Собственноручное изготовление твёрдотопливного котла

Популярность загородного жилья растёт. Но из-за отдалённости участка для дома нередко приходится искать неординарные виды отопления без использования газа или электричества. Самой эффективным агрегатом для такого независимого обогрева является твёрдотопливный котёл. Разберёмся в премудростях его изготовления своими руками.

Устройство и схема твёрдотопливного котла

Данная установка представляет собой классическую печку на дровах или другом подобном горючем, соединённую с полостями для жидкого теплоносителя. Топливо в этом оборудовании поджигается, во время его горения разогревается жидкость (обычно это вода) и, курсируя по трубам, она отдаёт тепло дому.

Во всех твёрдотопливных котлах есть основные элементы:

• топка с дверцей — камера для прогорания топлива;
• зольник с дверцей — отдел под топкой, куда ссыпается зола;
• решётка, разделяющая камеры, или колосник;
• водяная рубашка — теплообменник, в котором курсирует вода для обогрева дома;
• дымоход — труба для отвода дыма.

Топливо разогревает жидкость, которая курсирует по трубам и отдёт тепло дому

Описываемые агрегаты для подогрева теплоносителя отличаются лишь внутренним устройством.

В зависимости от схемы сжигания горючего есть два типа установок:

• котлы с верхним розжигом (длительного горения);
• котлы с нижним розжигом.

Последние представляют собой традиционный тип, когда природное сырьё поджигается снизу. К первому варианту относятся агрегаты с замедленным прогоранием топлива. На поджигаемое сверху горючее также сверху дозировано подаётся воздух. Так твёрдое топливо очень медленно сгорает внутри своей камеры сверху вниз, а его загрузка производится крайне редко.

Среди котлов с верхним розжигом особо выделяются пиролизные. Они используют явление, называемое пиролизом. Это разложение (тление) дров (или другого подобного топлива) с выделением газа. В таких установках при недостатке кислорода горючее фактически не горит, а разлагается в одной камере, при этом во второй, соседней камере, догорает пиролизный газ. Здесь твёрдое топливо обычно продавливается поршнем, совмещённым с трубой для подачи воздуха в первичную камеру (отсек для дров).

В пиролизных котлах дрова медленно тлеют, при этом в соседней камере догорает газ

В результате происходит крайне медленное сжигание горючего. При этом котёл отдаёт много тепла. Такое отопление в доме с теплоносителем в виде воды является очень эффективным.

В то же время по виду сжигаемого топлива котлы разделяют на:

• дровяные;
• угольные;
• пеллетные.

Вверху дровяного котла находится топка, а внизу — зольник

С первыми двумя понятно. А что касается пеллетного агрегата, то в нём сжигаются специальные спрессованные брекеты из опилок. Их и называют пеллетами.

В любых описанных котлах конструкция теплообменника может иметь одну из следующих компоновок:

• простая гнутая труба или система гнутых труб;
• гнутые трубы, дополненные листовыми регистрами по типу автомобильного радиатора.

Второй вариант обычно приобретают в готовом виде в магазине теплового оборудования.

Теплообменник состоит из гнутых труб, дополненых листовыми регистрами

Подготовка к работе

Рассмотрим принцип построения описанных котлов отдельно для каждого вида, однако набор инструментов всегда останется неизменным. Заготовки для собираемых агрегатов должны быть только из чугуна, как из самого стойкого к огню и жару металла.

Нам пригодится следующий арсенал:

• простой сварочный аппарат с напряжением в 220 вольт с набором защитных средств и электродами;
• углошлифовальная машинка с набором дисков;
• электрическая дрель с набором свёрл;
• рулетка, уровень, угольник.

Можно обойтись и без сварки, но в этом случае стенки котла придётся скреплять с помощью кирпичной кладки. Теплообменник в этом случае нужно будет заказать на предприятии.

Для изготовления агрегата на твёрдом топливе изначально необходимо посчитать размеры его топки. А они берутся исходя из мощности котла. Эти киловатты, в свою очередь, рассчитываются так: в качестве исходной величины используют площадь отапливаемого помещения высотой 2,5 м, в среднем принимают мощность котла равной количеству квадратных метров дома, поделённому на десять.

Пусть, к примеру, у нас площадь отапливаемого помещения равна 80 кв. м. Тогда необходимая мощность котла:

N = 80 / 10 = 8 кВт.

При сгорании 1 кг твёрдого топлива, согласно справочным данным, выделяется около 4 кВт. В соответствии с вышеприведённым расчётом для отопления 80 м 2 достаточно 8 кВт.

Значит, из вышесказанного следует, что наша топка должна вмещать хотя бы 2 кг горючего (8 квт / 4 квт = 2). Известно, что 500 кг высушенного твёрдого топлива занимает примерный объём в 1 м 3 . Получается, искомую величину топки можно найти, если поделить кубометр на 500 кг и умножить на 2 кг.

V = (1 / 500) х 2 = 0,004 м 3 .

Далее принимаем размеры твёрдотопливного котла такими, чтобы объём его топки оказался не меньше найденной величины.

Нас устроят следующие габариты:

• высота агрегата — 0,5 м;
• ширина — 0,2 м;
• глубина топочной камеры — 0,3 м.

Для проверки объёма перемножаем данные величины. V = 0,2 х 0,3 х 0,5 = 0,03 м 3 .

Этот параметр больше нашей расчётной величины, равной 0,004 м 3 . Значит, принятые габариты нас устроят. Теперь можно сделать эскиз.

Выход для дымохода можно расположить сзади котла

Исходя из значений габаритов агрегата, запасёмся прямоугольными листами чугуна толщиной 8 мм для изготовления котла, а также теплообменником. Нам понадобятся следующие детали.

• боковые стенки с размерами 0,5 х 0,3 м — 2 штуки;
• задняя стенка с габаритами 0,5 х 0,2 м — 1 штука;
• днище агрегата с размерами 0,2 х 0,3 м;
• Перед теплогенератора в сборе с дверцами камер (0,5 х 0,2 м) — 1 штука;
• верхний лист с отверстием для дымохода (0,2 х 0,3 м);
• теплообменник.

Последний элемент сделаем из чугунной трубы с помощью гибочного станка. При необходимости воспользуемся сварочным аппаратом.

По теплообменнику курсирует нагретая вода

Переднюю часть теплогенератора в сборе с дверцами лучше приобрести на «блошином» рынке — там их много! Также необходимо докупить решётку, устанавливаемую над зольником. Через неё будет сыпаться зола из топки. Теплообменник же можно заказать отдельно в сварочном цехе.

Для пиролизного агрегата, а также для изделия с возможностью редкой закладки дров используем цилиндр. Это должна быть чугунная бочка или труба диаметром примерно 400 мм. Её высота составит около 1 метра. Для верхней части, как и для днища, необходима круглая заготовка с тем же диаметром 400 мм.

Для пиролизного котла понадобится перегородка, похожая на верхушку. Это будет чугунный круг также диаметром 400 мм. Он отделит камеру для твёрдого топлива от отсека для догорания пиролизного газа. Для проникновения газов в нём нужны отверстия. Такой же круг пригодится для поршня.

Навскидку видно, что объём данных установок также превысит расчётную величину 0,004 м 3 .

Пошаговая инструкция по изготовлению твёрдотопливного котла

Сначала соберём классический агрегат на дровах с нижним розжигом.

При изготовлении такого агрегата следует действовать поэтапно:

1. На ровной площадке горизонтально устанавливается нижняя часть — чугунное днище будущего теплогенератора. Остальные заготовки предварительно зачищают с помощью углошлифовальной машинки в местах будущей сварки.
2. Затем вертикально располагают все стенки корпуса изделия. С помощью угольника соблюдают их взаимную перпендикулярность. Проваривают детали электродами в местах соединения. Получается пока короб без верха.

Соединяя стенки корпуса, следует соблюдать перпендикулярность, для этого нужно воспользоваться угольником

В зольник ссыпается пепел от сгорания топлива

Внутри гнутая труба

Испытание агрегата производят только после полной установки всей отопительной системы.

Данный агрегат практически не отличается от дровяного. Только в качестве твёрдого топлива в нём используются прессованные опилки — пеллеты.

Пеллеты удобны в использовании

Исходя из вышесказанного, инструкция по сборке котла на данном виде топлива будет идентична описанной ранее. Только решётка для зольника здесь используется с более узкими щелями, чтобы гранулы сразу не проваливались вниз.

Данный агрегат отличается от вышеописанного тем, что дрова или пеллеты загружаются и поджигаются в нём сверху, а не снизу. Также корпус изделия цилиндрический. Инструкция по изготовлению выглядит так:

1. Устанавливаем днище диаметром 400 мм на площадку для котла.
2. Привариваем к нижней части чугунную трубу соответствующего размера. Это и будет корпус собираемого агрегата.

Для корпуса котла можно использовать трубу диаметром 400 мм

В котле дительно горения обязательна труба для подачи воздуха

В данном изделии устройство напоминает только что описанное. Но необходимо добавить несколько деталей.

Так как изготовить пиролизный котёл самостоятельно очень сложно, его обычно приобретают целиком. Описанная ниже инструкция представляет собой примерный план действий при монтаже самодельной установки.

Поначалу используют тот же цилиндр, что и в предыдущей технологии. Далее осуществляют следующие действия:

1. Внутрь ёмкости вваривают перегородку. Это круг из чугуна с отверстиями. В будущем он отделит верхнюю камеру для сгорания дров от отсека для пиролизного сжигания выделяющегося газа.
2. Далее изготавливают поршень. Эта деталь призвана продавливать твёрдое топливо во время его горения. Элемент должен быть тяжёлым, а его диаметр — чуть меньше соответствующей величины цилиндра.

Поршень продавливает топливо во время его горения

Все котлы связывают с общей системой отопления одинаковым образом, поэтому дальнейшее описание — одно для всех приведённых инструкций.

Подсоединение обвязки к теплогенератору выполняется поэтапно:

Для начала монтируют подающий водопровод. Он должен соединяться с верхним выводом твердотопливного котла посредством вентиля, роль которого выполняет обычно шаровой кран.

Подающий водопровод соединяется с котлом с помощью шарового крана

Расширительный бак служит стабилизатором давления в системе

К радиаторам присоединяется подающая линия отопления

Циркуляционный насос лучше монтировать на обратной линии

Рекомендации по размещению и установке

Монтаж котла производят в соответствии со строительными нормами. Здесь главное — соблюдение правил пожарной безопасности.

Расстояние от стен до котла должно быть не менее 35 см.

Место для теплогенератора выбирают в частном доме из следующих соображений:

• котёл должен находиться в центре здания, в углу стен, соседствующих с другими помещениями;
• агрегат располагают близко к домовому дымоходу;
• место установки теплогенератора (пол и стены) покрывают металлом или другим материалом, защищающим от возгорания.

Эти рекомендации сходны с теми, которые учитывают при установке дровяных печей.

Приведённые инструкции доказывают, что сделать твёрдотопливный котёл своими руками не так уж и сложно. Главное, необходима некоторая сноровка в слесарных делах. Также нужно уметь обращаться со сварочным аппаратом. В то же время сооружённый по всем правилам твёрдотопливный котёл практически не требует ухода. Достаточно лишь раз в сезон очищать его от золы.