Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: выбор вида и конструкции

Содержание

Одним из недостатков традиционных твердотопливных котлов и печей является небольшой объем первоначальной загрузки топлива и, как следствие, кратковременное его горение. Для того, чтобы увеличить длительность горения в таких устройствах приходится постоянно следить за процессом горения и добавлять по мере сгорания новые порции топлива. Это отнимает много времени. Поэтому, в наше время становятся все более популярными отопительные твердотопливные котлы длительного горения, которые позволяют увеличить интервал времени между загрузками топлива и могут долго работать, не требуя к себе постоянного внимания. Правда, стоимость таких агрегатов хорошего качества промышленного изготовления довольно высокая. Поэтому довольно часто народные умельцы изготавливают твердотопливные котлы длительного горения своими руками. Они, как правило, более просты по конструкции и обходятся гораздо дешевле и могут быть разными по конструкции, форме, размерам и используемому материалу. В данной статье мы рассмотрим несколько видов конструкций таких котлов, их особенности, а также из чего и как их можно сделать самостоятельно.

Чем котел длительного горения отличается от обычного

Главным отличием практически всех конструкций котлов длительного горения является большой объем загрузочной камеры, в которую помещается значительно больше топлива, чем в обычный котел, что и обеспечивает возможность его работы длительное время без дозагрузки. Как правило, в большинстве конструкций эта камера является и камерой сжигания топлива, то есть топливником, хотя форма, размеры и расположение ее могут быть достаточно разными. Практически, большой объем топлива и является тем главным фактором, который и определяет длительность горения. Кроме этого, в таком агрегате, должны быть созданы условия для возможности медленного, но полного сгорания топлива и способы регулирования этого процесса. Некоторым образом влияет на длительность горения топлива и способ его сжигания, но, как правило он не является определяющим.

Виды твердотопливных котлов длительного горения

Для того, чтобы лучше разобраться в существующих конструкциях котлов длительного горения и выбрать наиболее подходящий вариант для самостоятельного изготовления, рассмотрим какие основные виды их существуют в настоящее время.

По способу сжигания топлива можно выделить следующие их конструкции:

  • С традиционным сжиганием снизу-вверх, топливо в которых поджигается снизу, а горячие продукты сгорания проходят через всю камеру сгорания и удаляются в дымовую трубу в верхней ее части, по пути нагревая теплоноситель в теплообменнике, которым являются сами стенки камеры и, возможно, дополнительные регистры;
  • Шахтного типа, с нижним горением топлива, в которых продукты сгорания удаляются не через загрузочную камеру, как в предыдущем случае, а в соседнюю, где размещается теплообменник и далее уходят в дымовую трубу;
  • С верхним сжиганием топлива (сверху-вниз), в которых топливо поджигается сверху и постепенно сгорает до дна. Такой способ требует специального устройства (телескопической трубы, которая опускается по мере сгорания топлива) для подачи воздуха к месту горения.
  • С пиролизным или газогенераторным сжиганием топлива, при котором твердое топливо (чаще всего дрова) сжигаются при высокой температуре и ограниченной подаче первичного воздуха. При этом происходит не классическое горение топлива, а сухая перегонка их в древесный газ, который потом сжигается в камере дожига в присутствии вторичного воздуха. Стоить отметить, что пиролизные котлы являются более сложными с точки зрения самостоятельного изготовления, поэтому их конструкции будут рассмотрены в других статьях этой рубрики.

По форме твердотопливные котлы длительного горения, изготовленные своими руками могут быть:

  • прямоугольными, которые как правило изготавливаются из листового железа;
  • круглыми, изготавливаемые из труб большого диаметра, старых баллонов или бочек.

По виду материала, из которого они изготавливаются можно выделить котлы:


  • Металлические, изготовленные исключительно из листового металла и труб;
  • Металлические с футеровкой огнеупорным материалом;
  • Кирпичные с металлическим теплообменником внутри.

Какой вид и конструкцию выбрать для самостоятельного изготовления

Выбор вида и конструкции твердотопливного котла длительного горения для изготовления его своими руками зависит от наличия навыков работы и самого материала. Для хорошего сварщика не составит труда сварить котел из листов или труб, а человеку, знакомому с печными работами легче будет соорудить кирпичный котел, вмонтировав в него готовый металлический теплообменник. То же и касается сложности конструкции. Необходимо соизмерять ее со своими возможностями и способностями. В противном же случае лучше поручить эту работу специалистам.

Ниже мы рассмотрим устройство и конструкционные особенности некоторых видов твердотопливных котлов длительного горения, которые несложно изготовить своими руками.

Дровяной котел с традиционным сжиганием топлива снизу-вверх

Устройство такого твердотопливного котла длительного горения наиболее простое, что имеет значение при изготовлении своими руками. Он может быть цилиндрической или прямоугольной  формы и, соответственно, быть изготовлен из труб диаметром 400-600 мм или листовой стали. Такая конструкция представляет собой топливник высотой 1м и более, окруженный снаружи «водяной рубашкой».

Особенностью устройства этого котла является, то что загрузочная дверка находится сверху, а дымовая труба сбоку. Это позволяет, во-первых, изменять его высоту, а следовательно, и объем загрузочной камеры (он же и топливник), чем можно регулировать, длительность горения и его тепловую мощность. Во-вторых, такое расположение загрузочной дверки позволяет заполнять котел не только короткими поленьями, но и бревнами довольно большой длины (но не больше высоты камеры), устанавливая их вертикально. Топливо поджигается снизу через специальную дверку. После того, как оно загорится, с помощью регулирования подачи воздуха через поддувальную дверку регулируется скорость, а значит и длительность горения. Конструкция достаточно проста, но из-за относительно небольшой площади теплообменника (практически это только стенки камеры сгорания) расход топлива в таком котле несколько больше, чем в других, более сложных котлах длительного горения.

Рис. 1 Твердотопливный котел длительного горения с традиционным сжиганием топлива снизу-вверх

Котел длительного горения шахтного типа

Свое название такие котлы получили в связи с особенностью загрузочной камеры – она представляет собой конструкцию («шахту») высота которой значительно больше, чем размеры поперечного сечения. Загрузка топлива осуществляется сверху. Само топливо поджигается снизу, но огонь и продукты его сгорания выходят не через загрузочную камеру, как в предыдущем случае, а в соседнюю, где и располагается теплообменник.

Чаще всего теплообменник в таких котлах изготавливают в виде прямоугольника из листового металла, в который врезаны трубы для прохода огня и горячих газов – огнетрубный вариант. Хотя могут быть конструкции и с водотрубным теплообменником, когда по ее трубах протекает теплоноситель. В теплообменнике огонь и дымовые газы отдают свою тепловую энергию теплоносителю и выходят в дымовую трубу.

Рис. 2 Схема простого шахтного твердотопливного котла

Котел длительного горения сверху-вниз

Конструкция такого котла отличается тем, что процесс горения топлива в нем происходит сверху-вниз, то есть топливо, загруженное в камеру сгорания, поджигается сверху и постепенно выгорает до дна. Этот принцип используется в известной многим печке «бубафоня», только в котле имеется еще возможность нагрева теплоносителя для системы водяного отопления.

Чтобы обеспечить этот процесс в конструкцию агрегата включена телескопическая труба, посредством которой осуществляется подача воздуха к месту горения топлива. А для того, чтобы воздух распределялся равномерно, на конце трубы приварен распределительный «блин» с лопастями. Воздухоподающая труба, которая при загрузке топлива поднимается вверх, по мере сгорания топлива, под своим весом опускается и обеспечивает непрерывную подачу воздуха к месту горения.

Для того, чтобы обеспечить лучшие условия сгорания топлива, воздух предварительно подогревается в камере подогрева, расположенной в верхней части камеры сгорания. Подача воздуха, а, соответственно, скорость горения, регулируется задвижкой на входе в камеру подогрева. Но возможна и более простая конструкция такого котла – без камеры подогрева, тогда задвижку, регулирующую подачу воздуха устраивают непосредственно на верхнем торце трубы.

Теплообменник такого котла, обычно, представляет собой «водяную рубашку» вокруг камеры сгорания, но, для увеличения эффективности теплопередачи, в верхней части могут быть установлены дополнительные регистры из труб. Загрузка топлива осуществляется через верхнюю боковую дверку, а удаление золы и остатков топлива – через нижнюю.

Рис. 3 Схема котла длительного горения с сжиганием топлива сверху-вниз

Некоторые подобные конструкции предполагают наличие боковой дверки, практически на всю высоту камеры сгорания, что существенно упрощает процесс  чистки котла, но усложняет  изготовление.

Такие котлы, как правило круглого сечения (фото вверху). Изготовить своими руками их можно из двух труб большого диаметра (400-500 мм) и труб диаметром поменьше: для камеры подогрева воздуха — 250-300 мм,  дымохода – 120-150 мм и телескопической трубы 60-90 мм. Кроме этого необходима будет листовая сталь толщиной не менее 4 мм для.

Кирпичные котлы длительного горения

Одним из недостатков большинства котлов длительного горения, изготовленных полностью из металла, является  их довольно большой вес, так как размеры загрузочной камеры, а соответственно, и самого котла довольно большие. И чтобы установить их на место иногда приходится использовать грузоподъемные механизмы и даже разбирать крышу котельной или же необходимо изготавливать такой котел на месте. Те же проблемы могут возникать и при демонтаже такого котла, если он прогорел или по другим причинам.

Такого недостатка может быть лишен котел, корпус и топливник которого сложен из кирпича, а металлическим является только теплообменник, изготовленный из труб или листовой стали. Наиболее подходящая форма сечения для таких котлов прямоугольная. Кирпичная кладка ведется с учетом правил печных работ. Таким образом, может быть изготовлен, например тот же котел с традиционным сжиганием топлива или шахтного типа (рис. 4).

Рис. 4 Кирпичный котел шахтного типа

Устройство и размеры такого твердотопливного котла длительного горения могут быть подобраны с учетом индивидуальных особенностей системы отопления вашего дома и размеров котельной. Кроме того, такой котел может быть сооружен непосредственно в доме и если он будет облицован качественным кирпичом, он может стать неотъемлемой  частью интерьера.

Если у вас есть некоторые навыки печных работ, то сложить такой котел несложно, при этом выполнить эту работу можно даже одному. Котел сооружается сразу на том месте, где он будет эксплуатироваться, а при необходимости, также просто может быть разобран.

В заключение

Мы рассмотрели несколько возможных вариантов устройства твердотопливных котлов длительного горения, которые можно изготовить своими руками. Однозначно ответить, какой из представленных их видов будет оптимальным вариантом именно в вашем случае, трудно. Если вы собрались изготовить такой агрегат самостоятельно, то необходимо предварительно учесть несколько факторов: наличие соответствующих навыков ( например, умение качественно выполнять сварочные работы или кладку), наличие и стоимость материала, наличие необходимого оборудования и инструментов, место расположения котла и другие. Кроме того, необходимо рассчитать размеры теплообменника котла с учетом мощности системы отопления дома.

И если нет полной уверенности в своих способностях, то лучше поручить изготовления специалисту.

По материалам сайта: http://v-teple.com