Как сделать твердотоливный котел длительного горения

Сборка

Проще всего сконструировать твердотопливный котел. При его сборке используются жаростойкие сорта стали – они прочнее, чем обычный стальной лист, который на открытом огне прогорает и быстро изнашивается.

Тем не менее, жаростойкая сталь стоит дорого, и на практике в котлах кустарной сборки применяется редко. Еще один вариант – чугун: этот материал отлично переносит жар, хотя работать с ним тяжело. Оборудование для изготовления чугунной печи есть только на специализированных предприятиях.

На водяной циркуляции

Твердотопливный самодельный котел для водяного отопления с классической компоновкой имеет камеру сгорания с колосниками – монтированными горизонтально стальными полосами металла, заменяющими цельнометаллическое дно. Топливо закладывается поверх колосников, а оставшийся после его сгорания пепел проваливается между ними в расположенную ниже камеру. К последней присоединен дымоходный канал, предназначенный для отвода дыма. Каждый раз перед началом очередной топки пепел из этой камеры нужно выгребать.

Рядом с камерой сгорания — обычно со стороны дымоходного канала — располагается емкость для нагрева воды, подключенная к контуру трубопровода частного дома: в нижнюю часть емкости поступает охлажденная вода, которая по мере нагрева поднимается вверх. Поток воздуха в камеру сгорания нагнетается вентилятором. Котел оснащен двумя дверками: верхняя предназначена для загрузки топлива, нижняя – для чистки камеры под колосниками. Также эта камера необходима для циркуляции воздуха.

На принципе пиролиза

Другую конструкцию имеют пиролизные котлы. У них имеется дополнительная верхняя камера, куда попадают газы, выделяемые в процессе сгорания дров. Там газы догорают, производя дополнительное тепло.

Пиролизный самодельный котел имеет больший КПД по сравнению с устройством традиционного типа.

Для отопления загородного дома, состоящего из нескольких комнат, подойдет аппарат с ТЭН, состоящий из трубы диаметром 21,9 см и длиной около 50 см. Такое приспособление будет экономным, ведь киловатты энергии не будут расходоваться впустую. Кроме того, устройство очень компактно.

Если ТЭН предполагается установить в отдельном корпусе, то лучше сделать котел с небольшими габаритами. В случае если котел применяется для подогрева проточной воды, это правило не действует. Ведь тогда нужно иметь запас жидкости, а для этого требуется больший резервуар.

Для работы котла не нужна выделенная линия электропитания, его можно подключать к бытовой сети вместе с другими электроприборами. В отличие от электродного оборудования, отопительный котел с ТЭН безопасен, ведь теплоноситель изолирован от тех частей устройства, которые находятся под напряжением. Если оснастить агрегат регулятором, то появится возможность настраивать температуру нагрева воды с высокой точностью – это главное преимущество электрического котла перед твердотопливным.

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.

Электрокотел на ТЭНах

Схема электрического котла с теном своими руками является наиболее простой для исполнения и известна уже достаточно давно.

Принцип работы ТЭНового котла

Устройство всех бытовых приборов, в которых установлены нагревательные элементы (ТЭНы), одинаково. При включении питания напряжение подается на ТЭН, который постепенно нагревается и передает тепловую энергию расположенной вокруг него жидкости.

Преимущества таких приборов:

• большой ассортимент нагревательных элементов различной формы и мощности;
• возможность использования в любой отопительной системе с жидкими теплоносителями;
• на корпусе котла установлена изоляция, так что напряжение подается исключительно на ТЭН;
• не требуют сложного обслуживания;
• уровень нагрева очень просто контролировать, даже с минимальным набором автоматических элементов управления.

Среди недостатков самодельного электрического котла данного типа можно назвать:

• «прожорливость» в потреблении электроэнергии, поскольку для обогрева 10 м2 площади требуется 1 кВт мощности;
• примеси в теплоносителе накапливаются на нагревательном элементе в виде накипи, поэтому его нужно чистить примерно 1 раз в год;
• ТЭН может функционировать только при наличии жидкости, с ним рекомендуется установка датчика холостого хода.

Из чего состоит система отопления

В основном для обогрева частных домовладений выбираются водяные системы. Для этого традиционного варианта, как проще сделать отопление в частном доме, характерен высокий универсализм, позволяющий использовать для нагрева доставляемого в помещения теплоносителя практически любое топливо. Кроме того, в водяных системах нередко используется комбинированный нагрев, дающий возможность оперировать несколькими разновидностями энергоносителей.

В состав любой отопительной системы для частного дома входят следующие элементы:

1. Источник нагрева.
2. Система труб, с необходимым оснащением.
3. Отопительные приборы – батареи или нагревательные контуры системы теплого пола.

Чтобы обрабатывать и управлять теплоносителем, а также иметь возможность обслуживать отопительную систему, применяется дополнительное оборудование.

Под дополнительным оборудованием имеются в виду следующие приборы:

• Бачок расширения.
• Циркуляционный насос.
• Гидравлический разделитель.
• Коллектор распределения.
• Буферный бак.
• Бойлер косвенного нагрева.
• Элементы автоматизации системы.

Для принудительной циркуляции нагретой воды используют насос. Если же в системе имеется несколько контуров, для разграничения которых используется гидрострелка или буферная емкость, потребуется 2 и более насосов. При этом буферная емкость выполняет роль и гидравлического разделителя, и теплоаккумулятора. Обычно тепловой циркуляционный контур отделяют в тех случаях, когда обустраивается отопительная система повышенной сложности. В основном это характерно для коттеджей с несколькими этажами.

Распределяющие коллекторы применяются в нагревательных контурах теплых полов или в лучевых радиаторных контурах. Конструкция нагревателя косвенного нагрева состоит из емкости и змеевика, где осуществляется нагрев воды для ГВС от теплоносителя. Чтоб следить за показателями температуры и давления воды, система оснащается термометрами и манометрами. При помощи приборов автоматизации – датчиков, терморегуляторов, контроллеров и сервоприводов, наблюдают за параметрами теплоносителя и управляют ими в автоматическом режиме.

Увеличение камеры сгорания

Правильно рассчитав размер камеры сгорания и дверцы для подачи дров, Вы не только повысите эффективность котла, но и существенно облегчите себе жизнь при его эксплуатации.

Самый простой способ реализовать длительное горение в котле на дровах – увеличить объем его камеры сгорания. Предположим, что нам необходимо обогреть домовладение площадью 100 кв. м. Для этого нам потребуется 2,3 дров в час (средняя теплотворность древесины составляет около 4,3 кВтч/кг. Следовательно, для того чтобы добиться длительного горения на протяжении 12 часов, нам потребуется камера сгорания, вмещающая 28 кг дров. При средней плотности древесины в 1,73 кг/дм³, ориентировочный объем камеры составит 16,18 литра.

Так как нас интересует загрузка на 24 часа, то объем камеры сгорания составит 32,26 литра. Но нужно учесть, что дрова – это далеко не вода. Они не занимают все пространство целиком, поэтому смело умножаем полученное значение на два – итого получится около 65 литров. Также необходимо оставить запас на нормальное горение, чтобы было где разбушеваться пламени, хотя здесь все зависит от устройства котла.

Вычисляя размеры камеры сгорания, ориентируйтесь на длину поленьев – это поможет создать удобную для загрузки топку.

Становится очевидным, что для реализации сверхдлительного горения необходимо создать очень большую камеру сгорания. А для того чтобы еще больше увеличить эффективность и длительность сгорания одной порции топлива, следует использовать определенные сорта древесины – мы рекомендуем сделать выбор в пользу березы и дуба. Несмотря на то что теплотворная способность у них меньше, чем у той же сосны, эти сорта дерева более плотные. Да и сгорают они при более высокой температуре (почти +900 градусов).