигается под воздействием естественной тяги, угарный газ вытесняется в дымоход. Интенсивность процесса регулируется дверцей зольника на входе в камеру горения. Выделяемое во время сжигания тепло передается на водяную рубашку устройства и свободно циркулирует по системе отопления благодаря разности температур вверху и внизу контура.

Горячая вода отдает энергию через радиаторы отопления, расположенные в комнатах, и, остывая, возвращается в котел для повторного нагрева. По мере выгорания топлива производится его дозагрузка.

Несложная конструкция классического прибора доступна для самостоятельного изготовления, простейший вариант — размещение теплообменника в кирпичной печи.

Примерный перечень материалов и расходников

Для изготовления тепловой установки отопления на дровах понадобятся:

• листовой металл толщиной 4-8 мм;
• угловая сталь;
• металлические трубы;
• сварочные электроды и отрезные круги;
• базальтовый уплотнительный шнур;
• фурнитура для навешивания дверей загрузочной камеры и зольника.

ВАЖНО: в самодельной конструкции необходимо использовать качественные материалы. Снижать стоимость котла, применяя для изготовления старые металлические листы и трубы, не следует, они могут иметь под слоем ржавчины скрытые дефекты. Сложно устранять протечку, выявленную внутри топливной камеры, готового изделия. Применение легко разжигаемых электродов с пониженным образованием шлака позволит добиться аккуратных бездефектных сварных швов.

Варианты создания дровяного котла своими руками

Браться за реализацию технически сложного проекта, не обладая достаточными навыками сварочных и слесарных работ, не стоит. Существует несколько вариантов конструкции котла, некоторые из них достаточно просты для самостоятельного изготовления. Алгоритм действий следующий:

1. Установить в существующую дровяную печь водогрейный контур.
2. Сделать агрегат для отопления из ненужного газового баллона.
3. Сварить водяную рубашку из стального листового проката.
4. Изготовить конструкцию с камерой дожига пиролизных газов.
5. Сконструировать дровяной агрегат длительного горения с дозагрузкой топлива через 12 часов.
6. Использовать электрические компоненты: вентилятор поддува, регулятор тяги и циркуляционный насос для повышения КПД существующей самотечной системы.

Водяной контур

Простейшая конструкция теплообменника изготавливается из металлических труб и монтируется в кирпичную дровяную печь, после чего по комнатам разводится самотечная система парового отопления. В качестве готового водяного контура также можно использовать чугунный радиатор.

НА ЗАМЕТКУ: в конструкции теплообменника необходимо применять толстостенные трубы. Чтобы собрать максимум энергии отработанных газов, контур устанавливается в проеме дымохода. Перед завершением кирпичной кладки нужно провести испытания системы на герметичность и устранить выявленные протечки.

Использование листового металла

Не составит сложности самостоятельно сварить водяную рубашку, для которой в качестве базового материала применяют листовой сплав. Наружные и внутренние стенки котла выполняют из проката толщиной 4-6 мм, перегородки теплообменника — из толстостенной стали 10-12 мм.

Последовательность сборочных работ:

• угловой шлифовальной машиной нарезают детали;
• ко внутренним боковым стенкам монтируют ребра теплообменника и опорные площадки колосниковой решетки;
• выполняют стыковые и угловые сварочные швы передней и задней стенки камеры сгорания;
• последнюю приваривают к нижней заготовке, добавляют внешние листы водяной рубашки и опорные ножки;
• обвязывают проемы загрузочного отдела, зольника, дымоходной трубы;
• монтируют дверцы топки и поддувала, устанавливают колосники.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: работы по сборке котла необходимо производить так, чтобы на каждом этапе у сварщика был свободный доступ к местам соединительных стыков. Дефекты выявляют следующим образом: шов обрабатывается мелом, с обратной стороны кисточкой наносится керосин. В местах протечек вещество станет мокрым.

Изготовление из баллона

Тепловую установку, мощностью достаточной для обогрева небольшого дачного домика или гаража, легко сделать из отработавшей ресурс емкости для газа.

Инструкция по изготовлению:

• удаляется вентиль, по заводскому шву срезается верх емкости (крышка);
• в нижней части баллона проделывается проем для дверцы зольника, посередине — для загрузочной камеры;
• между поддувалом и топкой фиксируются опоры колосниковой решетки;
• для уплотнения разъемного соединения по окружности верхней части крепится бортик из стальной полосы;
• в крышке вырезается отверстие и вваривается дымоходная труба;
• навешиваются дверцы.

Другие варианты

Устройство тепловых агрегатов длительного горения на дровах аналогично привычной конструкции котловой установки. Увеличение времени работы обеспечивается созданием дополнительного пространства над топочной камерой. В процессе сжигания дрова под собственным весом опускаются, излишек пространства отсекается специальным металлическим поршнем. Таким образом, до 8-12 часов увеличивается период работы без догрузки топлива.

Пиролизный котел также можно изготовить самостоятельно. Конструкция этого агрегата отличается от традиционных тепловых установок. Топка состоит из 2 камер. В одной происходит разложение древесины, в другой сжигается газ, выделяемый во время реакции. Имея опыт, пиролизную установку мощностью до 100кВт можно изготовить в личной мастерской.

В условиях дороговизны энергоресурсов самостоятельно произведенные котлы на дровах для частного дома — прекрасная альтернатива заводским агрегатам. Это простое устройство может целиком заменить центральное отопление, установку, работающую на природном газу, каменном угле или иных видах горючего.

Автоматизировать процесс догрузки топлива сложно, хозяину придется наполнять камеру сгорания и периодически обслуживать котел и дымоходы. Но комфорт жилья и экономия средств, полученные от использования дровяной установки, целиком оправдают неудобства, связанные с ее эксплуатацией.

Как сделать твердотопливные котлы своими руками виды, пошаговое руководство по монтажу

Современные твердотопливные котлы – это технологичные установки, которые позволяют качественно отопить частный дом, сэкономив при этом на ресурсах. В этой статье мы расскажем о том, как собрать котел на твердом топливе своими руками, и какие разновидности таких агрегатов бывают.

Каков реальный КПД твердотопливных котлов

Производители отопительного оборудования, в частности твердотопливных котлов, предлагают большой ассортимент продукции с различными характеристиками.

Исходя из конструкции котла на твердом топливе, все изделия можно разделить на такие группы:

• традиционные отопительные агрегаты;
• дровяные котлы с пиролизным типом горения (газогенераторные);
• длительного горения;
• пеллетные.

Традиционный котел на твердом топливе, самодельный в том числе, по внешнему виду напоминает печь или буржуйку с самыми необходимыми элементами – топочной камерой, дверцей, зольником и дымоходом. С помощью зольника можно регулировать тягу, открывая и закрывая заслонку. Такие конструкции считаются достаточно надежными, поскольку в них нет никаких технологичных элементов, например термодатчиков или градусников, автоматического блока управления или электроники. В данном случае основным элементом конструкции твердотопливного котла является теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю. Теплообменник бывает трубчатым или изготавливается в виде емкости из сплошных стальных листов.

Есть, однако, и более сложные устройства, которые тоже можно отнести к традиционным. Они оснащены перегородками и дроссельными заслонками, чтобы тягу было удобнее регулировать, а горячий воздух проходил большее расстояние до момента выхода в дымовую трубу. Такие перегородки существенно увеличивают КПД котла, поскольку больше тепловой энергии передается теплоносителю, а не просто «вылетает в трубу». Нужно понимать, что КПД котла это очень важный показатель.

Для подобных котлов можно использовать практически любое топливо – дрова, уголь, пеллеты и даже мусор. Главное, чтобы оно было как можно суше. С точки зрения производительности котлы простых конструкций едва ли могут претендовать на 50 % КПД, а в большинстве случаев он составляет всего лишь 15-20 %. Проблема заключается в том, что топливо слишком быстро сгорает, не успевая передать всю тепловую энергию воде в теплообменнике. В результате, большее количество тепла просто выводится в дымоход или его избыток заставляет теплоноситель закипать. Например, дрова нужно добавлять в топку каждый час, а угля хватит на 2-4 часа, но все равно он сгорает с избытком энергии и большими теплопотерями.

Более экономными и производительными являются современные котлы с перегородками и дроссельными заслонками. В них температуру сгорания топлива можно регулировать, а одной загрузки топлива хватает на 8-12 часов. Поэтому КПД таких установок нередко достигает 80 %.

Котлы с пиролизным типом горения

Для пиролизных котлов также используется твердое топливо, в частности дрова, однако, принцип их работы кардинально отличается от описанных выше установок. Они способны намного дольше и эффективнее отапливать дом, а топливо расходуют более экономно. В связи с этим стоимость таких агрегатов примерно в 1,5-2 раза больше, чем остальных.

Секрет газогенераторных (пиролизных) котлов в том, что под воздействием высокой температуры и при недостатке воздуха древесина преобразуется в древесный уголь, выделяя пиролизный газ.

Для такой реакции необходима температура от 200 ℃ до 800 ℃. При этом выделяется большое количество энергии, которая просушивает дрова и нагревает воздух. Пиролизный газ по трубам перемещается в камеру сгорания, где при смешении с воздухом возгорается – так генерируется большая часть тепла.

Активные углероды участвуют в окислительных процессах при горении пиролизного газа, поэтому выходящий из трубы дым состоит преимущественно из углекислого газа и пара – содержание вредных компонентов ничтожно мало. К тому же, пиролизные котлы в принципе выделяют намного меньше дыма, чем классические установки. Поскольку топливо сгорает практически без остатка, газогенераторные котлы нуждаются в чистке довольно редко.

Стоит отметить, что довольно высокой температуры горения можно добиться даже при наличии сырых дров, однако, в таком случае производительность котла упадет практически вдвое, а значит, настолько же увеличится расход топлива.

Благодаря автоматике интенсивность горения в таком котле можно регулировать, чтобы экономить топливо и создать в помещении оптимальную температуру.

Обратите внимание, что изготовить пиролизный котел отопления на твердом топливе своими руками довольно сложно и очень опасно. В случае ошибок в сборке такая установка может взорваться.

Топливные агрегаты длительного горения

Идея создать своими руками твердотопливные котлы длительного горения наверняка многим покажется привлекательной. Прелесть таких конструкций в том, что закладывать дрова в них нужно лишь пару раз в сутки. Котел длительного горения отличается от традиционного агрегата тем, что в нем горение начинается с верхней части закладки топлива. При этом воздух в топливную камеру также подается сверху.

Схема котла длительного горения на твердом топливе предполагает наличие водяного контура вокруг его корпуса, поэтому вода в нем качественно прогревается на любом этапе процесса. Поскольку при работе котла горит не сразу вся закладка, а лишь верхний слой топлива, его хватает почти на 30 часов. Ряд универсальных твердотопливных котлов при использовании угля могут работать до 7 дней на одной закладке.

Данная конструкция не отличается конструктивной сложностью и не имеет каких-либо точных приборов, нуждающихся в подключении к электричеству. Поэтому цена на них вполне приемлема для потребителя. К тому же, собрать по готовым чертежам котел на твердом топливе своими руками вполне под силу домашнему мастеру. Можно сделать котел отопления своими руками и сэкономить немало денег.

Приведем несколько недостатков у данных конструкций. В работающий котел нельзя добавить топливо. Дрова для котла должны быть хорошо просушены (не более 20 % влажности) и распилены на небольшие поленья. Уголь можно применять только высокого качества, с малым содержанием шлаков. Кроме того, агрегаты данного типа ограничены по мощности – как правило, не более 40 кВт.

Еще одна разновидность котлов на твердом топливе – пеллетные агрегаты. Их отличие состоит в том, что в качестве топлива используются гранулы из отходов деревообработки. Большая часть промышленных моделей имеют особый бункер, из которого гранулы автоматически подаются в топку.

Чугунные и стальные конструкции – в чем отличия

Из какого бы материала ни был изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Разберемся в них более подробно.

В первую очередь стоит обратить внимание на материал теплообменника – чугун или сталь. Если вы хотите воспользоваться готовой схемой твердотопливного котла – своими руками чугунный теплообменник сделать вряд ли получится. Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений. Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают.

Чугунным теплообменникам свойственно покрываться сухой ржавчиной – особой пленкой, защищающей стенки агрегата от разрушения. Кроме того, влажная ржавчина также образуется намного медленнее, чем обусловлен длительный срок эксплуатации чугунных изделий – от 10 до 25 лет. Среди прочих преимуществ чугунных теплообменников можно назвать отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании. Чистка таких устройств требуется нечасто, да и нагар практически не снижает КПД котла. В случае необходимости ремонта или усиления мощности агрегата нужно лишь заменить дефектные секции или увеличить их число.

Недостатки чугунных изделий таковы:

• большая масса котла предполагает наличие отдельного фундамента;
• затруднения в процессе сборки и высокие затраты на транспортировку;
• чувствительность к термическим ударам – чугун не любит перепадов температур, поэтому контакт горячей поверхности с холодными дровами или холодной водой может быть губительным для него;
• большая тепловая инерционность – на разогрев котла требуется длительное время, но и его последующее остывание происходит медленно.

Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными объектами. Это свойство позволяет при сборке котлов отопления на твердом топливе по чертежам оборудовать их чувствительными автоматическими элементами. А благодаря небольшой инерционности такие агрегаты быстро прогреваются и остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. При этом, можно сделать чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, что позволит учесть все нюансы.

По внешнему виду котлы из стали – это сплошные сварные агрегаты, которые довольно сложно перевозить, хотя и чувствительность к механическим повреждениям у них намного ниже аналогов из чугуна.

Возможность ремонта стальных котлов с точки зрения некоторых специалистов весьма сомнительна. Отремонтировать, равно, как и сварить котел своими руками по чертежу в домашних условиях довольно непросто, со временем на швах в нем могут образовываться течи. Справедливости ради, отметим, что все зависит от навыков работника в работе со сварочным аппаратом. Но выполнить ремонт чугунного теплообменника все же проще – требуется только замена секций.

Как правило, котлы с чугунными теплообменниками являются энергонезависимыми, стоят недорого, поэтому они могут стать достойной альтернативой уже установленному отопительному оборудованию в случае отключения электричества. Циркуляция теплоносителя в таких агрегатах происходит естественным путем, без применения насоса. Однако монтаж батарей нужно выполнять так, чтобы вода по трубам при нагревании свободно перемещалась по трубам под воздействием давления в котле.

Сборка котла по готовому проекту

Проще всего будет построить своими руками твердотопливный котел из кирпича. Его конструкция популярна и не требует сложных расчетов. Использовать такой котел можно сразу в нескольких целях, поэтому устанавливают их преимущественно на кухнях. Примечательно, что самостоятельно собрать такой агрегат смогут даже новички.

В процессе работы понадобится болгарка, сварочный аппарат с электродами, листовая сталь, кирпич, материалы для печного раствора, трубы и металлические уголки. Тем, кто никогда не держал в руках сварку, лучше всего выполнить резку деталей по чертежу котла на твердом топливе, а сварочные работы перепоручить профессионалу. Это важно, так как качество швов напрямую влияет на долговечность котла.

Положительный момент самостоятельного сооружения отопительного оборудования состоит в том, что можно подобрать размер твердотопливного котла и топки, а также рассчитать его мощность под конкретные нужды. Кроме того, в нем можно предусмотреть варочную поверхность или кирпичный свод, чтобы тепло аккумулировалось в процессе горения дров, а затем перераспределялось в систему отопления.

Теплообменник чаще всего делают прямоугольным, используя для этого прямоугольный профиль и трубы сечением 40-50 мм. Благодаря профилям облегчается стыковка труб, а швы получаются более прочными.

Пошаговая инструкция сооружения котла на твердом топливе

Итак, весь процесс, как сделать котел своими руками по чертежам, можно разделить на несколько последовательных этапов:

1. Используя болгарку, из труб и профилей нужно вырезать заготовки. Профили будут стойками, в них газовым резаком нужно прорезать круглые отверстия для стыковки с трубами. Понадобится сделать по 4 отверстия по трубу Ø50 мм в передних стойках и по столько же в задних. Кроме того, нужны еще отверстия для врезки в систему отопления. Наплывы и нагар в результате резки или сварки нужно зачистить болгаркой, чтобы они не мешали движению воды по трубам.
2. Далее заготовки собирают в единую конструкцию. Работать придется вдвоем – сварщику понадобится помощник, чтобы придерживать трубки в неподвижном положении. Чтобы было удобнее, можно поставить стойки с трубами на ровную поверхность и сварить переднюю и заднюю часть котла.
3. Теперь нужно обеспечить подачу и отток воды из котла. К готовому каркасу приваривают входящую и обратную трубу, а торцы прямоугольных профилей заваривают кусками металла 60×40 мм.
4. Прежде чем монтировать теплообменник, его проверяют на герметичность. Для этого его устанавливают вертикально, закрывают нижнее отверстие и наполняют водой. Если протечек на швах нет, значит можно работать дальше.
5. Из кирпича выстраивают корпус котла и встраивают в него теплообменник, оставляя зазор между ними не менее 1 см. Установить регистр нужно так, чтобы создать подъем в сторону выходящей горячей воды. Перепад уровня между выходным отверстием и передним правым верхним углом теплообменника должен быть не менее 1 см. Это позволит улучшить циркуляцию теплоносителя и избавит от воздушных пробок.
6. Кирпичная кладка должна перекрыть теплообменник сверху на 3-4 см. Поверх кладки укладывают чугунную плиту. Дымоход устанавливают по усмотрению хозяев – кирпичный, металлический, или выводят в уже готовую трубу.

Как повысить производительность котла

Самостоятельно собранный твердотопливный котел, как правило, отличается существенными теплопотерями, связанными с уходом тепла в дымовую трубу. Причем чем прямее и выше дымоход, тем больше теряется тепла. Выходом из положения в данном случае будет создание, так называемого, отопительного щита, то есть дымохода изогнутой формы, который позволяет передать больше тепловой энергии кирпичной кладке. Кирпич, в свою очередь, будет отдавать тепло воздуху в помещении, обогревая его. Нередко такие ходы устраивают в стенах между комнатами. Однако подобный подход осуществим только, если котел расположен в подвале или на цокольном этаже, либо при условии постройки громоздкого многоступенчатого дымохода.

Как вариант, повысить эффективность котла можно, если вокруг дымовой трубы смонтировать водонагреватель. В данном случае тепло уходящих газов будет нагревать стенки дымохода, и передаваться воде. Для этих целей дымоход можно сделать из более тонкой трубы, которую встроить в трубу большего сечения.

Наиболее эффективным способом повысить КПД твердотопливного котла будет установка циркуляционного насоса, принудительно перекачивающего воду. Это позволит повысить производительность установки примерно на 20-30 %.

Безусловно, сконструировать котел нужно так, чтобы теплоноситель мог циркулировать самостоятельно, если в доме отключили электричество. А при его наличии насос позволит ускорить прогрев дома до комфортных температур.