Как собрать энергоэффективный котел длительного горения своими руками

Разновидности твердотопливных котлов

Востребованность котлов на дровах и угле постоянно увеличивается из-за доступности топлива для них. Конструктивные особенности позволяют отличать отопительное оборудование по различным критериям.

В зависимости от материала изготовления:

• чугунные;
• стальные.

По методу загрузки топлива:

• ручные – когда закладку топлива производят самостоятельно;
• автоматические – с механизированным способом загрузки.

В зависимости от вида топлива:

• угольные;
• дровяные;
• пеллетные – с использованием гранулированного твердого топлива;
• смешанное оборудование, которое предназначено для разных видов топлива.

Способ горения позволяет разделить котлы на:

• естественный процесс с регулировкой обычной заслонкой тяги;
• с устройством дополнительной тяги, обусловленной наличием вентилятора и его мощностью;
• пиролизный метод горения в двух камерах: в первой – дрова, а во второй – газ, который выделился при горении в первой камере;
• длительный процесс сгорания, обусловленный постепенным сжиганием слоев твердого топлива.

Видео «Котел длительного горения, сделанный своими руками»

В этом видеосюжете показано, как самостоятельно сделать теплогенератор длительного горения.

Преимущества технологии

Основным неудобством использования твердотопливных котлов является постоянная необходимость в загрузке топливом. Чтобы увеличить время работы между закладками топлива, разработаны технологии механической подачи, применение пеллетных гранул, управления воздушными потоками внутри камеры сгорания с помощью вентиляторов.

Использование послойного процесса длительного сгорания значительно увеличивает время сгорания одной закладки по сравнению с обычным процессом. В отличие от других методов, он отличается простотой и возможностью изготовления оборудования собственными руками.

Отсутствие потребности в дополнительных приспособлениях подачи топлива или установки вентиляторов делает возможным применение самодельной конструкции с грубыми расчетами и использованием принципа постепенного сжигания твердого топлива.

Классические конструкции котлов длительного горения работают на дровах и угле. При самостоятельном изготовлении оборудования можно приспособить камеру сгорания под любой вид твердого топлива. Для использования сыпучих видов топлива колосники выполняют с учетом фракции гранул, которыми будет загружаться камера. Важно, чтобы пеллеты не просачивались через колосники, а оставались в камере.

Как сделать своими руками

Чтобы изготовить котел, необходимо разобраться в особенностях горения слоев, и сделать выбор между оборудованием шахтной и классической компоновки.

Камера сгорания оборудования шахтного типа будет иметь верхнее расположение, а забор воздуха дымохода осуществляется снизу. Такая конструкция позволяет твердому топливу постепенно сгорать сверху вниз, под воздействием естественной тяги. Недостатком таких котлов является периодическая необходимость в очистке заборного дымоходного отверстия в нижней части котла.

Классическая компоновка оборудования требует боковой загрузки, чуть выше нижнего расположения заслонки, регулирующей тягу. Особенность такой компоновки заключается в применении дополнительного шибера (или нескольких) теплообменника, который регулирует направление движения продуктов сгорания, тем самым замедляя процесс горения в камере сгорания.

Специалисты по теплотехнике называют такие котлы многоходовыми – благодаря большому количеству направленных в противоположные стороны движению отработавших газов, которые имеют высокую температуру. За счет этого происходит нагрев сложных по форме теплообменников. Чем больше ходов будет иметь агрегат, тем медленнее будет происходить процесс горения твердого топлива.

В промышленном оборудовании длительного горения количество ходов внутри теплообменника может быть более десяти. При самостоятельном изготовлении трудно достичь таких показателей, обусловленных сложностью конструкции водяной рубашки. Для бытового использования изготавливают двух- и трехходовые котлы, обеспечивающие достаточную длительность процесса горения. Соответственно, мощность самодельного котла будет не более 30 кВт.

Конструкцию внутреннего шибера или отражателя выполняют таким образом, чтобы при розжиге котла тяга имела кратчайший путь от камеры сгорания к дымоходу.

Материалы и инструменты

Перед тем как приступить к работе необходимо продумать схему работы котла и его камеры сгорания. Будут ли отработанные газы осуществлять свои ходы снизу вверх и обратно или же справа налево, и наоборот. Затем выполняют чертежи всех узлов агрегата отдельно и в сборочном виде.

Для самостоятельного изготовления отопительного оборудования потребуются следующие материалы:

• листовая сталь (3–4 мм);
• чугунные колосники;
• труба соответствующего диаметра для дымохода.

Инструментов нужно будет побольше, т. к. металл обработке не всегда поддается легко:

• измерительный инструмент и приспособления;
• болгарка;
• сварочный аппарат;
• компрессор с манометром;
• слесарный набор инструментов;
• приспособления для монтажа: струбцины, опоры, держатели.

Пошаговая сборка

Изготовление котла своими руками потребует немалой усидчивости и прохождения следующих этапов работ:

1. На листе стали скомпоновать разметку требуемых деталей корпуса и рубашки теплообменника с минимальным количеством отходов в соответствии с размерами по чертежам.
2. С помощью болгарки вырезать все элементы будущей конструкции.
3. Сварочные работы начинают со сборки водяной рубашки. Качество швов должно быть очень надежным. При проведении работ важно соблюдать все меры безопасности для огневых работ.
4. После изготовления водяного теплообменника необходимо сделать шибер и проверить плотность прилегания его кромок к поверхностям рубашки котла. При креплении к стенкам теплообменника сразу же произвести монтаж крепления отражателя.
5. Теперь приваривают рубашку к стенкам корпуса по смежным линиям в соответствии с чертежами.
6. В требуемое место необходимо установить дымоходную трубу и заварить ее.
7. Собрать все корпусные элементы при использовании приспособлений и струбцин. Перед общей компоновкой корпуса вырезают полости для загрузочного окна и нижней заслонки, регулирующей тягу.
8. После выполнения сварки всех швов корпуса выполняют опрессовку собранной конструкции. Для этого закачивают внутреннюю полость рубашки воздухом. Давление должно быть не ниже 3 атмосфер. Конструкцию оставляют на сутки, затем проверяют манометром давление. Падение давления не должно превышать 1%. При большем значении потерь находят причину и устраняют.
9. Теперь изготавливают или используют готовые дверца загрузочных окон и вставляют их в требуемые места.

После проведения сборочных работ проверяют работоспособность основного шибера, регулирующего длительность горения, а также возможность подключения агрегата к дымоходной системе.

На соединении дымохода с трубами желательно установить регулирующую заслонку, которая позволит оборудованию получить статус сверхдлительного горения. Помимо замедления прохождения горячих потоков воздуха внутри котла, тормозят движение отработанных газов на выходе из оборудования.

Конструкция теплообменника в агрегате длительного горения может быть выполнена в виде трубок, по которым проходит теплоноситель. Или наоборот – цилиндрические полости используются для прохождения горячих воздушных потоков. Важно замедление движения продуктов сгорания и передача тепла по как можно большей площади стенок теплообменника.

Для замедления процесса горения используют принудительное движение потоков отработанных газов с помощью вентилятора, а также метод дожигания продуктов горения.

Рассмотренный метод позволяет отдать максимальное количество тепловой энергии при помощи естественной тяги, что делает конструкцию котла простой в изготовлении и не требует дополнительного оборудования.