Изготовление котлов отопления


В осенне-зимний период главным прибором на дачных, частных участках становится котел, благодаря которому обогревается жильё и другие постройки. Как показывает практика, рассчитав правильное количество материалов, сделав правильные чертежи и ознакомившись с основами технологий, можно сделать котел для отопления своими руками. Именно об этом и будет данная статья, в которой речь пойдет об основных разновидностях, правилах и особенностях, а также последовательности работ по изготовлению котла своими руками.

Оглавление:

  1. Разновидности котлов для отопления. Преимущества и недостатки каждого варианта
  2. Необходимые инструменты и материалы для изготовления котла своими руками
  3. Разработка проекта котла своими руками
  4. Работа над корпусом и отверстиями для топки своими руками
  5. Как сделать внутренние детали?
  6. Особенности сборки основных частей котла своими руками
  7. Конструктивные особенности твердотопливного котла
  8. Альтернативные варианты для изготовления котла своими руками
  9. Увеличение КПД котла изготовленного своими руками

Разновидности котлов для отопления. Преимущества и недостатки каждого варианта

Прежде чем начать работу по производству котла своими руками необходимо подробнее разобраться с существующими видами и их классификациями. Основные разновидности отопительных котлов подано в таблице:


 Разновидности котлов для отопления
Газовые Обладают высоким КПД. Самый популярный вид в местах, с проведенной газовой магистралью. Такие котлы легко регулировать. Однако устанавливая этот вид следует максимально позаботится о безопасности и предварительно уточнить все нюансы инструкции по пользованию газовым котлом.  
Электрические   Данный вид котлов устанавливают в местах с отсутствием газа. Однако этот вид нельзя назвать экономным из-за цены на электроэнергию. Электрические котлы представляют собой практически бесшумные, компактные приборы. К тому же они просты в установке и эксплуатации.
Жидкотопливные   Оснащены емкостью для заливки горючего вещества. Преимуществами этого типа можно назвать надежность  и экономность. Работа таких приборов абсолютно не зависит от наличия газа или электричества.
Твердотопливные Для пользования таким котлом необходимо отдельное помещения под его установку.  По конструкции данный вид схож с газовым. Теплоотдача котла зависит от сгорания твердых типов топлива.

 

Комбинированные Для отопления такими котлами подходят как жидкие виды топлива, так и твердые. Комбинированные котлы отличаются своей бесперебойной системой работы.

Газовые котлы классифицируют на основе типа установки. Итак, выделяют напольные и настенные отопительные приборы. Второй тип отличается более компактными габаритами и мощностью (напольные обладают мощностью больше чем 40 кВт). Прежде чем, устанавливать газовый котел в доме хозяину нужно получить на это разрешение, это как раз один из недостатков. В помещениях с наличием такого отопления рекомендуют часто и хорошо проветривать, а также следить за качеством и состоянием дымоотводной трубы, во избежание случайного скопления вредоносных газов. Разные газовые котлы отличаются встроенными теплообменниками, которые бывают одноконтурными, двухконтурными и трехконтурными. Первые подразумевают только выполнение функции отопления, вторые помимо отопления нагревают еще и воду, третьи могут дополнительно обогревать пол, бассейн и т.д.

Электрические котлы разделяют на два класса: тэновые и электродные. Первый вариант работает за счет нагревания тэнов, которые время от времени нуждаются в замене на новые. Электродные приборы требуют регулярной чистки. Теплоотдача этого вида зависит от сетевого напряжения. Одним из преимуществ электрических котлов считается их непринужденность в монтаже, простота установки и , сравнительно с другими, доступная цена.


Жидкотопливные котлы имеют достаточно большую стоимость и требуют наличие специальных емкостей под горючую жидкость. Недостатком этого вида считается их склонность к коптению, поэтому такие приборы лучше размещать в специально отведенных помещениях, котельных.

Твердотопливные котлы пользуются большой популярностью среди потребителей. Их отапливают дровами, углем, пеллетами и т.д. Такие приборы не требуют больших затрат на энергию и считаются весьма доступным вариантом. Твердотопливные котлы бывают стандартной конструкции и газогенераторными. Второй тип отличается большим КПД.

Комбинированные котлы называют еще универсальными. Они достаточно сложны в использовании, отличаются сложностью ремонта, и стоят недешево.

Необходимые инструменты и материалы для изготовления котла своими руками

Не имея большого опыта, правильней всего начать с изготовления твердотопливного котла своими руками. Для этого понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • металлический лист и уголки;
  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • пассатижи;
  • печные заслонки;
  • стальные трубы;
  • электрическая дрель и сверла;
  • 2 дверей (для бункеров — золочного, топочного);
  • лист нержавеющей стали;
  • рулетка и т.п.

Особого внимания в работе с материалами и инструментарием стоит предоставить сварке и, собственно, сварочным работам. От качества наложенных швов зависит не только долговечность работы котла, но и безопасность людей.

Результат пошуку зображень за запитом "котел для отопления своими руками"

Разработка проекта котла своими руками

На этапе планирования будущей конструкции новичкам можно воспользоваться уже готовыми чертежами, на основе которых реально разработать проект твердотопливного котла, а можно создать новый электронный или ручной работы. Разработка проекта включает следующие пункты, которые позволяют:

  • ознакомиться с помещением установки котла, с количеством материалов и их рыночной ценой;
  • тот тип конструкции для изготовления;
  • определиться с размерами заготовок для будущих деталей;
  • сделать наброски контурных линий для будущего отопительного прибора и его деталей;
  • уточнить на чертеже места сечений, разрезов, проекций;
  • внести индивидуальные корректировки к  выбранной модели котла для отопления.  

Работа над корпусом и отверстиями для топки своими руками

 Классический твердотопливный котел собственного изготовления состоит из:

  • топки;
  • днища топки;
  • отсека для сбора золы;
  • теплообменника;
  • дымоотводящей трубы (дымохода);
  • дверц;
  • вентилятора;
  • заслонки;
  • термодатчика.

Производство котла своими руками начинается с сборки корпуса. Для этого согласно заданным габаритам указанным в проекте и на чертежах (у каждого свои) подготавливаются все необходимые детали. Для сборки корпуса понадобится  стальная труба и сварочный аппарат. Резать металлическую трубу удобней всего газовым резаком, после чего края следует обработать с помощью болгарки.

Согласно планировке в собранном корпусе отмечаются места для поддувала и топки. Эти отверстия должны быть прямоугольной формы и располагаться один над другим. Расстояние между топкой и поддувалом должно быть не менее 6 см. Вырезанные детали обычно обрабатывают при помощи инструментов, приделывают ручки и используют в качестве дверей для этих отверстий.

Как сделать внутренние детали?

Выбирая материалы для внутренних деталей стоит остановится пусть и на дорогих, но качественных, так как работа котла подразумевает наличие высоких температур. Стальной лист, который мы уже упоминали выше обязательно должен быть жаростойким и способным выдерживать критические градусы.


Внутренней основой твердотопливного котла является теплообменник, который может быть разного типа (плоскостенный, горизонтальный, вертикальный и т.д.).

Ранее собран корпус котла и сделанные чертежи позволяют точно определится с размерами внутренних деталей теплообменника, который устанавливается в камере внутреннего сгорания. Главное в этом деле придерживаться правила: расстояние от стенок корпуса должно составлять более 10 см.

  Монтажные работы теплообменника включают:

  • подготовку отверстий под стойки;
  • подготовка отверстий для подачи воды в котел;
  • подготовка места для подачи воды в систему отопления.

После сварочных работ, готовые швы проверяют на целостность, протечку воды.

Особенности сборки основных частей котла своими руками

После того,  как все составные части котла укомплектованы переходят к сборке агрегата. Специалисты рекомендуют заранее подготовить поверхность места установки, чаще всего используют фундамент залитый бетоном. В качестве крепления для конструкции стоит использовать анкера. Сборка твердотопливного котла проходит в несколько этапов.


Этап 1. На подготовленное место устанавливают каркас изделия, оборудуют его стенками, производят отделочные работы всех сварных швов (шлифовка, удаление шлака).

Этап 2. Далее готовый каркас наполняют комплектующими элементами: устанавливают колосники, теплообменник.

Этап 3. Для качественного функционирования котла нужно правильно смонтировать змеевик, приварить его под правильным углом. Если этот момент упустить в твердотопливном котле будет нарушена теплообменная циркуляция.

Профессионалы рекомендуют проводить дополнительную сварку швов для страхования. Готовую конструкцию необходимо покрыть антикоррозийными средствами.

Конструктивные особенности твердотопливного котла

Твердотопливный котел представляет собой отопительный прибор со встроенным сосудом и прикрепленным к нему контуром циркуляции воды. Собственно, теплоотдача такого прибора зависит от нагревания воды в теплообменнике за счет сгорания твердого горючего (уголь, дрова и т.п.). В большинстве котлах такого вида применяется естественная циркуляция воды в контуре, иногда устанавливается вспомогательный насос.

Твердотопливные конструкции склонны к перегреву, поэтому очень  важно следить за этим моментом. Чаще всего это касается приборов с высокой инерционностью. Котлы можно дополнять специальной системой защиты от перегрева.

Конструктивные особенности твердотопливных котлов зависят от способа его работы.


гласно данному критерию выделяют приборы, функционирующие пиролизным способом и конструкции, работающими за счет верхнего способа загрузки. Пиролизные твердотопливные котлы требуют наличия сухого топлива, с влажностью не более 20 % (сухие дрова, пеллеты). Такие агрегаты оснащены двумя топками. Второй вариант, за счет верхней загрузки топлива, способен поддерживать горение до 24 часов. Недостатком такого котла является большая инертность. Чтобы предотвратить закипание воды в теплообменнике, необходимо первую закладку дров минимизировать.

Альтернативные варианты для изготовления котла своими руками

Помимо твердотопливных котлов, в домашних условиях частенько производят электрические, индукционные, конденсационные, жидкотопливные, реже комбинированные агрегаты. Индукционные обогреватели — это так называемые трансформаторы, которые работают за счет преобразования электроэнергии в вихревой ток, вследствие чего магнитное поле передает заряд теплоносителю.

Конденсационные котлы считаются максимально эффективным вариантом на ряду с твердотопливными и газовыми конструкции. Такие приборы отличаются достаточно высоким КПД, разница с другими около 20%. Их преимущество в сохранении тепловой энергии конденсата.

Низким КПД отличаются жидкотопливные котлы. Однако они пользуются спросом. Их принцип работы заключается в сгорании испарений жидкого топлива. Еще одним недостатком считается огромный процент вредных выделений в атмосферу.

Для производства комбинированных котлов требуются не только первоначальные навыки и сноровка, но и большой финансовый запас, так как некоторые детали для таких конструкций обходятся очень дорого.

Помните изготовление котлов своими руками — это дело не простое и требует особого внимания к деталям, от которых зависят человеческие жизни.


Результат пошуку зображень за запитом "котел для отопления своими руками"

Увеличение КПД котла изготовленного своими руками

Часто задаваемым вопросом у мастеров и владельцев уже готовых приборов является именно этот: Как увеличить КПД котла? И это не странно, со временем отопительные конструкции теряют свои первоначальные свойства и необходимо что-то предпринимать. Одним из самых распространенных советов является установка дополнительного теплообменника. Для того чтобы определить какой мощности он должен быть необходимо произвести целую систему расчетов. Для измерения температуры в дымоотводящей трубе нужно использовать мультиметр. Для этих расчетов еще необходимо знать количество дыма образовавшегося при сгорании топлива и т.д. Финальные расчеты покажут значение необходимой, дополнительной тепловой мощности.

Для более подробной информации  по изготовлению котлов своими руками смотрите видео:


Источник: strport.ru

Принцип устройства котла для водяного отопления

Практически всё многообразие существующих типов котлов, как заводских, так и изготовленных самостоятельно, использует в работе единый принцип, о котором было сказано в предыдущем разделе.

Реализуется он двумя способами:

  1. Водяной котёл отопления своими руками может быть изготовлен по способу «самовар». Топливо сгорает внутри ёмкости, наполненной теплоносителем. Чаще всего указанную схему реализуют при изготовлении котла для русской бани.
  2. Самодельный водяной котёл отопления, изготовленный по второму способу, подразумевает прохождение теплоносителя по трубам теплообменника (змеевика) через топку, в которой сгорает топливо. Как вариант этого же способа достаточно часто теплообменник размещается сразу за топкой в месте выхода из неё продуктов сгорания.

Как правило, предпочтение тому или иному варианту отдаётся с учётом возможностей мастера в плане приобретения необходимых материалов.

Но, в любом случае, нельзя забывать, что котёл для водяного отопления является устройством повышенной опасности и требует, в процессе работы, постоянного контроля.

Поэтому в обязательном порядке котлы для водяного отопления дома должны иметь в своей конструкции клапан для сброса избыточного давления, манометр и градусник для определения температуры теплоносителя.

Как сделать котел водяного отопления своими руками?

Тему «водяное отопление своими руками» практически невозможно развернуть в рамках небольшого обзора. Поэтому приведём только некоторые рекомендации. Более подробную информацию желающие смогут найти на нашем сайте и в других источниках.

Наиболее часто используемыми материалами для изготовления котлов является листовая сталь толщиной 4 – 5 мм. Жаростойкая нержавейка, конечно, лучше. Но, узнав цену за лист, большинство выбирает обычную.

Изготавливая самодельный водяной котёл отопления, мастер, как правило, учитывает имеющийся или будущий способ циркуляции в СО теплоносителя.

Если он будет двигаться самотёком (гравитационная циркуляция), то потребуется поднимать водяной бак достаточно высоко, а для разводки использовать трубы больших диаметров. Причём как на подаче, так и на обратке.

Это обусловлено тем, что сопротивление движению теплоносителя обратно пропорционально диаметру труб. Если диаметр будет недостаточно большим, то без установки циркуляционного насоса вам обойтись не удастся.

Самодельные водяные котлы отопления, оборудованные насосами, имеет свои плюсы: трубы меньших диаметров стоят дешевле, бак для теплоносителя можно поднимать не так высоко, и минусы: если во время работы системы пропадёт электропитание, то котёл может просто разорвать перегретым паром. Выбирать вам.

Несколько рекомендаций, которые подойдут для любого выбранного вами типа котла: контуры отопления и патрубки, установленные на котле отопительном, желательно выполнять из труб, диаметр которых равняется 32 мм и более ( в дюймах это 1 и ¼”).

При аварийной остановке циркуляционного насоса наблюдается быстрый и резкий рост температуры воды при одновременном снижении скорости её перемещения.

Во избежание выхода из строя отопительного контура по возможности его лучше выполнить из оцинкованных труб, а стыковочные резьбы загерметизировать с использованием льняной пакли и сурика.

Варианты и схемы конструкций котлов отопления

Самодельный котёл для водяного отопления принято разделять по видам используемого топлива на следующие основные типы:

Дровяные котлы

Котлы указанных типов наиболее востребованы при самостоятельном изготовлении в силу простоты их конструкции, доступности необходимых для изготовления такого котла материалов и инструмента и возможности свободного приобретения потребного количества дров.

  • Достоинства: простота и универсальность.
  • Недостатки – достаточно низкий КПД. Следующая схема, в этом плане, гораздо предпочтительнее.

Простейший вариант подобного котла: толстостенная труба большого диаметра, в которую вставлена труба меньшего диаметра, которая является топкой. Пространство между трубами заполняется теплоносителем.

Котлы, работающие на дровах, являются универсальными. Их можно топить не только дровами, но и, практически, любым твёрдым топливом. (торфяные брикеты, уголь).

Котлы пиролизные

В диапазонах температур от 200 до 800 градусов дерево, процесс горения которого проходит при нехватке кислорода, разлагается на кокс древесный и газ пиролизный.

Стоит добавить к последнему достаточное количество атмосферного воздуха, как он воспламеняется с выделением тепла в больших количествах. Это увеличивает КПД котлов такой конструкции до 92%.

Одной закладки топлива (дров) пиролизному котлу может хватить на 12 часов, в то время, как у котлов традиционных этот показатель не превышает 4 часов.

Наличия твёрдых остатков практически нет. Горение газов легко поддаётся регулировке в автоматическом режиме.

Минус, который имеют котлы для водяного отопления дома указанной конструкции – жёсткие требования к влажности топлива, не более 30%. Иначе, в смеси с водяными парами, пиролизный газ будет плохо гореть.

Материалы для изготовления котла указанной конструкции обойдутся существенно дороже. Чем по первому варианту. Но весь перерасход полностью окупится за 2 – 3 отопительных сезона.

Котлы на отработанном масле

Котёл разжигается, выводится на рабочий режим и на специальный раскалённый поддон начинает капать масло, которое испаряется практически мгновенно.

Получившиеся газы, сгорая, нагревают теплоноситель.
Вместо масла можно использовать солярку.

Котёл электрический

Простейшая конструкция – ТЭН внутри трубы, стоящей вертикально, к которой снизу подводится обратка, а сверху подача. И естественная циркуляция воды.

Минусы: котлы номинальной мощностью более 7 кВт подключать к сетям 220 В запрещено. А 380 Вольт есть не везде.

Второй вариант электрического котла – котёл индукционный. Это простейший вариант самодельного котла подобной конструкции: пластиковая толстостенная труба, на которую навито не менее сотни витков провода эмалированного, подсоединённого к переносному сварочному аппарату, имеющему на выходе ток в 15А.

В трубу засыпаются элементы, нагреваемые вихревыми токами (обрезки проволоки стальной, рубленый пруток и т.п). Подключаем снизу обратку, сверху подачу, подаём воду и можно включать питание.

Материалы и инструменты для установки котла

Основным преимуществом решения изготовить котёл водяного отопления своими руками является то, что для этого не нужно специальное оборудование, инструмент и детали.

Подручное сырьё и материалы найти достаточно легко, а практически весь инструмент есть у любого хозяина собственного дома (дрель, гаечные ключи, отвёртки …).

Для работы потребуется:

  • металл листовой, либо труба большого диаметра (вариант – металлическая бочка, старая печь и т.п.);
  • трубы стальные;
  • радиаторы (если теплоноситель – вода), профильные трубы;
  • метизы (гайки, болты и т.п.);
  • заслонки (можно купить, найти б/у или сделать самому);
  • дверца.

Желательно установить на котёл необходимый минимум автоматики (датчики контроля и измерения температуры, например, или манометр).

Используемые материалы должны иметь надлежащее качество (отсутствие дыр, ржавчины и т.п.).

Неплохо поставить насос для принудительного перемещения теплоносителя.

Установка самодельного котла в кирпичную печь

Алгоритм монтажа печи с котлом водяного отопления следующий:

Определяем место установки котла. Затем делаем разметку и заливаем фундамент.

Готовим кладочный раствор для кирпича. Для него вам потребуется песок и глина в пропорции 2:1 (ориентировочно, может меняться в зависимости от жирности глины). Глину на ночь замачиваем, утром используя миксер (насадку на дрель) мешаем песчано-глиняный раствор.

Укладываем на готовый фундамент лист рубероида или иной гидроизоляции. По своим размерам он должен минимум на 10 см превышать размеры котла.
Заливаем его сверху цементной стяжкой, которую ровняем по уровню.

Используя обычный рядовой красный кирпич (не силикатный) выкладываем внешний контур будущей печи. Внутрь можно укладывать и бой.

Выводим стенки до уровня дверцы поддувала, кладём металлический лист с уклоном наружу, чтобы удобнее было убирать золу.

Крепим дверцу, выкладываем контур поддувала.
Устанавливаем котёл (по уровню), топочную дверцу.
Выкладываем дымоход.

Источник: vse-otoplenie.ru

Главной частью, сердцем любой системы отопления является котел. Многообразие их видов и конструкций способно поразить всякое воображение. И, надо отдать должное, многие современные котлы являются и экономичными, и эффективными устройствами. Они имеют тонкие регулировки, снабжены автоматикой и могут работать без участия человека. Некоторые модели даже могут отправить СМС хозяину и «доложить» о тепловой обстановке в доме, а хозяин по мобильному телефону или через интернет-соединение может заказать нужную температуру к своему приезду. Но бывают случаи, когда выгодно сделать котел на отопление своими руками. Например, для отопления дачного домика или теплицы.

Интернет буквально перегружен различной информацией по самостоятельному изготовлению котлов отопления. Применяются совершенно неожиданные комплектующие, которые никак не задумывались ранее быть частью котла; некоторые технические решения могут поспорить с изобретениями конструкторских бюро; КПД некоторых котлов не уступают лучшим котлам именитых производителей. Но к сожалению, в интернете и немало «мусорной» информации, которая не может ничем помочь, а в некоторых случаях способна и навредить. Авторы некоторых обзоров хвастливо заявляют, что нет ничего проще, чем самостоятельно изготовить котел отопления, хотя на самом деле это непростая задача. Цель этой статьи разобраться, какие именно котлы отопления достойны того, чтобы сделать их самостоятельно и каковы особенности технологического процесса их изготовления.

Виды котлов отопления и возможность их самостоятельного изготовления

Задача котла отопления – нагреть при помощи какого-либо топлива теплоноситель и передать его в систему отопления, которая уже распределяет тепло потребителям. Именно по виду применяемого топлива котлы делятся на несколько больших классов. Рассмотрим эти классы и сразу определим целесообразность самостоятельного их изготовления.

  • Газовые котлы отопления – в настоящее время — это наиболее экономически выгодный вид топлива. Современные газовые котлы имеют высокий КПД, легко управляются, работают без вмешательства человека. Самостоятельное изготовление газовых котлов возможно, но категорически не рекомендуется. Во-первых, из-за того, что газ – это опасный вид топлива и любое несанкционированное вмешательство может привести к печальным последствиям, а, во-вторых, никакая газоснабжающая организация не даст разрешения на эксплуатацию самодельного газового котла. И правильно сделает.
  • Жидкотопливные котлы применяются там, где нет газификации и других видов топлива. Эти котлы имеют очень высокий КПД, они легко поддаются автоматизации, но их применение связано с определенными трудностями по хранению больших количеств топлива: солярки или мазута. Самостоятельное изготовление жидкотопливных котлов запрещено, никакой пожарный инспектор не поставит свою подпись при сдаче дома в эксплуатацию, если он будет оборудован не сертифицированным оборудованием. Да и, наверное, мало кто захочет жить на пороховой бочке.

 

  • Электрические котлы отопления имеют явное преимущество перед всеми остальными в простоте своей конструкции, малым габаритным размерам, удобству управления. Эти котлы сравнительно просто сделать самостоятельно. Но все эти преимущества нивелируются высокими ценами на электроэнергию. К сожалению, отопление электричеством экономически невыгодно. Оно и понятно, ведь значительную часть электроэнергии получают путем сжигания углеводородного топлива. Еще одним существенным ограничением является то, что не всегда электроснабжающие организации дадут разрешение на выделение большой мощности.
  • Твердотопливные котлы отопления, несмотря на заверения скептиков об их скором уходе на второй план, продолжают успешно работать и поныне. Мало того – они испытывают настоящее второе рождение. В качестве топлива в них используются дрова, каменный уголь, торфяные брикеты, горючие сланцы и другие виды твердого топлива. Очень интересны котлы, которые используют особый род топлива –  пеллеты, изготавливаемые из отходов древесины. Эти котлы поддаются автоматизации, имеют высокий КПД, но производство и логистика пеллет пока находится на зачаточном уровне. Для самостоятельного изготовления более всего подходят именно твердотопливные котлы, поэтому будем рассматривать именно их. Но особого внимания достойны одни из представителей твердотопливных котлов – пиролизные.

Твердотопливные пиролизные котлы отопления

Классический твердотопливный котел представляет собой емкость определенного объема, выполненная из металла: стали или чугуна. В ней происходит сгорание твердого топлива, при этом выделяется тепловая энергия, передаваемая теплоносителю при помощи теплообменников. При этом в камеру сгорания постоянно подается наружный воздух для поддержания горения топлива. Если прикрывать подачу воздуха, то процесс горения замедлится, а если открыть, то оно будет идти быстрее именно так регулируют мощность классических твердотопливных котлов.

Существуют котлы, приспособленные только для определенного вида топлива: дрова, уголь, пеллеты, — но есть модели, которые работают на любом топливе. Твердотопливные котлы могут быть как с естественной тягой, так и с принудительной. КПД хорошо спроектированного и выполненного классического твердотопливного котла может достигать 71—79%. Преимуществами таких котлов являются:

  • Доступность и низкая цена на топливо.
  • Возможность использовать несколько видов топлива.
  • Способность сжигать отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.
  • Полная автономность работы, независимость от электроэнергии.

Однако классические твердотопливные котлы обладают и рядом недостатков, с которыми невозможно не считаться:

  • На одной загрузке топлива котлы работают не более 4—6 часов.
  • Необходимость хранения больших запасов топлива требует дополнительных площадей.
  • Загрузка в основном происходит в ручном режиме.
  • Классические твердотопливные котлы требуют постоянной очистки от продуктов сгорания.
  • Процесс сгорания обладает инерционностью, его трудно контролировать.

В категории твердотопливных котлов стоит выделить в отдельную группу так называемые пиролизные котлы, работа которых происходит за счет раздельного сгорания топлива и выходящих из него продуктов распада – пиролизных газов. Рассмотрим работу такого котла на примере.

Топливо (это чаще всего дрова) через верхнюю загрузочную дверку загружают в газифицирующую камеру. Дроссель дымохода полностью открывают и дрова поджигают. При этом включают вентилятор, который подает в камеру воздух. Естественно, дрова начинают гореть как в обычном твердотопливном котле.

После того как дрова разгорелись, закрывают верхнюю дверку и перекрывают дроссель дымохода. Воздух продолжает поступать к топливу, но в ограниченном количестве, поэтому дрова начинают тлеть при температуре от 200 до 800 °C. При этих условиях происходит реакция пиролиза: разложения древесины на твердую часть в виде угля и легкую — пиролизных газов, которые через форсунку подаются в камеру сжигания. Туда же подается через канал подачи вторичного воздуха подогретая смесь. В условиях высоких температур пиролизные газы воспламеняются и окисляются подаваемым воздухом. Температура их сгорания при этом составляет около 1100 °C.

Раскаленные газы проходят через множественные дымовые каналы, которые находятся в среде теплоносителя системы отопления – воде. Происходит передача тепловой энергии. Высокая температура в камере сжигания поддерживает процесс пиролиза в газифицирующей камере. Если необходимо доложить дрова в газифицирующую камеру, то для этого полностью открывают дроссель дымохода, выжидают несколько минут, чтобы камера проветрилась от пиролизных газов и начался обычный процесс горения. После этого открывают дверцу, докладывают дрова, закрывают дверцу и  заслонку (дроссель) дымохода. Процесс пиролиза и дожигания газов в нижней камере возобновляется.

Внимание: В котлах с нагнетанием первичного и вторичного воздуха открывать дверцу загрузки можно только после открытия заслонки дымохода и паузы. В ином случае, при открытии дверцы пиролизные газы, скопившиеся в камере газификации, могут воспламениться. Этого недостатка лишены пиролизные котлы не с нагнетанием воздуха, а с дымососом, где в камерах создается разрежение.

Пиролизные котлы отопления обладают следующими преимуществами:

  • В пиролизных котлах происходит полное сгорание топлива, что позволяет гораздо реже очищать зольник и высокотемпературные газоходы.
  • Горением пиролизных газов можно легко управлять, что позволяет сделать управление котлом автоматизированных.
  • Процесс горения в газифицируемой камере управляемый при помощи подачи первичного воздуха. Горение замедленное, а это позволяет на одной закладке дров работать от 5—7 часов до нескольких суток (у котлов верхнего горения).
  • В пиролизных котлах можно сжигать крупные не колотые дрова.
  • В качестве топлива могут быть использованы древесные отходы, обрезки фанеры, ДСП, ДВП, МДФ.
  • Пиролизные котлы в 3 раза меньше выбрасывают в атмосферу вредных веществ.

Недостатки пиролизных котлов:

  • Для работы вентилятора или дымососа необходима электроэнергия, поэтому следует озаботиться оснащением котла мощным источником бесперебойного питания.
  • При влажности топлива более 20% резко падает КПД котла.
  • В случае малых нагрузок возможны перепады в работе котла, что сказывается на отложении дегтя в газоходных каналах. Для постоянной нагрузки котла может потребоваться теплоаккумулятор – для запасания тепловой энергии.
  • Чтобы в газоходах котла не выпадал конденсат, необходимо поддерживать температуру обратки не менее 60 °C. Конденсат приводит к ускоренной низкотемпературной коррозии котла.
  • Невозможность организации автоматической подачи топлива.
  • Пиролизные котлы очень материалоемкие, поэтому стоят в 1,5—2 раза выше, чем классические твердотопливные.

Так как в пиролизных котлах происходит высокотемпературное горение (1100—1200 °C), то нижнюю часть камеры газификации и всю камеру сжигания, включая и дверцу, нужно особым образом защитить при помощи футеровки – специальной жаропрочной облицовки. Учитывая высокие температуры, футеровка делается либо шамотным кирпичом, либо специальными жаростойкими муллитокорундовыми бетонами. Какие функции выполняет футеровка:

  • Защита металлических поверхностей камер котла от воздействия высоких температур, что предотвращает металл от прогорания.
  • Для успешного течения реакции выделения газов и горения пиролизных газов необходим определенный температурный режим. При контакте пламени с охлаждаемым металлом может пойти обильное выделение конденсата, а футеровка позволяет удерживать температуру реакции постоянной.

Цены на модельный ряд отопительных котлов

Котел на отопление своими руками

Прежде чем начинать изготовление пиролизного котла, необходимо точно определиться с его размерами, которые во многом зависят от необходимой мощности. Недостаточная мощность котла не позволит компенсировать все теплопотери, а избыточная потребует сброса излишков в теплоаккумулятор.

Обычно при расчетах принимают, что для отопления 10 м2 площади жилья требуется 1 киловатт мощности котла. Допустим, требуется отопить 250 м2 площади загородного дома. Получается, что котел должен иметь мощность не менее 25 КВт. В следующих рисунках приведены чертеж котла и таблица соответствия размеров — мощности котла.

Эти данные будут являться ориентиром для расчета будущей конструкции. Лучше всего воспользоваться готовыми чертежами уже сделанных и успешно работающих не один сезон котлов. На этих котлах уже отработаны типичные ошибки и их авторы охотно могут поделиться чертежами с подробнейшей спецификацией именно того котла, который будет отвечать всем потребностям. Естественно — это не бесплатно, но сумма в 50—70 $ просто смехотворна по сравнению с тем, что может ждать горе-самоделкина на пути к вожделенному котлу.

Настоятельно рекомендуется самому сделать 3D-визуализацию всех узлов котла в AutoCAD или любой другой подходящей программе, чтобы лучше понять внутреннее устройство и выработать правильную стратегию изготовления котла.

Необходимый инструмент и материалы для изготовления котла

Для изготовления пиролизного котла понадобится следующий инструмент:

  • Сварочный инвертор.
  • Электродрель с набором сверел по металлу разного диаметра.
  • Углошлифовальная машина (болгарка) под круг диаметром 230 мм.
  • Углошлифовальная машина под круг 125 мм.
  • Для проделывания отверстий большого диаметра желателен газовый резак или (что идеально) плазморез. Если их нет, то при определенном навыке это можно сделать болгаркой.
  • Стандартный набор слесарного инструмента: молоток, зубила, напильники, струбцины и другое.

Материалы для изготовления котла:

  • Для изготовления газифицирующей камеры и камеры сжигания лучше использовать листовую сталь 5 мм, а для внешней обшивки 4 мм. Всего понадобится примерно 7—10 м2 листа, в зависимости от конкретной модели. В крайнем случае можно обойтись для всего котла листом 4 мм.
  • Труба диаметром 57 мм толщиной стенки 3,5 мм для теплообменников – 8—10 м.
  • Труба диаметром 159 мм с толщиной стенки 4,5 мм для борова (горизонтального выхода дымохода из котла) – 0,5 м.
  • Шамотный огнеупорный кирпич ША-8 – 15-25 шт.
  • Труба диаметром 32 мм с толщиной стенки 4,5 мм – 2 м.
  • Профильная труба 60*30*2 мм – 2 м.
  • Профильная труба 80*40*2 мм – 2 м.
  • Полоса стальная 30*4 мм – 2 м.
  • Электроды – 5—6 пачек.
  • Круги отрезные 230 мм – 10 шт.
  • Круги отрезные 125 мм – 10 шт.
  • Круги шлифовальные 125 мм – 5 шт.
  • Вентилятор центробежный дутьевой.
  • Датчик температуры.

Приведенный перечень весьма приблизителен и не является точной инструкцией для исполнения. Все должно закупаться на основе индивидуальных расчетов. Наверняка что-то придется докупать, а что-то останется в излишках.

Изготовление пиролизного котла

Лучше всего составить оптимальный план раскроя стального листа на заготовки заранее, по уже имеющимся чертежам и нарубить его на прямоугольные заготовки сразу при закупке на металлобазе. Эта услуга, конечно, стоит денег, но дает преимущества во времени и качестве. Болгаркой такой ровный срез, как при рубке, сделать практически невозможно. Стандартные размеры стального горячекатанного листа толщиной 3—5 мм составляют 1,5*6 м.

Отметим основные этапы изготовления пиролизного котла:

  • После раскроя заготовок можно начинать изготавливать внутреннюю часть котла, а именно сваривать камеры: газифицирующую и сжигания. Монтаж лучше делать из двух половинок.
  • После того как будет сварен каркас камер, можно приварить заднюю стенку и воздуховоды в камере газификации. На фотографии они сделаны из швеллера, но это совершенно необязательно, достаточно профильной трубы 60*30*2 мм, в которой предварительно насверлить отверстий диаметром 10 мм. Обратите внимание на вырез в задней стенке под дымоходный канал.
  • В камеру сжигания выводится трубка подачи вторичного воздуха, которая связана с фасадом котла при помощи профильной трубы 20*20 мм.

 

  • Настало время готовить теплообменник. Для этого в заготовленной пластине по разметке выжигаются газовым резаком отверстия под газоходные трубы диаметром 57 см. При отсутствии резака можно прожечь большим током электродом, но этот способ хуже.
  • Нарезаются трубы теплообменника, насаживаются на опорные пластины, прихватываются сваркой. После проверки размеров, все стыки обвариваются. Теплообменник готов.
  • На свое штатное место приваривается теплообменник. На этом же этапе изготавливается и монтируется дроссельная заслонка дымохода.
  • Приваривается передняя стенка камер котла, предварительно в ней делаются отверстия для трубок подачи первичного и вторичного воздуха.
  • В месте дроссельной заслонки и выхода газохода приваривается задняя крышка и боров.
  • Внутренняя часть котла собрана. Теперь необходимо тщательно зачистить сварные швы шлифовальным диском и проверить их качество.
  • В качестве внешней обшивки котла применяется листовая сталь 4 мм. Для ее крепления на корпус котла навариваются отрезки уголка №25.
  • На предварительно размеченном и раскроенном листе обшивки делают сквозные отверстия диаметром 10—12 мм в месте расположения уголков.
  • Все отверстия обвариваются, чтобы лист обшивки надежно скрепился с основанием.
  • Подобным образом обшиваются все стороны котла кроме верхней крышки. Все стыки тщательно провариваются и зачищаются.
  • Настало время проверки герметичности всех сварных швов. Для этого все отверстия входа, выхода и слива теплоносителя заглушаются и котел наполняется водой через верхнюю крышку. Проверяется отсутствие течей. Если течь обнаружена, то это место помечается мелом для дальнейшего исправления.
  • Для ревизии дымоходов делается туннель для верхней крышки, изолированный от водяной рубашки котла и только потом заваривается верхняя часть котла.
  • Регулировку воздушных заслонок делают при помощи резьбовых шпилек.
  • Все воздушные отверстия закрывают общим кожухом, из которого выводят общий воздуховод из профильной трубы.
  • Изготавливают и навешивают дверцы для камер котла. В качестве футеровки дверцы можно применять либо чугунные пластины, либо шамотный кирпич. Уплотнение делают керамическим шнуром.
  • Футеровку нижней части камеры газификации до воздуховодов делают из шамотного кирпича. Для этого кирпич пилят при помощи болгарки с камнерезным диском. Доводят кирпич до нужного размера вручную на шлифовальном камне.
  • От геометрических размеров щели в нижней части камеры газификации зависит генерируемая мощность пиролизного котла. Поэтому при изготовлении камней футеровки надо принимать во внимание приведенные в таблице размеры, чтобы мощность котла соответствовала проектной.
  • На профильную трубу главного воздуховода приваривается фланец, а затем крепится центробежный вентилятор.
  • Шамотным кирпичом делают футеровку камеры сжигания.
  • Для улучшения теплопередачи котла рекомендуется помещать в каналы газохода теплообменника так называемые завихрители (турбулизаторы), которые, во-первых, замедляют движение раскаленных газов и тем самым улучшают теплопередачу, а, во-вторых, служат для очистки труб газохода от отложений.
  • Для прочистки завихрители прикрепляют к коромыслу, которое связано с рычагом, выведенным наружу. Покачивая рычаг можно быстро прочистить каналы.
  • Перед запуском котла следует проверить его герметичность и опрессовать его давлением в 4 бар. Для этого заглушаются все отверстия в котле, кроме подачи и обратки системы отопления. Котел наполняется водой полностью и к нему подключается опрессовщик.
  • Опрессовщиком давление доводится до 3 бар. Если давление сразу падает, значит, где-то есть течь, которую надо обнаружить и устранить. Если же давление в течение получаса не меняется, то можно считать, что котел герметичный и его можно интегрировать в систему отопления.
  • Для обеспечения безаварийной работы котла, на трубе подачи в систему отопления через резьбовой штуцер монтируется группа безопасности котла, которая включает аварийный клапан, автоматический воздухоотводчик и манометр. При возникновении нештатных ситуаций, клапан, настроенный на давление 3 бар, сбросит избыточное давление.
  • Пиролизный котел желательно оснастить блоком автоматики, который при помощи термодатчиков будет отслеживать режим работы котла и в случае необходимости производить его остановку и запуск. О том, как реализовано автоматическое управление в котлах, показано в видео.
Видео: Автоматика для пиролизного котла

Ввод пиролизного котла в эксплуатацию

Перед тем как производить первый запуск котла, необходимо его соединить с дымоходом и наполнить водой. Пустой котел запускать категорически запрещено – это приведет к перегреву. Помимо этого на каждом котле должен быть термометр, контролирующий температуру теплоносителя, который вкручивается в специально отведенное для этого место. Во всех проектах котлов обязательно предусмотрены отверстия для термометра, а также термодатчиков.

  • Вентилятор через выключатель соединяется с питающей сетью, проверяется его работа. Все воздушные заслонки ставятся в среднее положение.
  • На дно камеры газификации кладется бумага, чтобы она выглядывала из-под форсунки в камеру сжигания, а на нее уже укладываются дрова. Первая загрузка дров не должна быть большой, достаточно нескольких небольших поленьев. Дверь камеры газификации плотно закрывается.
  • Полностью открывается дроссельная заслонка дымохода камеры газификации, включается вентилятор и поджигается бумага.
  • Когда горение дров станет уверенным, через несколько минут, закрывается дроссельная заслонка дымохода. Дрова должны перейти в режим медленного горения (тления), которое сопровождается выделением пиролизных газов. Через нижнюю дверцу камеры сжигания производится контроль зажигания факела горения пиролизных газов. Если он не загорелся, надо попробовать уменьшить подачу воздуха в камеру газификации и увеличить в камеру сжигания.
  • После загорания пламени, заслонками регулируется его интенсивность и цвет. Бело-желтый цвет пламени говорит о правильной настройке котла.
  • Дверца отсека сжигания закрывается и засекается время, в течение которого котел доведет воду до кипения. По термометру контролируют повышение температуры. Как только, вода достигнет 100 °C – вентилятор отключают. Факел в камере сжигания должен погаснуть. Температура воды после этого должна снижаться.
  • При открытии дроссельной заслонки дымохода пламя в камере сжигания тоже должно погаснуть.

Заключение

  • Пиролизные котлы длительного горения являются сложными устройствами, поэтому их самостоятельное изготовление должно производиться только по чертежам тех котлов, которые уже показали себя в эксплуатации.
  • Самостоятельное изготовление требует неукоснительного соблюдения технологии с проверкой каждого этапа.
  • Пиролизные котлы очень материалоемкие, даже на их самостоятельное изготовление уходит очень много дорогостоящего металла. Окупятся они только тогда, когда будут находиться в постоянном пользовании в течение нескольких сезонов.

Источник: stroyday.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.