Categories: РазноеAuthor alexxlabPosted on No comment on Котел шахтного типа своими руками: Шахтный котел длительного горения своими руками: чертежи, как сделать

Котел шахтного типа своими руками: Шахтный котел длительного горения своими руками: чертежи, как сделать

Содержание

что это, как сделать, поэтапное изготовление, чертежи, схема, размер, конструкция, разновидности, фото

Из всех возможных вариантов отопительного оборудования котел на твердом топливе занимает первое место по критерию себестоимости за единицу тепла, в плане безопасности и затратам на оформление, установку. Конструктивно котел промышленного изготовления отличается от самоделки лишь более аккуратным исполнением, изысканным дизайном и экономией на толщине металла.

Разновидности самодельных котлов на твердом топливе для отопления частного дома

Содержание статьи

  • 1 Разновидности самодельных котлов на твердом топливе для отопления частного дома
    • 1.1 Классическая схема самодельного котла на твердом топливе
    • 1.2 Пеллетные котлы
    • 1.3 Пиролизные котлы
    • 1.4 Шахтный котел длительного горения
  • 2 Чертеж самодельного котла на твердом топливе
  • 3 Как сделать котел на твердом топливе для отопления частного дома своими руками

Кроме существенной экономии финансов на приобретении готового отопительного оборудования, идея постройки твердотопливного агрегата собственными силами имеет еще одно преимущество. Как говорят мастера, если хватило знаний сделать свой вариант отопительного котла на твердом топливе, то терпения настроить его на экономичную работу хватит и подавно.

В данном случае речь идет об оборудовании, основные детали которого изготовлены из стали. Из чугуна используем лишь готовые колосники.

Котлы, работающие на твердом топливе, можно разделить на две группы. Первая – специализированные модели, рассчитанные на сжигание определенных видов твердого топлива. Во вторую группу относят универсальные конструкции. Последние отличаются простым устройством топочной камеры, всеядностью по топливу, невысоким КПД.

К моделям, использующим подготовленное твердое топливо, относят:

  • пиролизные котлы;
  • котлы длительного горения;
  • шахтные котлы;
  • отопительные системы на пеллетах.

Всех их объединяет один признак – в конструкции есть своя «изюминка» или секрет, благодаря которому твердое топливо сжигается с высоким КПД, с минимальным вмешательством со стороны человека в процесс горения.

К универсальным относят модели с классической топкой из чугуна или стали, футерованной шамотом. Твердое топливо закладывается внутрь через боковое окно, воздух подается через колосники. Стенки корпуса выполнены двойными для протока и нагрева воды.

Самодельная система отопления должна быть экономичной, безопасной и удобной в обслуживании. Поэтому, прежде чем сделать котел своими руками, будет правильным разобраться в преимуществах и недостатках каждой схемы.

Классическая схема самодельного котла на твердом топливе

Преимуществом «классики» остается простая конструкция и всеядность топки. Устройство котла во многом напоминает классическую дровяную печку или знаменитую «буржуйку», с той разницей, что тепло от сгорания твердого топлива передается не в воздух, а теплоносителю (обычно воде).

В котлах отопления промышленного изготовления топка может быть сделана из жаростойкого чугуна с дополнительной футеровкой свода и поддона. В результате в топочной камере можно сжигать практически все – уголь, дрова, пеллеты, торфяные и угольные брикеты, любую древесину, даже отходы лесопиления. Исключением является лишь древесная стружка с пылью – она не сгорает до конца, а выносится горячими газами в дымоход, где медленно превращается в сажу.

Построить самодельный твердотопливный котел с классической топочной камерой не составит труда, но в этом нет экономической целесообразности. Экономичность «классики» ниже, чем у новых моделей на твердом топливе, а потребное количество материала и трудозатраты примерно равны.

Пеллетные котлы

Отопительное оборудование, работающее на пеллетах, отличается полнотой сжигания и утилизации остатков топливного материала. Пеллеты или гранулы, полученные прессованием древесной пыли, стружки, отходов лузги, сгорают с минимальным количеством золы. Выход тепла выше, чем у моделей на дровах. Твердое топливо сгорает более равномерно, чем щепа или поленья. При этом нет проблем с влажностью топливного материала даже в условиях длительного хранения в неотапливаемом помещении.

Единственный минус – высокая скорость сгорания пеллет. Поэтому твердое топливо нужно грузить дозированно.

Конструктивно пеллетный котел – это топливный бункер со шнековой или ленточной подачей гранул. Размер камеры сжигания небольшой, поэтому процесс горения обладает малой инерцией. Можно легко разжечь топливный материал, при необходимости быстро остановить работу отопительной системы.

Сделать самодельную топку на пеллетах возможно. Но потребуется точно рассчитать объем камеры сгорания под определенную тепловую мощность аппарата. А главное – найти фабричную систему подачи пеллет в зону горения.

Подачу можно сделать своими руками, но тогда нужно искать способ настроить ее производительность. Также установить защиту от воспламенения твердого топлива на линии подачи гранул.

Пиролизные котлы

Если не удается найти готовый блок подачи гранул, то вместо пеллетной топки можно построить самодельный котел, сжигающий газы пиролиза твердого топлива. Устройство такого агрегата проще, чем у пеллетного. По сути, аппарат состоит из двух камер – бункера для топливного материала и камеры сжигания пиролизных газов.

В качестве топливного материала используют просушенные дрова (влажность не более 40%). Обычно одной закладки твердого топлива хватает для работы котла в течение суток.

Преимущество пиролизного котла – экономичность. Если правильно настроить подачу воздуха в блок пиролиза, то можно регулировать тепловую мощность от минимума в 30% до 100-110% расчетной теплоотдачи.

Возможные трудности при изготовлении самодельной пиролизной топки:

  • высокая температура горения, иногда доходит до 1100-1200 оС. Поэтому для топки нужно использовать жаростойкую сталь и шамот;
  • в камере пиролиза образуются горючие газы, содержащие водород, пар, угарный газ и продукты распада смол. Поэтому качество сварочных швов пиролизного блока должно быть очень высоким, не говоря уже о плотном прилегании загрузочного люка;
  • жаростойкая нержавейка плохо сваривается. Поэтому нужны знания, практика, оборудование для сварки легированных сталей.

Строить самодельный пиролизный котел имеет смысл хотя бы потому, что это один из наиболее экономичных и экологичных способов сжигания твердого топлива. Отопление частного дома обойдется как минимум на 30% дешевле, чем в случае использования пеллет.

Шахтный котел длительного горения

В большинстве самодельных отопительных систем на твердом топливе используется принцип шахтного сжигания дров, щепы, древесной стружки и даже торфяного брикета. Совместно с дровами может применяться угольный брикет, но при условии, что стенки шахты изготовлены из коррозионностойкой стали или чугуна.

Твердое топливо загружается в шахту емкостью до 150 л. Горение материала происходит в верхней части топливной колонны. Продукты горения направляются вверх, нагревают стенки и воздух, подаваемый в зону сжигания топлива через жаростойкую трубу.

Сделать самодельный шахтный котел своими руками несложно – в его конструкции нет сложных узлов, не используются дефицитные стали, огнеупоры. Единственная сложность связана с регулированием подачи воздуха в зону горения твердого топлива.

Слишком большое количество воздуха снижает экономичность, продукты сгорания не успевают остыть в теплообменнике, начинает гореть присоединительный фланец и дымоход. При его недостаточном количестве самодельная топка интенсивно зарастает сажей и продуктами термолиза дегтя, смолы.

Классический

45.45%

Пеллетный

3.03%

Пиролизный

21.21%

Шахтный

27.27%

Свой вариант в комментариях

3.03%

Проголосовало: 33

Чертеж самодельного котла на твердом топливе

Если выбирать оптимальный вариант отопления дома твердым топливом, то для самодельного котла наилучшим решением будут системы длительного горения, шахтного или бункерного типа.

Преимущества котлов шахтного типа:

  • самодельный корпус имеет минимальное количество сварочных швов. По сути, это две трубы из легированной стали, вложенные одна в одну. Поэтому шахтные системы считаются одними из самых надежных и безопасных в работе;
  • шахта может работать даже при умеренной тяге в дымоходе;
  • высокая экономичность процесса сжигания твердого топлива.

В самодельных котлах дрова и брикет прогорают до золы за двое суток. В моделях промышленного изготовления одна закладка может гореть в экономичном режиме до пяти суток.

Ниже приведен чертеж шахтного котла мощностью до 10 кВт.

Основные сложности в изготовлении самодельной шахты связаны с подбором материала. Для внутреннего корпуса используется тонкостенная труба из легированной стали, с толщиной стенки 2 мм. Кроме того, в горячий корпус нужно будет вварить аргоновой сваркой кольцевой переходник под дымоход, два прямоугольных короба под загрузку топлива, под чистку зольника.

Если нет уверенности в качественном выполнении сварочных работ, то лучше выбрать котел на твердом топливе бункерного типа.

Конструкция самодельного котла состоит из двух корпусов. Первый – бункер с решеткой, на которой и происходит сжигание твердого топлива. В нижней части находится сборник золы и сажи. Через него же подается вторичный воздух для дожигания продуктов горения в трубчатом теплообменнике.

От секции труб во втором корпусе можно отказаться. Вместо трубчатого теплообменника достаточно сделать водяную рубашку вокруг жаростойкого внутреннего корпуса. Как показывает практика, такая схема более технологична и удобна в изготовлении для самодельных котлов. Кроме того, верхнюю загрузку топлива можно заменить на более традиционный способ укладки через боковое окно.

Как сделать котел на твердом топливе для отопления частного дома своими руками

Постройка начинается с выкройки заготовок боковых стенок, фасада и тыльной части корпуса. Боковины и передняя стенка вырезаются из листа жаропрочной стали толщиной 3-4 мм.

Свариваем прямоугольный воздушный карман и соединяем сваркой точечным прихватом две боковые стенки.

Далее приварить переднюю и заднюю стенку самодельного котла. По сути, бункер для твердого топлива почти готов. Нужно лишь приварить тыльную часть полости дожигания продуктов горения твердого топлива.

Жаровый корпус котла, уголок служит шаблоном для укладки стенок водяной рубашки.

Для упрощения процесса корпус обвязываем по периметру уголком с шириной стенки 35 мм. Он же будет использоваться для сборки наружной водяной рубашки. После установки внешних стенок все швы нужно проварить сплошным сварочным швом. Ввариваем патрубки подвода и отвода теплоносителя.

Через поддувало вставляем колосники и шамотную теплоизоляцию канала, через который раскаленные продукты горения перетекают в газовый теплообменник.

Самодельную крышку бункера оборудуем замком с эксцентриковым шарниром. Таким способом удается герметично дожать люк, чтобы избежать появления обратной тяги с выбросом продуктов горения в помещение котельной.

Построить котел на твердом топливе для обогрева частного дома не так сложно, как это может показаться. При наличии материалов, сварочного оборудования процесс постройки занимает полных 4 рабочих дня. Если же приобретать готовый аппарат, то самый доступный твердотопливный котел обойдется не менее чем в 800 долл., без установки.

А как считаете вы, какой котел лучше – изготовленный в заводских условиях или самодельный? Напишите в комментариях. Сохраните статью в закладках, поделитесь ею в социальных сетях.

Делаем твердотопливный котел своими руками

Содержание

  1. Выбираем тип изготавливаемого котла
  2. Шахтный с вертикальной загрузкой
  3. Горизонтальный с боковой загрузкой
  4. Определяем тип горения топлива
  5. Обычное классическое горение
  6. Длительное горение с пиролизом
  7. Из какого металла лучше сделать котел
  8. Чугун
  9. Сталь
  10. Тип теплообменника самодельного котла
  11. Внешняя водяная рубашка
  12. Встроенный змеевик
  13. Из чего лучше сделать колосники
  14. Материалы для внешней теплоизоляции котла
  15. Правильная краска для покраски корпуса котла


Несмотря на кажущуюся сложность, изготовление твердотопливного котла своими руками, вполне осуществимый проект, позволяющий сократить расходы на приобретение оборудования, практически вдвое. Потребуется правильно подобрать тип оборудования, конструкцию и выполнить все необходимые нюансы, связанные с производственным процессом.

При соблюдении рекомендаций, можно получить котел, практически не отличающийся теплотехническими характеристиками от модели, собранной в заводских условиях.

Выбираем тип изготавливаемого котла

Практически все самодельные котлы отопления на твердом топливе для частного дома, являются просто хорошей копией того оборудования, что выпускается на заводах отечественных и зарубежных производителей. Хотя полностью воссоздать технологический процесс без специального оборудования невозможно, при изготовлении используются схемы и чертежи уже готовых моделей.

При выборе типа котла, обращают внимание на КПД, требования, предъявляемые к качеству топлива и другие характеристики. Все популярные конструкции, делятся на два вида, по особенностям расположения топочной камеры.

Шахтный с вертикальной загрузкой

Такая конструкция, впервые стала использоваться в котлах длительного горения отечественных производителей. В устройстве шахтного оборудования имеются следующие особенности:

  • Используется принцип нижнего горения. В конструкции предусматриваются две дверцы: топочная и загрузочная.
  • Топливо загружается в вертикальную топочную камеру. Размеры топки рассчитываются таким образом, чтобы поленья свободно опускались вниз, по мере прогорания нижнего слоя.
  • Воздух подается сразу с двух сторон. Первый воздушный поток направляется сверху топочной камеры вниз, второй, распространяется внизу под колосниками и направлен к встроенному дымовому каналу.

Шахтный твердотопливный котел работает по принципу длительного горения, с применением газогенерации или пиролиза. Изготовление модели данного типа трудоемко и требует проведения грамотных теплотехнических расчетов. На выходе, получается котел с КПД около 88%, неприхотливостью к качеству дров (допускается влажность до 42%).

Горизонтальный с боковой загрузкой

Конструкция с боковой загрузкой является классической и чаще всего, именно ее выбирают при самодельном изготовлении твердотопливного котла. По внутреннему устройству, модель напоминает обычную дровяную печь.

Самодельный твердотопливный отопительный котел с водяным контуром, использующий боковую загрузку, имеет следующие особенности:

  • Вместительная топочная камера – объем топки рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить работу котла от одной закладки, в течение 4 часов.
  • Топочная камера должна отделяться от зольного ящика, решеткой. В котлах, для сжигания угля, используются металлические или чугунные колосники. Дверка зольного ящика используется для регулировки интенсивности горения. Открытием и закрытием изменяются параметры тяги.
  • Система дымоотведения – в зависимости от используемого принципа горения, изготавливается прямой или ломаный дымоходный канал.

Котлы с боковой загрузкой и горизонтальной топкой, имеют простую конструкцию, наиболее подходящую для самостоятельного производства.

Определяем тип горения топлива

Длительность горения топлива в самодельном твердотопливном котле, зависит от выбранной конструкции агрегата. Принято различать два основных используемых принципа работы:

  1. Классическое горение.
  2. Длительное горение.

При наличии необходимых инженерных навыков, возможно изготовить агрегат, способный проработать от одной закладки в течение нескольких суток.

Обычное классическое горение

Изготовление котла на твердом топливе с классическим горением своими руками, отличается простотой. Конструкция напоминает ту, что используется в дровяных печах и состоит из следующих частей:

  • Топочная камера.
  • Зольник.
  • Система дымоотведения.
  • Теплообменник.

В котлах, в качестве водяного контура, зачастую используется обычный змеевик. Особенностями внутреннего устройства классических твердотопливных котлов является:

  • Скорость сгорания – от одной закладки, котел продолжает работать максимум 4 часа.
  • КПД – классические модели малоэффективны. При работе, практически четвертая часть получаемого тепла, попросту уходит в дымоходную трубу.
  • Тип топлива – классические котлы способны использовать любой вид твердого топлива: уголь, дрова, брикеты и т.п. Допускается сжигание дров с повышенной влажностью.

Затраты на изготовление классического твердотопливного котла меньше, чем на производство пиролизной модели, практически вдвое.

Длительное горение с пиролизом

Сделать своими руками твердотопливный котел длительного горения возможно, но, для этого потребуется провести грамотные теплотехнические расчеты и подобрать подходящий чертеж. Процесс пиролиза невозможен без двух составляющих:

  • Высокой температуры горения.
  • Ограниченного притока воздуха.

Чтобы обеспечить необходимые условия, устанавливается механический регулятор горения, а также, обкладывают камеру сгорания, шамотным кирпичом, для уменьшения теплопотерь. Подробные рекомендации относительно изготовления, находятся в статье «Изготовление пиролизного котла своими руками», расположенной на сайте.

КПД заводского котла длительного горения с пиролизом, достигает 92%. При самостоятельном производстве, коэффициент полезного действия несколько ниже, 86-88%.

Из какого металла лучше сделать котел

От выбора металла, зависит время эксплуатации котла. При производстве в заводских условиях, существуют строгие требования, относительно типа используемого материала для каждой части котла. Строгие требования предъявляются к составу металла, толщине стали и другим характеристикам.

Подобным нормам, должен соответствовать и материал, используемый при самостоятельном изготовлении агрегата. При выборе учитывают эксплуатационные особенности, термическое и механическое воздействие и многие другие аспекты. Для производства котла применяют сталь и чугун.

Чугун

Чугун имеет хорошие теплотехнические характеристики: устойчив к перегреву и выгоранию, долгое время сохраняет тепло. Срок эксплуатации котла, изготовленного из данного металла, составляет не менее 25 лет. Недостатком чугуна является подверженность к гидравлическим и механическим ударам, растрескивание нагретой поверхности при резком охлаждении.

Изготовление котла из чугуна в домашних условиях, невозможно. Теплообменник и другие части котла, производятся литьевым методом в плавильнях. Создать подобные условия и изготовить чугунные детали, нереально.

При изготовлении твердотопливного котла своими руками, можно использовать уже готовые элементы конструкции, изготовленные из чугуна: дверцы, колосники и т. д.

Сталь

В отличие от чугуна, сталь хорошо поддается обработке. Для производства, применяется металл, раскатанный в листы. Марки используемой стали, в зависимости от изготавливаемого узла:

  • Топочная камера – обычная сталь не способна выдержать прямое воздействие огня и высокой температуры. Применение металла с низким содержанием углерода, приводит к быстрому прогоранию стенок.
    На заводском производстве, для изготовления топки, используют сталь с добавлением молибдена или хрома. Толщина листа не менее 5 мм. Этого же правила придерживаются и при самостоятельном изготовлении.
  • Теплообменник – прямого воздействия пламени на металл не оказывается, поэтому, для производства допускается углеродистая сталь, толщиной 3 мм. Для обеспечения необходимой жесткости через 10-15 см привариваются металлические ребра, придающие конструкции прочность.

Сталь удобна в обработке, но имеет недостатки, связанные с эксплуатацией:

  • Предельная нагрузка давления в системе отопления – при увеличении нагрузки свыше 2 мБар, стенки теплообменника выгибаются, со временем теряют прочность.
  • Срок эксплуатации стальной топки, не больше 10-15 лет.

В виду сложности обработки чугуна, при самостоятельном изготовлении котла, применяется исключительно жаропрочная толстостенная сталь.

Тип теплообменника самодельного котла

От того, как сконструирован теплообменник, зависит КПД и остальные теплотехнические характеристики котла: время прогревания помещения, возможность работы в режиме пиролиза и т.п. Устройство рассчитывается для максимальной аккумуляции вырабатываемого тепла с наименьшими теплопотерями и передачи энергии теплоносителю.

В котлах используется две базовых конструкции теплообменника, отличающихся показателями энергоэффективности. Традиционно, это «водяная рубашка» и змеевик.

Внешняя водяная рубашка

Если необходимо увеличить КПД, уменьшить вероятность перегрева теплоносителя, за счет более равномерного прогрева, используется теплообменник в виде водяной рубашки.

Принцип «рубашки» основан на том, что жидкая среда, буквально окружает всю топочную камеру. Независимо от интенсивности горения и степени горения огня, осуществляется нагрев теплоносителя. В моделях длительного горения пиролизного типа, теплообменник дополнительно окружает ломаный дымовой канал, что увеличивает КПД, приблизительно на 5%.

У данной конструкции есть свои недостатки:

  1. Ограничения по давлению в системе отопления.
  2. Большие затраты, связанные с ремонтом и обслуживанием.

При изготовлении в домашних условиях, теплообменник «водяная рубашка», требует больших материальных затрат и высокого качества проведения сварных работ. Некачественные сварочные швы, дадут течь уже через несколько недель эксплуатации и приведут к остановке агрегата.

Встроенный змеевик

В классических моделях котлов, в виде теплообменника, чаще всего используют обычную изогнутую трубку – змеевик. Нагрев осуществляется проточным способом. Теплоэффективность встроенного змеевика меньше чем у водяной рубашки.

Данное решение имеет следующие особенности:

  • На эффективность нагрева влияет интенсивность горения.
  • Использование змеевика, требует тщательного контроля над температурой нагрева теплоносителя. При перегреве происходит нарушение герметизации змеевика.
  • Змеевик можно установить в любую модель, независимо от размеров самодельного котла.
  • Второй змеевик, может использоваться для нагрева горячей воды.

Установка встроенного змеевика требует меньших материальных затрат. Водяной контур данного типа, проще в обслуживании, но имеет меньшую теплоэффективность.

Из чего лучше сделать колосники

В стальных котлах, традиционно используются металлические колосники. Сталь не лучшим образом реагирует на чрезмерный нагрев. Поэтому, после нескольких лет эксплуатации, решетку приходится менять. При усовершенствовании твердотопливного котла, стальные колосники часто заменяют на чугунные.

Преимуществ у данного решения несколько:

  • Чугун устойчив к выгоранию и деформации – температура плавления не менее 1500°С, что невозможно достичь в бытовых условиях. Чугунные колосники проработают практически без деформации 20-25 лет.
  • Применение угля, приводит к усиленному сажеобразованию, что в сочетании с влагой, оставшейся в топливе, образовывает конденсат – сильную кислоту, разъедающую металл. Чугун устойчив к воздействию кислот, чего нельзя сказать о стали.

Колосники из чугуна, несколько увеличивают общий вес котла, что необходимо учитывать при выборе материала.

Материалы для внешней теплоизоляции котла

При сжигании твердого топлива, рабочая температура нагрева, достигает 550°С, у пиролизных агрегатов, превышает 600°С. Теплоизоляция котла, служит для обеспечения безопасности эксплуатации и снижения теплопотерь к минимуму.

При проведении изоляционных работ используют следующие материалы:

  • Первичная теплоизоляция – рекомендуется обложить топочную камеру шамотным кирпичом.
  • Вторичная изоляция – стенки и дно котла, обкладываются базальтовым негорючим теплоизоляционным материалом. Толщина плиты, варьируется от 4 до 8 см, в зависимости от мощности агрегата.

Базальтовый утеплитель способен выдерживать нагрев, до 1200°С. Большинство производителей твердотопливного оборудования, использует именно такую изоляцию в конструкции котла.

Правильная краска для покраски корпуса котла

Окрашивание корпуса выполняется порошковыми термостойкими красками. Главными требованиями, предъявляемыми к ЛКМ, являются:

  • Устойчивость к механическим повреждениям.
  • Стойкость к термическому воздействию.
  • Отсутствие шелушения, спустя несколько лет эксплуатации.
  • Хорошая адгезия.

Современные лакокрасочные материалы, способны выдерживать прямое воздействие огня без потери защитных свойств. При выборе, ориентируются на порошковые краски, прямо предназначенные для окрашивания котлов.

Изготовление твердотопливного котла требует тщательного планирования и теплотехнических расчетов, использования грамотных чертежей, а также, правильного подбора комплектующих и расходных материалов. При соблюдении рекомендаций, у котла, изготовленного своими руками, будут хорошие теплотехнические характеристики и параметры.

Самодельный котел для паровоза?

рамб
Участник