Создание дровяного котла своими руками

В специализированных магазинах можно найти немало отопительных механизмов, которые по своим свойствам и производительности успешно заменяют как центральную систему отопления, так и газовое оборудование. Но среди множества разнообразных агрегатов особенно выделяются дровяные и пиролизные котлы для отопления бань.

Котлы этого вида обладают удивительно простой конструкцией, по сравнению с которой даже традиционная русская печь может быть причислена к сложному оборудованию отопления. Эта удивительная простота и является основной причиной того, что многие предпочитают сделать дровяной котёл своими руками, а не покупать его в специализированном магазине.

Сборка своими руками устройства отопления имеет следующие преимущества:

  • Значительная экономия финансовых средств, так как затраты на материалы для самодельного котла, обычно, невелики.
  • Получение отопительного оборудования независимого от сети электроснабжения, имеющего очень высокую теплоотдачу и малый расход топлива.
  • Возможность использования для отопления любого вида топлива (дрова, торф, щепа, опилки, пеллеты и пр.).

Самодельные дровяные котлы не рекомендуется использовать в жилых помещениях, так как они, при всей своей эффективности, могут не отвечать требованиям пожарной безопасности. Чаще всего изготовленные своими руками агрегаты используют для отопления хозяйственных помещений (сараев, гаражей, теплиц, бань) и недостроенных зданий, где в будущем будет установлена полноценная отопительная система.

Приступая к планированию сборки агрегата необходимо определиться какие задачи отопления он будет выполнять: простое отопление помещение или отопление, совмещённое с нагревом воды. В зависимости от основной работы различаются и конструкции самодельных котлов.

Принцип работы и особенности устройства дровяных котлов

В зависимости от метода горения дровяные котлы делятся на классические и пиролизные (газогенераторы). Принцип работы котла на дровах классического типа заключается в том, что загружаемые сухие дрова, находясь под давлением, постепенно тлеют, выделяя тепло.

Причём тление — это, обычно, начинается сверху, из-за чего ограничитель постепенно опускается. Но среди «самоделок» часто встречаются те, где горение дров происходит снизу. Это так называемые шахтные дровяные котлы.


Рис. 1 Принцип действия классического дровяного котла

А при пиролизе сгоранию подвергаются не только дрова, но и образовавшийся в результате древесный газ. Такие приборы отличаются большей теплоотдачей, в них не образуется сажа и остаётся минимальное количество золы. Конструктивно же пиролизные котлы отличаются ненамного и сделать их своими руками также не составляет труда.

При разработке идеи по самостоятельной сборке предстоит столкнуться с тем, что устройство дровяного котла несколько отличается от схемы заводских агрегатов. Последние традиционно делятся на дымоход и топку, состоящую из поддувала, зольника и камеры горения. Контроль за поступлением в ёмкость, где тлеет топливо происходит, обычно, при помощи автоматического оборудования отопления, специально устроенных заслонок, отверстий и воздуховодов.

Но при создании дровяного котла своими руками за доступом воздуха приходится следить самостоятельно. Если такое устройство предназначено просто для отопления какого-то помещения, то в его конструкции появляется дополнительный элемент - воздуховод с ограничителем, который, действуя по принципу пресса, давит на груду дров и дверца загрузки используется только для подачи топлива.

Если же прибора отапливает баню, то открытый воздуховод неприемлем, так как через него часть дыма будет попадать в помещение. В этом случае доступ воздуха осуществляется через открытую дверцу зольника.

В основе работы пиролизных отопительных устройствах лежит принцип сухой перегонки топлива. Его суть заключается в том, что в условиях недостатка кислорода и высокой температуры происходит не просто тление, а термическое разложение древесины на уголь и горючий древесный газ. Самодельные пиролизные котлы дополнены также еще одной камерой, где происходит горение древесного газа. Причём камера эта может быть либо отдельной надстройкой, либо частью топки.

В случае если дровяные агрегаты (традиционные или пиролизные) предназначены также для нагрева воды в банях и саунах в конструкцию включается изогнутая труба, подключаемая к водопроводной системе, или водяной бак, через которую проходит дымоход с горячим воздухом.

В приведённых ниже схемах будет освещена сборка самых популярных самодельных устройства - котлов с функцией водяного нагрева, которые чаще всего устанавливаются в банях.

Инструменты и материалы для сборки котла

Если речь идёт о создании своими руками котла на дровах для бани, то изготавливается устройство отопления, которое выполняет сразу 3 функции: нагрев содержимого водяного бака, отопление помещения (парной), нагрев камней. Работа такого прибора может происходить как открытым горением (классические твердотопливные котлы), так и по принципу пиролиза.

Итак, для сборки своими руками водогрейного котла на дровах необходимы следующие материалы:

  • Железная бочка на 200 л (либо любая аналогичная ёмкость), имеющая минимальную толщину стенки 4 мм.
  • Стальной лист толщиной не менее 5 мм.
  • Труба диаметром 10-15 см и длиной в 30-50 см, необходимая для монтажа дымохода.
  • Змеевик или водяной бак из легированной или оцинкованной стали.
  • Камни и огнеупорный кирпич.

Для монтажа потребуется сварочный аппарат, электрическая дрель и шлифовальная машина по металлу (болгарка), электроды и крепёжные элементы.

Рис. 2 Схема сборки дровянного котла

Этапы сборки дровяного котла

Процесс нужно начинать с составления предварительной схемы котла на дровах, в которой будут учтены все размеры, предполагаемая мощность и расход топлива. Для составления чертежа котла на дровах традиционного типа следует помнить, что он конструктивно делится на три части: водяной бак, топливная камера, отсек образования золы.

Работа по сборке своими руками происходит следующим образом:

  • Из стального листа вырезается два круга, диаметр которых рамен диаметру корпуса котла для бани. Они предназначены для разделения для разделения устройства на три зоны. Причём в круге, который отделяет топочную камеру от зольника прорезаются продольные отверстия, позволяющие отходам ссыпаться вниз.
  • Два разграничительных круга ввариваются в корпус устройства каждый на своём уровне.
  • В верхней части бочки, а также в круге, разделяющем водяной бак и топку, прорезаются отверстия для дымохода, после чего в них перпендикулярно вваривается труба.
  • На боку бочки прорезается два прямоугольных отверстия: вверху - для закладки в камеру сгорания топлива, внизу - для сбора золы. На отверстия устанавливаются дверцы с защёлками.
  • Все составные детали собираются в одну конструкцию, швы свариваются.
  • Превращение простого оборудования для отопления в водогрейный агрегат может происходить двумя разными способами:
    • В середину топочной камеры врезается змеевик, концы которого выходят наружу и присоединяются к трубам, ведущим в водяной накопитель. Нагревшаяся в трубе вода вытесняется в бак, сменяясь холодной. Происходит своеобразный водяной круговорот.
    • Дымоход пропускается через бак. В этом случае горячий дым, проходя через ёмкость, греет воду. Также встречаются чертежи, когда через водяной накопитель проходит не только трубы дымохода, но и задняя часть агрегата.
  • Чтобы придать оборудованию отопления сходство с печью-каменкой в корпус, на уровне топочной камеры, врезают небольшую нишу для камней или осколков красного кирпича. Задача упрощается, если "корытце" для камней изготовить из обрезка широкой трубы с запаянным днищем. В некоторых случаях корпус дровяного оборудования оставляют целым, а камни или кирпичи раскладывают на плоской крышке устройства.

Рис. 3 Чертеж банного котла с функцией нагрева воды

После сборки, оборудование отопления устанавливается на месте работы на заранее подготовленный фундамент из кирпичей или бетона, или на сваренную из железных труб и арматуры подставку. Причем он может быть установлен не только в основном помещении бани (парной), но и таким образом, что в предбаннике находится только дверца зольника и топочной камеры.

Завершающим этапом установки водогрейного банного котла является экранирование - возведение вокруг корпуса агрегата кирпичной стены, работа которого состоит в накоплении и удержании тепла. Это необходимо, так как металлические стенки не только быстро нагреваются, но и также быстро остывают.

Невозможно точно сказать, что водогрейный котел в бане лучше или хуже, чем традиционная печь-каменка, так как каждое из них обладает своими достоинствами и недостатками. В частности, жар от каменки в бане выше. Но котел, в свою очередь, нагревается быстрее, чем печь.

Этапы сборки пиролизного котла для бани

Сделать своими руками пиролизный котел для бани несколько сложнее, чем традиционный. Главная проблема состоит в необходимости устройства дополнительной емкости для сгорания древесного газа. Учитывая, что основа в виде железной бочки в 200 л имеет ограниченный объём, то мощность котла будет мала и его можно будет использовать только для отопления очень небольшого помещения.

Чтобы этого избежать рекомендуется составлять пиролизный котёл либо из 2 бочек - отопительной и водяной - либо из 3 емкостей, сваренных из стальных листов. В последнем случае нижний и средний части соединяются впритык, и общая для них часть имеет прорези для схода золы. А с камерой газификации топка сцепляется трубой или небольшой решёткой. Всё это делает пиролизный агрегат более громоздким и тяжелым и потому лучше всего начинать работы сразу на месте установке, в бане, на подготовленном фундаменте.

Сборка отопительного устройства также требует составления чертежа, по которому в дальнейшем придётся ориентироваться во время сборки. Многие используют чертёж пиролизного котла Беляева, который можно без труда найти в сети. Но некоторые предпочитают составлять свои чертежи, основываясь только на принципе пиролизного горения. Металл, из которого изготавливается пиролизный агрегат должен иметь толщину не менее 5-6 мм, так как в противном случае он просто прогорит.

Создание оборудования для отопления бани и нагрева воды по схеме "2 бака" состоит из следующих действий:

  • В первый бак на высоту в 2/3 от общей врезается стальной лист, имеющей на половине своей площади прорези в 1 см шириной. Таким образом создаётся камера дожига, где будет происходить пиролизное горение.
  • В верхней части пиролизного котла прорезается отверстие равное диаметру трубы дымохода. Существует несколько вариантов расположения: труба имеет выход как в топку, так и в камеру дожига, или только в камеру дожига. Более целесообразнее второй вариант расположения, позволяющей сохранить и пережечь больший объём пиролизного газа.
  • В корпус котла врезается колосниковая решётка, отделяющая топочную камеру от зольника.
  • Прорезаются отверстия для запроса дров в топочную камеру и в зольник. Учитывая, что в самодельном пиролизном котле горение происходит снизу-вверх, дверцы эти располагаются как можно ниже и очень близко друг к другу. В некоторых случаях топочный вход ещё и выносится вперёд при помощи стального короба.
  • Водяной бак из оцинкованной стали "надевают" на трубу дымохода. Горячий воздух, проходя по трубе повышает температуру воды. Но часто, чтобы уменьшить время нагрева, емкость устанавливают так, что половина днища стояла на верхней части пиролизного котла.
  • В камере дожига прорезается воздуховод, имеющий вид отверстия в 4-5 мм диаметром. В качестве задвижки используется спица с ручкой. Во время работы пиролизного котла, приблизительно раз в час, спицу выдвигают, давая доступ кислороду в камеру дожига. После этого интенсивность горения в пиролизном котле увеличивается в разы.
  • После выполнения предыдущих пунктов инструкции работа по сборке пиролизного устройства практически завершена. В водяной бак врезается кран для спуска воды, а саму конструкцию обкладывают кирпичным экраном и на верхнюю часть выкладывают камни.

При правильной сборке такой котёл можно использовать для отопления и подачи горячей воды в помещение общей площадью не менее 100 кв.м. Небольшое помещение бани при этом нагревается до максимума за 1-2 часа.

Рис. 4 Схема работы котла

Собранный по приведённой выше инструкции пиролизное устройство для отопления и нагрева работает по следующей схеме:

  • Через топочное отверстие в корпус закладываются крупные дрова, промежутки между которыми заполняются опилками, щепой или горючим мусором. С учётом того, что горение начинается снизу можно использовать дрова с повышенной влажностью. Пока огонь тлеет они успеют просохнуть.
  • После поджога топлива все отверстия в пиролизном котле (дверцы и воздуховод) закрываются. Имеющегося внутри воздуха, как правило, хватает на 1 час равномерного тления нижнего слоя.
  • Древесный газ, выделяемый тлеющим топливом, поднимается вверх, скапливаясь камеры дожига, где, смешиваясь с поступившим из дымохода воздухом прогорает и выделяет тепло.
  • Выделяемое топкой и камерой тепло отапливает баню и нагревает воду. При этом нередки случаи, когда содержимое водяного бака закипает на максимуме. Так что периодически нужно сливать часть нагревшейся воды и добавлять новую. Также не следует часто оставлять водяной бак пустым, потому что оцинкованная сталь рано или поздно прогорит.

По материалам сайта: http://kotlomaniya.ru