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

Распространённые проблемы и их решение

Неисправности в работе котла чаще возникают по причине нарушений, допущенных при:

• выборе дымохода;
• сварке труб «рубашки»;
• резьбовом соединении;
• расчёте наклона теплообменника.

Если после загрузки сырья в котёл появляется дым, то проблема заключается в тяге. Она же препятствует нормальному горению топлива в котле.

Внимание! Перед строительством необходимо получить консультацию инженера для расчёта высоты и диаметра конструкции. При образовании смолистых выделений в котле рекомендуют:

При образовании смолистых выделений в котле рекомендуют:

• увеличить рабочую температуру до 75 или более градусов;
• почистить внутренние стенки камеры;
• поддерживать температуру воды в обратке на уровне от 55 и более градусов 3-ходовым клапаном.

Сырые или недостаточно калорийные дрова часто мешают равномерному сжиганию и обогреву помещения.

Что потребуется?

Потребуется небольшой набор инструментов, материалов, схемы, эскизы конструкций отопительных котлов.

Инструменты

Вопрос инструментов не настолько важен, как уровень мастерства мастера. Простых навыков начинающего сварщика в гаражной мастерской будет совершенно недостаточно. Уровень требуется выше среднего. Причина требований — работа при высоких температурах, давлении горячей воды. Если сварные швы будут недостаточно качественными, вероятна течь, разрыв.

Потребуются следующие инструменты:

1. Сварочный инверторный аппарат
2. Сварочный полуавтоматический аппарат
3. Угловая шлифмашина
4. Высокоскоростная дрель, набор сверл по металлу
5. Приспособления для фиксации деталей при сварке — струбцины, ваймы
6. Сварочный стол
7. Маска сварщика
8. Пневматический краскопульт

Материалы

Если не уделить должного внимания качеству материалов, изготовленная в результате многочасового труда конструкция не оправдает ожиданий, выйдет из строя после нескольких дней эксплуатации. Чаще появляются течи водяной рубашки, начинает пропускать дым сквозь сварные швы система дымовых оборотов.

Избежать проблем можно только применением качественных материалов:

1. Листовая сталь термостойких марок
2. Бесшовные трубы
3. Строительная арматура
4. Асбестовые листы, уплотнительные шнуры
5. Газовые, водопроводные фитинги, манометры, биметаллические термометры
6. ФОМ-лента
7. Термостойкая краска

Проект

Представлен ряд схем работы, эскизов с размерами наиболее практичных, технологически простых отопительных конструкций.

Твердотопливный котел — схема, основные размерыСхема с размерами простейшего отопительного котла

Типовые схемы обвязки

Для правильной обвязки отопления необходимо разработать индивидуальный проект, поскольку каждое жилое помещение и котельная индивидуальны, хотя имеют ряд схожих черт. Такие проекты основываются на типовых схемах, отражающих общие для всех, принципиальные позиции монтажа систем в различных условиях.

Система открытого типа с естественной циркуляцией

Такая схема, по-другому гравитационная, является наиболее распространенной. Имеет свои преимущества и недостатки.

Положительные стороны:

1. Эффективная работа.
2. Простота монтажа.
3. Относительно низкая стоимость.
4. Высокая безопасность.
5. Автономность.

Так как вода при нагревании имеет свойство расширяться, при гравитационной схеме обязательна установка расширительного бака, собирающего излишки теплоносителя.

Отрицательные стороны:

1. Сложность в управлении.
2. Необходимость в постоянном контроле системы.
3. Повышенный расход топлива.

В открытой системе ввод обратки в котел должен быть ниже радиаторов минимум на 0,5 метра.

Закрытая система с естественным движением теплоносителя

В отличие от открытой, здесь необходимо установить мембранный бак на обратном трубопроводе. Для эффективного функционирования его размер должен превышать на 10 % объем теплоносителя в целом по системе.

Для возможности сброса излишнего давления из трубопроводов (более 2 атм.) следует установить предохранительный клапан, подключив его к канализации.

Система с принудительной циркуляцией

Система с принудительной циркуляцией отличается тем, что имеет в своем составе насос. Это обеспечивает равномерность температуры на всех участках. Кроме того, применение циркуляционного оборудования позволяет минимизировать уклоны трубопроводов.

Для сохранения работоспособности отопления в случаях посадки напряжения или поломки насосов необходимо предусматривать обводные линии в обход оборудования. Циркуляционный насос устанавливается на обратке из соображений безопасности, а также повышения степени надежности и долговечности работы.

Схема с буферной емкостью

Схема обвязки твердотопливного котла отопления с теплоаккумулятором применяется для поддержания постоянной температуры в системе (ТТК плохо управляются, требуя неустанного контроля за количеством топлива и тягой) и во избежание закипания рабочей жидкости.

Теплоаккумулятор представляет собой герметично выполненный бак, установленный между котлом и потребителем. Принцип работы устройства заключается в том, чтобы аккумулировать избыток тепла в собственном объеме, отдавая его в систему при необходимости.

Температура теплоносителя регулируется посредством узла смешения, представляющего собой трехходовой клапан с датчиком температуры.

Обвязка с трехходовым клапаном

Для дополнительной защиты отопительного котла от перегрева предусматривается контур для аварийной подачи холодной воды в теплообменник либо в установленный внутри оборудования специальный змеевик.

Работа данного узла осуществляется благодаря оборудованию трехходовым вентилем и датчиком температуры внутри теплообменного аппарата. Сброс нагретой воды происходит в канализацию.

С установкой бойлера косвенного нагрева

Обвязка твердотопливного котла с бойлером косвенного нагрева подходит для любой схемы подключения. Бойлер служит для нагрева холодной воды в целях горячего водоснабжения.

Подключение водонагревателя к системе происходит параллельно со всеми приборами, использующими горячую воду

Здесь важно помнить, что для увеличения эффективности его работы, следует предусмотреть трехходовой кран, перекрывающий отвод воды из агрегата, если та еще не нагрелась

Коллекторная схема

Коллекторы служат для одновременного параллельного подключения нескольких веток отопления. Например, при подсоединении к одному агрегату теплого пола, радиаторов отопления на нескольких этажах (для каждого отдельная ветка) и т. д.

Несмотря на очевидное усложнение, использование коллекторов (гребенок) открывает широкие возможности для регулировки системы, повышения эффективности и надежности.

Что нужно для установки твердотопливного котла своими руками?

Если для монтажа твердотопливного котла вы не собираетесь привлекать специалистов, вам придётся самостоятельно подготовиться к работе.

Прежде всего понадобится спецодежда и инструмент:

• спецовка, краги и сварочная маска;
• сварочный аппарат;
• дисковая пила с режущими дисками по металлу;
• строительный уровень и угольник;
• набор рожковых ключей;
• разводные ключи;
• отвёртка с набором различных насадок;Слесарный инструмент
• рулетка и маркер;
• пистолет для герметика.

Для подключения котла к отопительной системе нужно дополнительно приобрести:

• 2 шаровых крана со сгоном и двусторонней (внешней и наружной) резьбой диаметром 50 мм;
• группу безопасности (манометр, предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик и пару шаровых кранов диаметром 15 мм);
• 3 стальных муфты диаметром 50 мм;
• стальные переходники 57-32 мм;
• стальные отводы диаметром 50 мм;
• дымовую трубу с шиберной задвижкой;
• металлические трубы для подключения котла;
• термозащищённый герметик;
• сантехническую подмотку;
• циркуляционный насос (устанавливается на линии обратного хода и обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя в случае затруднения естественной).Схема отопительной системы на базе твердотопливного теплогенератора

Самое главное при установке теплогенератора – следовать положениям инструкции завода-изготовителя. Перед началом монтажных работ необходимо выполнить сборку системы отопления и проверить её на герметичность, а также организовать вентиляцию и систему дымоудаления в котельной.

Нюансы обвязки

Несмотря на то, что обвязка подбирается индивидуально, есть несколько общих положений, которых нужно придерживаться:

1. Котел для схем с естественной циркуляцией отопления устанавливают ниже уровня радиаторов.
2. Основание для установки напольных агрегатов должно быть из негорючих материалов.
3. Помещения котельных оснащаются вентиляцией и освещением.
4. Обвязку котлоагрегата выполняют с включением коаксиального дымохода.
5. После сборки и установки агрегата и дымовентиляционных систем устанавливают группу безопасности: контрольный манометр, клапан для сброса давления и далее воздухоотводчик.
6. Расширительный бак устанавливают между гидрострелкой и котлоагрегатом.

Подключение настенного котла

Этот тип котлоагрегата позволяет выполнить установку на стене в кухне. Конструкционно он выполнен таким образом, что необходимая обвязка уже осуществлена заводом-изготовителем, а элементы ее поставляется в комплекте. В зависимости от разновидности агрегата, они могут быть одно или двухконтурные, поэтому число труб для обвязки может отличаться.

Обвязка настенного газового котла

Алгоритм обвязки двухконтурного газового котла:

1. Удаляют заглушки с патрубков.
2. Устанавливают сетчатый фильтр на обратке, для удаления грязи и взвешенных веществ.
3. Устанавливают фильтр очистки воды от солей жесткости, его можно установить на общем вводе водопроводной воды.
4. При обвязке настенного газового котла устанавливают запорно-регулирующую арматуру с разъемными соединениями, например, «американки».
5. Патрубки холодной воды, располагаются с левой стороны относительно центра котла, а горячей – с правой.
6. Выполняют подключение котла к газовой магистрали с привлечением аттестованного специалиста, окончательный допуск котла будет выдаваться представителем горгаза, после пробного пуска котельного оборудования.
7. При обвязке двухконтурного газового котла уплотнения резьбовых газовых соединений выполняют только паклей.
8. Устанавливают специальный фильтр на кране-отсекателе газа.
9. Котел подключают к газовой магистрали гофрированным шлангом и накидной гайки с паранитовой прокладкой.

Подключение напольного газового котла

Эта схема требует отдельного помещения для размещения котла, поскольку напольные модели крупногабаритные и зачастую имеют открытую конструкцию топки, работающую с естественной циркуляцией по газовоздушному тракту. Также в схему включают насос для циркуляции теплоносителя, особенно для обвязки двухконтурного газового котла и для многопланового уровня отопления: этажность, разные виды отопления – радиаторная и «теплый пол».

Схема для двухконтурного нагрева (отопление и ГВС) состоит из 5 труб: 1- газ, 4- водяной теплоноситель. Первая подключается к горелочному устройству шаровым краном.

Схема подключения водяного теплоносителя при обвязке напольного газового котла:

• Вход бойлера отопления;
• выход бойлера отопления;
• вход теплообменника ГВС;
• выход теплообменника ГВС.

Распределение потоков воды автоматическое, выполняется трехходовым краном, гидравлической стрелкой либо балансировочными кранами.

Для обвязки напольного газового котла с разветвленными сетями отопления, и большой протяженности, рекомендуется обвязывать 2 коллектора, с автономным насосом, например, один для низкотемпературного теплоносителя до 50 С системы «теплый пол», а другой до 90 С для обычных радиаторов.

Для снижения температуры коллектор может укомплектовываться смесителем или трехходовым краном с сервоприводом, установленным между подачей и обраткой на гребенке. Датчики позволяют устанавливать различную температуру в контурах.

Таким образом, для того чтобы правильно обвязать котел потребуется не только опыт монтажных работ, но и четкое выполнение государственных правил эксплуатации и требований завода-изготовителя.

Технология изготовления своими силами и чертеж твердотопливного котла

Если детально разобраться в проблеме того, каким образом изготавливается твердотопливный котел своими руками,  то становится очевидным факт, что ничего особенно сложного в этом нет. Разумеется, если грамотно организовать весь рабочий процесс. Желательно проводить работы в месте, где можно разместить рабочий стол – например, в специально оборудованной мастерской. Детали делаются на верстаке.

Этап 1. Детали для корпуса

Как мы уже рассматривали ранее, главным элементом любого отопительного котла является топка. Для изготовления топки вам потребуются только качественные материалы, способные выдерживать критические температуры – ведь в ней она нередко превышает тысячу градусов. А теперь поэтапно рассмотрим, как вы будете изготавливать непосредственно корпус котла.

• Если вы не смогли найти жаропрочную сталь, то можете взять и простую, но при этом позаботьтесь о двойных стенках, дабы узел получился максимально долговечным. Каждая из стенок вырезается из стального листа с помощью углового шлифовального прибора.
• Как известно, на чертеже котла должны быть все необходимые размеры, которые вы перенесете на металлопрокат, используя длинную линейку и измерительные инструменты. Но стенки – это еще не все, что вам предстоит вырезать, позаботьтесь также о ребрах жесткости, которые нужно сделать из профильной стальной трубы. Уголок нам потребуется для того, чтобы усилить стыки между всеми элементами конструкции.
• Проделываете квадратное отверстие в передней стенке корпуса, оно должно в точности соответствовать размерам дверцы бункера для топки и для золы.

Важно! Для того чтобы сделать квадратное отверстие необходимых нам размеров, для начала нанесите на сталь разметку, затем посредством электродрели проделываете отверстия по углам. После этого делаете сквозной прорез, используя угловой шлифовальный аппарат, и ведете его (прорез) из центра в направлении к краю

Благодаря этому вы сумеете избежать того, что лист стали повредится при работе.

Этап 2. Теплообменник и резервуары для воды

Если вы хотите получить эффективный твердотопливный котел своими руками, то вам следует позаботиться и о том, чтобы он был оснащен парой резервуаров для воды. Для их изготовления используйте приготовленный ранее лист нержавеющей стали. Вырезаем из него прямоугольники необходимых нам размеров и свариваем их между собой. Как уже говорилось, для проведения сварочных работ требуется не только специальное оборудование, но и соответствующая квалификация. В этом плане можно не рисковать и обратиться за помощью в специальную мастерскую, где опытные профессионалы сами изготовят резервуары для воды.

Что же это такое – теплообменник? По сути, это комплект обычных труб, используемых в водопроводах. Их необходимо сваривать между собой таким образом, дабы в итоге они образовались своего рода проточный цикл, имеющий предельно возможную внешнюю площадь. Благодаря этому вы сможете добиться наиболее эффективной теплоотдачи между сгораемым топливом и теплоносителем.

Пиролизное оборудование

Котел пиролизного типа отличается от обычного тем, что в его конструкции имеется две камеры сгорания: одна – для топлива, вторая – для дожига горючих газов. Они разделены колосниковой решеткой, свободно пропускающей воздушные потоки. Хороший вариант материала для этого – арматура. Глухую перегородку делать ни в коем случае нельзя, иначе прибор не будет работать.

Чтобы сделать твердотопливный котел длительного горения пиролизного типа, понадобится наличие следующих материалов и инструментов:

• Листового металла на 4 мм.
• Трубы с толщиной стенок 2 мм.
• Сварочного аппарата.
• Болгарки, дрели, и комплектующих деталей к ним.
• Металлических полос, арматуры и уголков.

Приступая к самостоятельному сооружению такого серьезного оборудования, необходимо обзавестись детальной схемой агрегата. Желательно, чтобы проект был разработан человеком с богатым опытом в сфере теплотехники. Производя пробный запуск самодельного котла длительного горения на угле, нужно определить его КПД. Самый простой вариант – использовать для этого выходящий из трубы дым. Если запах угарного газа отсутствует, это свидетельствует о высокой эффективности оборудования. В подобном тестировании нуждается весь спектр рабочих мощностей.

Монтаж самодельного твердотопливного котла длительного горения необходимо провести по всем правилам. В этом случае преследуются больше не технические цели, а соображения безопасности. Допущенные нарушения приводят к значительным штрафам, ставя под угрозу жизнь людей. Для установки отопительного агрегата потребуется наличие нежилого помещения (котельной). В качестве платформы под котел сооружают кирпичное или бетонное основание. Пол перед топками укладывают листовым металлом толщиной 1,5-2 мм.

Схемы подключения отопления частного дома своими руками

В случае с монтажом парапетного газового котла, который также может быть двухконтурным, понадобится отдельно устанавливать циркуляционный насос, размещаемый на трубе, являющейся обраткой, а также расширительный бачок и прочие дополнительные обвязки. Даже сегодня есть сторонники такого метода разводки коммуникаций для обогрева помещения.
Отсутствие кранов и фитингов делает такую систему также самой практичной по причине минимизации риска возникновения протечек или прорывов воды. И никак иначе

Ставить агрегат допускается своими силами, но при этом важно соблюдать все правила электробезопасности.
Причем у такого оборудования фактически нет недостатков, кроме высокой пожарной опасности, которая присуща всем котлам. Однотрубная разводка — самый дешевый вариант

Электрический теплый пол Элементарный по укладке и эксплуатации вид отопления.
Из котла водонагревания выходит одна труба и, последовательно оббегая все радиаторы, возвращается назад. Можно в каждой из комнат увеличивать или снижать температуру по необходимости. При обустройстве асбоцементного дымохода понадобится впоследствии его утеплить минеральной ватой с фольгой.
Подведение итогов Выше представлена схема установки газового агрегата, который может быть как одноконтурного, таки двухконтурного типа. В этом случае температура всех радиаторов во всех комнатах будет приблизительно одинаковой. В открытом варианте манометр вовсе не требуется. Такие котлы отличаются достаточно высоким коэффициентом полезного действия, но при этом нуждаются в регулярной не менее раз в неделю очистке от продуктов сгорания, монтаже дымохода, организации вытяжной вентиляции и наличии отдельного помещения.

Отопительные приборы

При отсутствии специальных указаний при установке котла используются такие правила: Ширина прохода с лицевой стороны котла должна быть не менее 1м. В небольших частных домах применяются такие типы двухтрубных систем отопления: тупиковая; коллекторная лучевая. Основным минусом такой разводки является некоторое увеличение метража труб. В этом случае горячая вода, идущая от котла, поступает к радиаторам по одной трубе, а отвод уже остывшего теплоносителя выполняется по другой. Считаются одними из самых долговечных и экономичных котлов.

Колебания фиксируются датчиками, и при необходимости система приводит их к нормальным параметрам. Такой насос относится к категории аварийного оборудования и работает на аккумуляторной батарее. Основная задача насоса заключается в подаче остывшей воды в котел для ее нагрева и распределение уже подогретого теплоносителя по системе. К тому же применение такой схемы для отопления с электрокотлом подразумевает сложный процесс балансировки. В комплекте с оборудованием должен идти бокс с защитными автоматами C16, которые монтируются дома рядом с агрегатом.

Обязательным условием правильной циркуляции воды в самотечной системе является монтаж труб под небольшим — до — углом. Даже при использовании многотарифной системы затраты на обогрев дома таким способом будут на порядок выше, чем в случае с дровяным нагревателем. В основе всех котлов, работающих на твердом топливе, положен принцип Колпакова, когда сперва прогревается котел, а далее температура поддерживается на определенном уровне, чтобы обеспечить стабильность нагрева теплоносителя. Чтобы добиться хорошего эффекта в использовании полученной энергии, необходимо установить тепловой аккумулятор. Ведь батареи пойдут по внутреннему периметру, вдоль несущих стен, причем даже последний радиатор должен располагаться немного выше котла.
Подключение теплого пола к системе отопления. 4 способа подключения.

Схемы подключения

Обвязка двух котлов разного типа в одной схеме (газовых и твердотопливных)  — этап очень ответственный. Любая ошибка может не только снизить эффективность отопления, но и создать аварийную ситуацию.

Для расчета схемы подключения лучше пригласить специалистов проектной организации. Они подберут пару отопителей с последовательной или параллельной обвязкой и различными способами управления — ручным или автоматическим.

Автоматическое управление

Схема с автоматическим управлением с точки зрения гидравлики практически не отличается от ручного способа. Единственное различие —  установка двух обратных клапанов.

Они ставятся с целью недопущения холостого протока теплоносителя через временно отключенный котел. Проблема решается установкой гидрострелки. Обратные клапаны располагают на обратке, направленными один на другой.

Схема обвязки двух котлов с автоматическим управлением

Для автоматической системы также необходима установка термостата, отключающего насос для принудительного перемещения теплоносителя. Когда в топке выгорит твердое топливо, смысла в холостой циркуляции воды через отключившийся аппарат нет, так как этим создается дополнительное сопротивления для второго котла.

Ручное управление

При реализации этого варианта для сбалансированности работы двух котлов требуется лишь запорно-регулирующая арматура. Все переключения между котлами осуществляются самим оператором путем открытия/закрытия двух вентилей на обратке. Для полного прекращения циркуляции нагретой воды необходимо отключение четырех вентилей —  двух на подаче и двух на обратке.

Обвязка двух котлов с ручным управлением

В схемах с ручным управлением необходимо предусмотреть установку двух расширительных бачков, с помощью которых компенсируется тепловое расширение воды в процессе постепенного прогрева холодного котла. Один бак с одновременной нагрузкой от двух агрегатов справиться не в состоянии.

Конструкция и принцип работы

Как уже отмечалось ранее, подобного рода оборудование имеет массу схожих черт с обычными печами. Вместе с тем, есть и масса отличий, все они преимущественно касаются способа теплоотдачи в дом. Итак, ниже приведены основные составляющие классического котла на твердом топливе.

• Бокс, в котором сжигается твердое топливо. Он оборудуется специальными колосниками, которые предназначаются для подачи необходимого количества воздуха.
• Необходимое число дроссельных заслонок, которые будут перекрывать каналы после того, как угаснет пламя, и контролировать силу воздушной тяги.
• Резервуар для воды. Вода будет служить теплоносителем в нашей отопительной системе. Также это может быть трубчатый теплообменник.
• И куда же без дымохода. Он предназначен для создания тяги, необходимой для вывода продуктов горения твердого топлива наружу.

Также желательно использовать в отопительной системе специальные термоаккумуляторы, которые необходимы для равномерного распределения тепла по всей площади отапливаемого помещения. Это еще одна металлическая емкость определенного размера, которая монтируется на твердотопливный котел своими руками и занимается накоплением тепловой энергии во время активной топки. Когда топка временно прекращается, теплоноситель начинает циркулировать по магистралям и нагнетать воздух.

Еще один «бонусный» резервуар, который устанавливается над термоаккумулятором и представляет собой накопитель горячей воды, предназначенной для хозяйственных нужд. Это отнюдь не обязательная составляющая отопительной системы – она необходима больше для того, чтобы создать на даче максимально комфортные условия для жизни.

До того как приступить непосредственно к работе, составьте точные чертежи как самого котла, так и всей отопительной системы. Но для того чтобы площадь жилого помещения использовалась максимально рационально, к каждой отопительной системе требуется сугубо индивидуальный подход.

Важно! Не так давно для облегчения нашей жизни были разработаны автоматические котлы на твердом топливе

Принцип действия и преимущества

Практика использования твердотопливных установок с водяным контуром показывает, что самым простым и приемлемым вариантом является изготовление и применение для отопления дома классических самодельных устройств прямого горения на дровах.

Преимущества самодельной установки

Помимо экономии средств, выбор в пользу самодельной установки имеет и другие преимущества:

• Профессионально выполненный из качественных материалов и комплектующих теплогенератор выдерживает критические нагрузки при избыточном давлении до 4 Атм. Такие ситуации случаются при закипании воды в рубашке и теплообменнике по причине прекращения циркуляции теплоносителя, возникающего по разным причинам. Последствием высокого давления пара может стать разрыв теплообменника в слабом месте.
• При изготовлении конструкции своими руками есть возможность ее усовершенствования в соответствии с вашими требованиями, своей системой отопления, под доступный вид топлива.
• Модернизацию установки проводят поэтапно. После года успешной эксплуатации базовой модели можно ее автоматизировать, добавив комплект автоматики. Делается это в перерыве между отопительными сезонами. На следующий год вносятся новые, улучшающие систему изменения.

Принцип действия базового отопительного агрегата

Принцип действия простой: дрова закладываются в топку, поджигаются и горят при естественной тяге дымохода. Тепло отдается водяной рубашке и теплообменнику. Интенсивность горения регулируется при помощи дверцы зольника, в народе называемого поддувалом. Количество воздуха, поступающего через колосниковую решетку в топку, дозируется открыванием этой самой дверцы. Схема работы теплообменника такова: сквозь дымогарные трубы проходят дымовые газы высокой температуры, отдающие тепло омывающей их воде. Классическая базовая конструкция отличается:

• простотой изготовления;
• удобством обслуживания;
• не ограничивает влажность дров;
• ремонтопригодностью, возможностью модернизации и устранения недостатков, обнаруженных при эксплуатации.

Объем камеры сгорания определяется методом расчета под свои условия или на основании готового расчета по мощности агрегата, отапливаемой площади и т.д. Частью камеры сгорания является камера отвода горячих газов, через которую происходит их подача к дымоходу для дальнейшего выведения.