Дровяной котел длительного горения – как сделать самому?

Традиционные твердотопливные котлы имеют серьезный недостаток. В них необходимо регулярно подсыпать очередную порцию дров, угля, пеллет. Это усложняет процесс их эксплуатации и делает ее достаточно затратной. Подобных проблем лишен дровяной котел длительного горения (КДГ), в котором топливо тлеет продолжительное время, обеспечивая высокую температуру воздуха в помещении. Такие агрегаты – идеальный вариант обогрева частных домов и хозяйственных построек в местностях, где нет газа.

Котлы длительного горения – устройство и принцип функционирования

В обычных дровяных печах топливо сжигается снизу вверх. Это основной принцип работы таких устройств. Нижний слой дров загорается первым. Горячие потоки идут наверх, что приводит к вовлечению в процесс следующих пластов. При таких условиях материалы очень быстро прогорают. Каждые несколько часов их необходимо подкладывать в печку. Если этого не делать, горение прекратится, и температура в помещении начнет снижаться.

КДГ функционирует иначе. В нем дрова не горят, а тлеют. Причем это происходит сверху вниз, что обеспечивает длительную работу агрегата на одной закладке. Конструкция таких установок приведена ниже.

Камера сгорания (КС) в КДГ выполняется в форме цилиндра. Ее загрузка топливом осуществляется через специальную дверку. Она смонтирована в верху корпуса. Эта же дверца используется для розжига дров. Чем больше высота и сечение КС, тем дольше по времени агрегат станет работать на одной закладке.

Воздух в топку попадает по трубе, установленной вертикально. К концу последней крепят круглый плоский груз. Он имеет размеры на 5 мм меньше сечения топочного отсека. Это дает ему возможность передвигаться внутри камеры сгорания вниз-вверх. Его изготавливают из металла толщиной 1,2–1,5 см. К нему привариваются стальные дугообразные полоски.

На втором конце трубы монтируется заслонка. Она позволяет в любое время вручную регулировать объем, подаваемого в агрегат кислорода. Важный момент! Воздуховод делают выше камеры сгорания на 15–20 см.

После розжига топлива груз придавливает дрова. Дымоход самостоятельно создает естественную тягу, обеспечивая тем самым поступление воздуха в агрегат. При горении выделяется тепло. Оно подогревает жидкость в водяном контуре, который располагается в верхней крышке установки и по бокам ее КС.

Твердотопливный котел продолжительного горения имеет колосники. Но они нужны исключительно для поддержки загружаемых дров. Воздух через них в КДГ не поступает.

Преимущества самодельных отопительных агрегатов

Заводские КДГ имеют высокую стоимость и строго определенные геометрические размеры. Это устраивает не всех. Самодельный дровяной котел обладает массой преимуществ по сравнению с традиционными печами и фабричными агрегатами:

• Максимальная эффективность эксплуатации и высокая мощность. При тлении выделяется большое количество тепла. Частный дом быстро нагревается. Показатель полезного действия установок длительного горения приближается к отметке 80–85 %.
• Легкость регулировки процесса тления топлива.
• Простота конструкции, что позволяет домашним умельцам сооружать самодельные КДГ с небольшими финансовыми затратами.
• Долговечность и эксплуатационная надежность.
• Несложный ремонт твердотопливных установок, сделанных своими руками.
• Практически полное сжигание дров или угля.
• Возможность монтажа на котел отопления дополнительного оборудования (клапанов-предохранителей, автоматических устройств).
• Экологичность. Выброс углекислого газа из агрегатов длительного горения минимальный.

Самодельные КДГ делают из различных неиспользуемых в хозяйстве предметов – газовых баллонов, железных баков и бочек, металлических труб с большим сечением. Поэтому такие установки обходятся в несколько раз дешевле готовых заводских агрегатов. Мастер-самоучка сам определяет размеры отопительной конструкции, ее топки и прочих элементов.

Классический твердотопливный котел – что потребуется для сборки?

Традиционным вариантом самодельного КДГ является агрегат шахтного типа. В его конструкции нет груза. Такие установки используются для обогрева частных домов и загородных коттеджей уже достаточно давно. Для изготовления классического дровяного котла длительного горения необходимо запастись заготовками (их вид и количество указаны в таблице ниже) из стали 20 или 10 (бюджетное решение) либо из жаропрочных сплавов с добавками молибдена и хрома – 12Х1МФ, 12ХМ (обойдутся ощутимо дороже).

Заготовки желательно раскраивать в условиях мастерской на гильотинных ножницах. При ручной резке процесс их подготовки занимает много времени. Также потребуются:

• для дымоходного патрубка – труба DN150, для теплообменника и подсоединения отопительной системы – DN50;
• для колосников – равнополочный уголок 50х4 мм;
• для воздушного канала – профильная труба 60х40 мм;
• листовой гладкий металл 0,4–0,5 мм;
• асбестовый картон;
• стальная полоска 20х3 мм;
• утеплитель (базальт толщиной 2 см, плотностью 100 кг/куб. м.);
• ручки на дверцы;
• дрель, сварочник, болгарка, электроды МР-3С или АНО-21 и обычный инструмент, имеющийся в арсенале любого домашнего мастера.

Дополнительно следует приобрести набор автоматики. Он включает в себя температурный датчик, вентилятор и модуль управления.

На чертеже ниже указаны габаритные параметры и устройство самодельного шахтного котла. В него загружаются дрова. Но разрешается использовать в качестве топлива и уголь.

Готовый агрегат характеризуется показателем полезного действия 75–80 %, мощностью около 24 кВт, массой 150 кг, топкой объемом 112 л. На одной загрузке дров он работает в течение 8–12 часов. Функционирует установка за счет передачи тепла при сгорании топлива на свод и стенки водяного контура.

Изготовление шахтного агрегата – порядок действий

Первый этап работ – сборка корпуса КДГ из заготовок толщиной 4 мм. Сначала к днищу самодельной конструкции привариваются боковые стенки, проемы для дверок и крышка свода. Внутри получившейся топки монтируются уголки. На них устанавливаются колосники. Готовое сооружение проваривается по всем имеющимся швам. Оно должно быть герметичным.

Вторая стадия – установка водяного контура (от корпуса он отдаляется на 2 см), собираемого из 3-миллиметровых заготовок, и приваривание к боковым стенкам кусков стальных полосок. Последние необходимы для прикрепления к ним обшивочных листов. Важно! Рубашка не охватывает зольную камеру. Она начинается на уровне колосников.

Третий шаг – установка в котловой бак (в верхнюю часть) жаровых труб. Они монтируются в проемы, которые требуется сделать во фронтальной и задней стенках. Концы трубных изделий герметично провариваются. Затем из уголков изготавливаются колосники в виде решетки и дверцы. К последним изнутри прикрепляются два ряда стальной полосы, между которыми размещается уплотнитель притвора – шнур из асбеста. Колосники дополнительно выполняют функцию рассеивателя воздуха, направляемого в зольник вентилятором.

В стенки бака врезаются специальные приспособления – штуцеры. Они дают возможность выполнить подключение обратного и подающего трубопроводов. Ставится воздушный канал (на него сразу монтируют фланец для фиксации вентилятора) и патрубок дымоотводящего тракта. Воздуховод вводится в зольный отсек сзади (примерно посередине).

К корпусу привариваются закладные элементы для установки обшивки КДГ и дверные петли. Самодельный агрегат отделывается сверху и со всех боков утеплителем. Его крепление осуществляется шнуром. Выполняется прикручивание саморезами металлических листов к теплоизолятору и монтаж дверок.

Финал работ – подключение сверху котла модуля управления, монтаж вентилятора на фланце трубы для воздуха, температурного датчика под утеплитель на задней стенке. Установка продолжительного горения готова к использованию.

Как функционирует самодельная установка?

Топливник шахтной конструкции загружается до нижней кромки проема для загрузки дров. Доверху камеру сгорания загружать нельзя. Работает агрегат по следующему алгоритму:

• Дрова (опилки, брикеты, уголь) закладываются в топку.
• Дверцы отсека закрываются герметично.
• На модуле управления выбирается требуемая температура (от +50 °С и выше).
• Топливо разжигается.
• Вентилятор начинает нагнетать воздух.
• Когда происходит нагрев теплоносителя до заданного показателя, вентиляционная установка выключается (автоматически). Воздух перестает поступать в камеру сгорания.
• Дрова тлеют, поддерживая определенную температуру. Когда ее величина снижается, модуль управления снова запускает вентилятор.

Наглядно принцип работы шахтной установки продемонстрирован на чертеже.

При желании в самодельный агрегат несложно внести некоторые дополнения, которые сделают его более многофункциональным и безопасным в использовании. Допускается дорабатывать конструкцию котла такими способами:

• Установить группу безопасности.
• Интегрировать в бак агрегата добавочную рубашку для подогрева теплоносителя для обеспечения дома горячим водоснабжением.
• Смонтировать электронагреватель (ТЭН), который станет нагревать отопительное устройство, когда дрова прогорят.

После таких доработок самодельная конструкция по многим показателям будет превосходить дорогостоящие заводские установки.

Пиролизный котел – как сделать своими руками?

Пиролизный агрегат верхнего горения функционирует более эффективно, чем классический КДГ, за счет того, что он использует для отопления газ из древесного топлива. Его также реально сделать самостоятельно по далее представленному чертежу, имея под рукой:

• стальные трубы DN 100 (для обустройства дымохода), DN50 (водяные патрубки и подача воздуха), DN400 (топливник);
• арматурные профильные прутки сечением 18–20 мм;
• заготовки из стального 10-миллиметрового по толщине листа круглой (диаметр 38 см) формы;
• металлическую полосу 40х4 мм;
• базальтовую вату;
• тонкие листы металла для обшивки.

Водяной контур пиролизного котла делают по разным схемам. Некоторые мастера изготавливают его из трубы большого сечения (вариант 1), другие сгибают под 60-градусным углом два металлических листа и сваривают полученные заготовки (вар. 2). Третьи создают рубашку в виде короба-прямоугольника (вар. 3).

Сборка пиролизного агрегата начинается с вырезания проемов в трубе и заготовок для дверок по размерам, указанным на чертеже выше. После этого из арматуры сваривается колосниковая решетка.

В заготовке для груза делается отверстие. В него устанавливается труба. Ее следует качественно обварить. Далее порядок действий такой:

• К грузу снизу крепятся 6 стальных полос (изогнутых).
• Днище приваривается к топке.
• В камеру сгорания ставится колосниковая решетка.
• Посередине крышки вырезается проем для воздуховода.
• Устанавливается труба с грузом.
• Патрубок дымоотводящего тракта приваривается к корпусу.
• Собирается и монтируется водяной контур. Производится его обварка.
• Врезаются патрубки для горячей воды.
• Котел утепляется по описанному ранее принципу.
• Монтируются дверцы.
• Заслонка ставится на воздушную трубу (в верхней части).

Автоматика и вентилятор на описываемом дровяном котле не используются, так как груз в нем постоянно перемещается. Загружать в такой агрегат разрешается только хорошо высушенную древесину либо пеллеты. Время их горения варьируется в пределах 10–12 ч.

Простые варианты КДГ – конструкции с минимальными затратами

Если дровяной котел планируется установить на даче, в которой никто постоянно не живет, либо в хозпостройке, его рекомендуется делать из подручных материалов. Для этого многие используют кусок железной толстостенной трубы сечением 30 и длиной 85–90 см. Она играет роль корпуса.

В верхней части такого котла монтируется дымоход для удаления угарного газа. Его диаметр – 10–12 см. Он присоединяется к корпусу сваркой. Снизу делается дверка, ставятся колосники.

В корпусе монтируется (под уклоном) трубопровод малого диаметра. Он подключается к отопительной системе, по которой станет перемещаться горячая вода. Последняя используется и непосредственно для обогрева помещения, и для бытовых нужд.

КДГ изготавливают из старой бочки (схема с пояснениями ниже). Ее верхний обод следует обрезать, произвести его качественное выравнивание. Внутрь этой емкости помещают предварительно разрезанный резервуар с меньшими размерами.

Крышку делают из огнеупорного и прочного металла. К корпусу она должна прилегать полностью герметично. Для выхода угарных газов в бочке проделывается отверстие сечением 15 см. Дополнительно прорезается второй проем диаметром 10 см. По нему к топливу поступает воздух.

Монтаж дымохода выполняется вертикально (допускается делать его с небольшим наклоном). Заслонка ставится в нижней части бочки. Но не слишком близко к земле, так как в этом случае дрова быстро прогорят.

При желании такую отопительную конструкцию несложно модернизировать, оснастив ее грузом и вентилятором. Тогда на одной загрузке дров она сможет работать до 48–60 часов.