Вся правда о твердотопливных котлах верхнего горения

При доскональном и правильном изучении чертежей твердотопливных котлов вполне возможно сделать котел длительного горения своими руками надежным и экономичным.

Подробный обзор

Принцип работы котла длительного горения

За счет чего достигается такая экономичность и эффективность?

Схема работы котла

От обычного котла, ТТ котел длительного горения отличается наличием сразу двух камер сгорания. В первой стандартно сгорает само топливо, а во второй — выделившиеся при этом газы.

Принцип работы котла длительного горения

Большую роль в этом процессе играет своевременная подача кислорода, которую обеспечивает вентилятор.

Такой принцип был реализован сравнительно недавно. В 2000 году литовская компания Stropuva впервые презентовала эту технологию, которая стразу снискала уважение и популярность.

Самодельный котел длительного горения

Сегодня это является наиболее дешевым и практичным способом обогреть загородный дом, там, где не предусмотрена газификация и случаются перебои с электричеством.

Такие агрегаты работают по принципу горения верхнего топлива. Стандартно во всех печах топка располагается внизу, что позволяет забирать с пола холодный воздух, нагревать его и поднимать вверх.

Принцип работы котла длительного горения

Принцип работы этого котла в чем-то поход на пиролизный. Основное тепло здесь выделяется не от сгорания твердого топлива, а от выделившихся газов в результате этого процесса.

Сам процесс сгорания происходит в закрытом пространстве. Через телескопическую трубу выделившийся газ поступает во вторую камеру, где происходит его полное сгорание и смешивание с холодным воздухом, который подкачивает вентилятор.

ТТ котел длительного горения (схема)

Это беспрерывный процесс, который происходит до тех пор, пока полностью не прогорит топливо. Температура при таком горении достигается очень высокая – около 1200 градусов.

Как уже говорилось выше, в этом котле реализовано две камеры: основная большая и маленькая. В большую камеру закладывается само топливо. Ее объем может достигать 500

Принцип работы котла длительного горения

Ресурсом для горения может выступать любое твердое топливо: опилки, угли, дрова, паллеты.

Постоянный приток воздуха осуществляет встроенный вентилятор. Преимуществом этого метода заключается в том, что твердое топливо расходуется крайне медленно.

Это значительно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Почему же так медленно прогорают дрова, по сравнению со стандартной печью?

Суть заключается в том, что прогорает лишь верхний слой, так как воздух нагнетается вентилятором сверху. Причем вентилятор добавляет воздух только после того, как полностью прогорит верхний слой.

На рынке представлено сегодня множество моделей, которые работают по одному и тому же принципу, но, в зависимости от габаритов, материала исполнения, дополнительных опций, имеют разную эффективность и экономичность.

Принцип работы котла длительного горения

Универсальность топлива

Универсальные ТТ котлы работают абсолютно на любом топливе, что значительно упростит владельцам их эксплуатацию. Более бюджетным вариантом является дровяной ТТ котел длительного горения. Он работает исключительно на дровах и другой вариант топлива в него закладывать нельзя.

Устройство продолжительного горения – классическая схема

Предлагаемая конструкция имеет мощность 22 кВт, КПД 75%. Работает на дровах 10 часов без догрузки, на угле – сутки. Топка имеет объем 83 литра до нижнего края загрузочного отверстия. Котел оборудуется автоматикой польского производства: блоком управления с термодатчиком KG Elektronik SP-05 и вентилятором DP-02. Общий вид показан на чертеже.

Работает устройство следующим образом:

  1. 1. В топливник загружаются дрова и поджигаются. Дверцы закрываются герметично.
  2. 2. На блоке управления выставляется требуемая температура нагрева, не менее 50°. Нажимается кнопка блока и вентилятор начинает нагнетать воздух.
  3. 3. Когда достигается выставленная температура, прекращается подача воздуха вентилятором. Дрова медленно тлеют, тепла дают очень мало.
  4. 4. Через некоторое время температура падает. Вентилятор опять включается и продолжается горение.

Электронный блок регулирует процесс горения, который происходит при максимальной эффективности. Тление практически отсутствует, применяются режимы интенсивного горения и ожидания.

На следующем рисунке показан вид изнутри.

Твердое топливо сжигается по классической схеме: тепло напрямую передается на стенки водяной рубашки и свод бака. В него вмонтирован теплообменник, забирающий тепло от газов. В топку черех воздуховод снизу подается подогретый воздух. Топливо, загруженное в больших количествах, обеспечивает продолжительное время работы котла. В ожидании, когда отключается вентилятор, воздух полностью перекрывается гравитационной заслонкой, срабатывающей от автоматики, естественная тяга перекрывается.

Чертеж демонстрирует заднюю часть с жаротрубным теплообменником.

Достоинства и недостатки

Высокий КПД

Самым ощутимым плюсом выделяют высокий КПД. При грамотно продуманной схеме дожигания газов пиролиза такая конструкция становится второй по уровню производительности после пиролизных котлов. При этом отметим то, что цена на действительно хороший пиролизный котел намного выше, чем на шахтный котел Холмова. Высокий КПД получается за счет сложной системы съема тепла.

Она дает возможность быстро и эффективно прогревать воду в теплообменнике благодаря сразу двух источникам тепла – радиационного, который возникает при горении пиролизных газов и конвекционного, который образуется за счет теплопроводности при действии нагретого газа с корпусом обменника тепла.

Продолжительность

Еще один важный плюс конструкции заключается в том, что используется принцип нижнего горения. За счет этого получается достичь продолжительного периода сжигания одной порции топлива. Помимо этого, в отличи от котлов с длительным верхним горением, в этой конструкции можно даже во время работы подбросить дров. Такие популярные агрегаты, как котел Стропува и прочие требуют дождаться полного окончания горения перед тем, как будет возможность обновить топливо.

Читайте также:  Тепло в каждый дом: рейтинг напольных газовых котлов из России

Аналог

Главным конкурентом Холмова среди котлов длительного горения является Стропува. Устройство цилиндрических котлов, которые работают по принципу сгорания слоя, находящегося сверху, не только уменьшает степень удобства использования, но и ограничит КПД. Здесь даже технологически нет возможности создать такой сложный обменник тепла, который есть в котле Холмова и производных.

Но и у такого прекрасного шахтного устройства есть определенные недостатки. Для начала это то, что на верхней части загрузочной камеры всегда будет оседать смола и сажа, которые образуются при пиролизе топлива. Не полный объем пирогазов будет засасываться во вторую шахту при сжигании. В результате часть газов и дыма все еще будет находиться в загрузочной камере и приведет к оседанию смолы на стенках. Есть определенные сложности с процессом горения пиролизных газов, которым требуется большое количество кислорода.

Как повысить КПД твердотопливного котла, в том числе и изготовленного своими руками

Недостаток всех твердотопливных котлов в том, что часть тепла уносится в дымовую трубу, снижая их эффективность – особенно при прямой и высокой дымовой трубе. Чтобы уменьшить потери тепла, и увеличить КПД котлов на твердом топливе можно воспользоваться способами, которые я применил в своём доме.

Первый способ — использование энергии дымовых газов для дополнительного нагрева помещения

Для этого необходимо, чтобы твердотопливный котёл находился в подвальном помещении или в цокольном этаже дома и перепад высоты между подом топливника котла и верхним срезом дымовой трубы был достаточно большой – не менее 7 м.

Для использования тепла, которое уносится в дымовую трубу, в комнате или между комнатами возводится отопительная печь или отопительный щиток. Твердотопливный котёл располагается так, чтобы он находился под печью или щитком. Конструкция отопительной печи выполняется так, что через её дымообороты проходят дымовые газы из котла. При выходе из топливника печи устанавливается задвижка, которая закрывается при топке котла и открывается, когда необходимо протопить печку, например в межсезонье, когда котёл ещё не топится или в другом случае.

Рис. 7 Вариант расположения твердотопливного котла (горизонтального) в доме: 1 — теплообменник; 2 — корпус  котла; 3 — плита или 14 — свод из кирпича (как вариант); 4 — обратка; 5 — циркуляционный насос; 6 — запорные краны; 7 — труба с нагретой водой (подающая); 8 — топливник печи; 9 — печь; 10 — задвижки; 11 — перекрытия; 12 — расширительный бак системы отопления; 13- дымовые каналы печи;  15 — топочная дверка; 16 — поддувальная камера.

Если вместо печи соорудить отопительный щиток, то здесь вообще никаких проблем, так как он представляет собой только дымовые каналы. Длина дымовых каналов рассчитывается, как и при кладке печи.

При таком варианте дымовые каналы печи или щитка аккумулируют часть тепла дымовых газов из котла, а в последствии отдают их в помещения. Даже когда радиаторы отопления уже остыли, стенки печи ещё долго излучают тепло, которое бы просто ушло наружу.

Второй способ — использование энергии газов для нагрева воды

Кроме этого, на твердотопливном котле можно установить самодельный водонагреватель, вода в котором будет нагреваться горячими газами, выходящими из котла, через металлическую дымовую трубу. Проще всего такой водонагреватель изготовить из двух отрезков металлических труб диаметром 300-400 мм и 100-110 мм. Внутренняя труба служит одновременно дымовой трубой твердотопливного котла и нагревательным элементом, передавая энергию дымовых газов воде.

Третий способ — принудительная циркуляция теплоносителя

Этот способ позволяет повысить КПД котла на твердом топливе, который установлен в системе отопления с естественной циркуляцией на 20-25%. Для этого необходимо параллельно вмонтировать в уже действующую систему циркуляционный насос с помощью байпаса, который позволяет переключать отопление на естественную и принудительную циркуляцию, в зависимости от того есть электроэнергия или нет.

Видео по теме:

Ниже Вы можете просмотреть видеоролик о том, как можно сделать своими руками твердотопливный котел из кирпича:

//

>Водонагреватели на твердом топливе.

>Электрические котлы отопления

>Печи с водяным отоплением

>Твердотопливные отопительные котлы длительного горения

>Котлы на твердом топливе длительного горения своими руками

< Предыдущая Следующая >

Подбор материалов и инструментов

В первую очередь необходимо определиться с материалом и размерами корпуса твердотопливного котла. Его рекомендуют сделать из стальных труб диаметром 30-40 см, бочек, газовых баллонов и других цилиндрических ёмкостей высотой не менее 90 см. Важно, чтобы толщина стенок составляла не менее 4 мм. В противном случае металл быстро выгорит из-за высоких температур.

Помимо корпуса понадобятся следующие материалы:

  • Стальной лист толщиной 5-6 мм.
  • Труба диаметром 5 см, на 10-15 см превышающая длину корпуса.
  • Труба диаметром 10 см и длиной от 50 см.
  • Дверцы для топочного отверстия и зольника.
  • Арматура и металлический уголок.

Если котёл предназначается не только для отопления, но и для подогрева воды, к материалам необходимо добавить змеевик (изогнутую трубу). Подбор материалов осуществляется согласно чертежу твердотопливного котла.

Из инструментов для самодельного твердотопливного котла длительного горения понадобятся:

  • Сварочный аппарат.
  • Угловая машина для резки и зачистки металла (болгарка).
  • Электрическая дрель.
  • Клещи с длинными рукоятками.
  • Мелкий слесарный инструмент (молоток, зубило, угольник и пр.).
Читайте также:  За чей счет меняют стояки и трубы в квартире 2019 закон

Рис. 3 Ограничитель подачи воздуха в котёл

Особенности загрузки топлива и эксплуатации

Сборка системы отопления

От простого котла, где полноценное воздухоснабжение необходимо по всему объему сжигания топлива, конструкция длительного горения, как отмечалось ранее, отличается ограниченностью этой подачи. Более того, объем загрузки непосредственно влияет на время горения, поэтому в нашем случае топочная загружается предельно плотно, чтобы не оставалось промежутков.

Топка изнутри

Топливо загружается в такой последовательности.

Пробная топка котла

Шаг 1. Снимается верхняя крышка конструкции.

Шаг 2. Извлекается воздушный регулятор.

Шаг 3. Котел загружается топливом по уровень дымоходной трубы.

Шаг 4. Сверху топливо поливается небольшим количеством жидкости для розжига (соляркой, отработанным маслом и проч.).

Шаг 5. Воздушный регулятор устанавливается обратно, сверху надевается крышка.

Шаг 6. Воздушная заслонка открывается до предела.

Шаг 7. Поджигается кусок бумаги, бросается внутрь конструкции. Когда топливо начинает тлеть, воздушная заслонка закрывается.

Система отопления. ОбвязкаСистема отопления. Обвязка

О том, что началось перманентное горение, можно судить по появившемуся из дымоходной трубы дыму. По мере сжигания топлива труба меньшего диаметра будет опускаться вместе с воздушным регулятором – по этому своеобразному индикатору и можно определить количество оставшегося топлива.

Лучшие производители твердотопливных котлов

Сегодня на российском рынке преобладают котлы отечественных производителей:

  • Теплодар — производит и реализует оборудование небольших размеров с продуманной конструкцией для отопления частных домов и иных помещений;
  • Stropuva — литовский производитель, старейший бренд, выпускающий твердотопливные котлы длительного горения;
  • ZOTA — полный спектр котлов мощностью от 3 до 400 киловатт;
  • НМК — металлообрабатывающая компания, выпускающая твердотопливные котлы Сибирь, Атум, Магнум, Гефест, Sunfire;
  • Лемакс — передовые технологии, соответствующие международным стандартам качества и безопасности;
  • ТеплоГарант — ведущий производитель котельного оборудования в России, такого, как котлы Буржуй-К;
  • Везувий — первым в России стал производить печи из чугуна, продукция проста в применении, не требуют особых навыков в обслуживании.
Лучшие производители твердотопливных котлов

Определенную нишу занимают котлы иностранных фирм — Buderus, Bosch, Ferroli, SIME, VIADRUS, Protherm.

Обзор лучших котлов верхнего горения

В настоящее время производство твердотопливных котлов значительно расширилось и выбору потребителей представлено множество моделей зарубежных и отечественных фирм. Рассмотрим лучшие из них.

Стропува

Обзор лучших котлов верхнего горения

Котлы болгарского предприятия Stropuva — это компактные агрегаты с высоким КПД. Устройства оснащены нагнетательным вентилятором. Цилиндрической формы корпус имеет конструкцию шахты. Устройства отличаются превосходными эксплуатационными характеристиками в сочетании с отличным дизайном. Универсальные котлы могут отапливать дровами, торфом или прессованными брикетами. Мощность моделей 8-40 кВт, отапливаемая площадь 30-400 кв.м. Допустимая влажность топлива может достигать 45%, что вполне соответствует современным требованиям.

Liepsnele

Обзор лучших котлов верхнего горения

В Литве изготавливают котлы длительного горения на твердом топливе универсального типа, т.е., работающих на любом виде топлива. Мощность агрегатов варьируется в диапазоне 10-40 кВт, отапливаемая площадь до 400 кв.м. Максимальное время работы на одной закладке углей составляет до 7 суток, дров — до 2 суток. Конструкция котлов — классический шахтный тип с верхним горением. Котлы Liepsnele обладают высоким КПД, не менее 90%, независимо от типа топлива и выбора рабочего режима.

Неделька

Обзор лучших котлов верхнего горения

Котлы прямоугольной формы, имеют привлекательный дизайн и компактные размеры. Для более полного теплосъема предусмотрены каналы, по которым проходят нагретые дымовые газы. Российские котлы верхнего горения, способные работать на одной загрузке угля до 7 суток.

Обзор лучших котлов верхнего горения

Компания Неделька предлагает четыре варианта котлов с различной мощностью, предполагающие отопление помещений разной площади: 50-250 кв.м., 150-400 кв.м., 400-800 кв.м., 800-2000 кв.м.

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи и схемы

Перед тем, как начать изготовление котла, необходимо определиться с его конструкцией. Ее выбор зависит от назначения агрегата. Если он предназначен для отопления небольшого хозяйственного помещения, гаража или дачного домика, то делать в нем водяной контур не обязательно. Обогрев такого помещения будет происходить непосредственно от поверхности котла, путем конвекции воздушных масс в помещении, как от печи. Для большей эффективности можно устроить принудительное обдувание агрегата воздухом при помощи вентилятора. При наличии системы жидкостного отопления в помещении, необходимо предусмотреть устройство в котле контура в виде змеевика из трубы или другой аналогичной конструкции.

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления

Выбор варианта зависит и от типа твердого топлива, которое нужно будет использовать. Для отопления обычными дровами требуется увеличенный объем топки, а для применения мелких топливных гранул можно устроить специальную емкость, из которой гранулированное топливо подается в котел автоматически. Для изготовления котла твердотопливного длительного горения своими руками, чертеж можно взять и универсальный. Он подойдет для любого вида используемого твердого топлива.

Чертеж твердотопливного котла длительного горения мощностью 25/30/40 кВт

Расскажем пошагово, каким образом и из каких деталей можно сделать котел отопления на твердом топливе длительного горения по предложенной схеме:

  • подготовим место, где будет установлен будущий агрегат. Основание, на котором он будет стоять, должно быть ровным, прочным, жестким и огнеупорным. Лучше всего для этого подойдет бетонный фундамент или толстая чугунная либо стальная плита. Стены нужно обить тоже огнеупорным материалом, если они деревянные;
  • собираем весь необходимый материал и инструменты: из которых нам понадобиться аппарат для электродуговой сварки, болгарка и рулетка. Из материалов: листовая 4-мм сталь; 300 – мм стальная труба со стенками 3 мм, а также другие трубы 60 и 100 мм диаметром;
  • для того, чтобы изготовить котел на твердом топливе длительного горения, нужно из большой 300 – мм трубы вырезать кусок длиной 1 м. Можно и немного меньше, если в этом есть необходимость;
  • из стального листа вырезаем дно по диаметру трубы и привариваем его, снабдив ножками из швеллера длиной до 10 см;
  • распределитель воздуха выполняем в виде круга из листа стали с диаметром на 20 мм меньшим, чем труба. В нижнюю часть круга приваривается крыльчатка из уголка с размером полки 50 мм. Для этого можно использовать и швеллер аналогичного размера;
  • сверху в середину распределителя привариваем 60 – мм трубу, которая должна быть выше котла. В середине диска распределителя прорезаем отверстие по трубе, так, чтобы был сквозной туннель. Он нужен для подачи воздуха. В верхней части трубы врезается заслонка, которая позволит осуществлять регулировку подачи воздуха;
Читайте также:  Вентиляция для газового котла в частном доме

Схематическое изображение устройства котла, работающего на твердом топливе

  • в самой нижней части котла изготавливаем небольшую дверку, снабженную задвижкой и петлями, ведущую в зольник для удобства удаления золы. Сверху в котле прорезаем отверстие для дымохода и привариваем в это место 100 – мм трубу. Вначале она идет под небольшим углом вбок и вверх на 40 см, а потом строго вертикально вверх. Проход дымохода через перекрытие помещения должен быть защищен по правилам противопожарной безопасности;
  • заканчиваем сооружение котла отопления на твердом топливе длительного горения изготовлением верхней крышки. В ее центре должно быть отверстие для трубы распределителя потока воздуха. Прилегание к стенкам котла должно быть очень плотным, исключающим попадание воздуха.

Чертеж с размерами для создания твердотопливного котла своими руками

Полезный совет!Чтобы разжечь, изготовленный своими руками, котел твердотопливный длительного горения, чертеж которого был представлен выше, необходимо: снять крышку и поднять регулятор, заполнить котел топливом доверху и облить его горючей жидкостью, все поставить на место и бросить горящую лучину в трубу регулятора. Когда топливо разгорится, снизить поток воздуха до минимума, чтобы оно начало только тлеть. После этого произойдет возгорание пиролизного газа и котел запустится.

Кирпичный твердотопливный котел своими руками

Для обогрева частных домов хорошо зарекомендовал себя твердотопливный котел, выполненный из кирпича. Такой теплогенератор можно с легкостью сделать своими руками, имея необходимые материалы, инструменты, представление о тонкостях конструкции и производственном процессе. Доступность информации позволяет не испытывать сложностей при сборке котла. Поэтому вооружившись готовым чертежом, удастся без труда и с выгодой для бюджета изготовить отопительное оборудование.

Механизм работы

Существуют различные виды твердотопливных котлов и теплообменников к ним, которые могут быть сконструированы самостоятельно. Пользуются популярностью вертикальные и горизонтальные кирпичные конструкции. Работают они следующим образом:

  1. Посредством сжигания топлива нагревается воздух и, поднимаясь, выводится через дымоход.
  2. При движении нагретый воздух передает тепло ТО, который, в свою очередь, нагревает воду.
  3. Происходит циркуляция Н2О (холодная вода замещается горячей).

Какие необходимы материалы и инструменты для строительства?

Для постройки понадобится колосниковая решетка.

Чтобы соорудить твердотопливный котел своими руками, нужно обладать малейшими знаниями в сварочных работах, навыками каменщика и уметь пользоваться газовым резаком. Желательно разбираться в разметке и раскройке рабочего материала, а также иметь представление о работе с электроинструментами. С таким багажом знаний удастся быстро соорудить качественный твердотопливный котел за минимальную цену. Для этого потребуются следующие материалы:

  • глина, кирпич;
  • колосниковая решетка;
  • трубы;
  • гравий;
  • вода;
  • листовой металл;
  • дверцы;
  • водный насос и устройство для нагрева воды.

Необходимо подготовить и такие инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • газовый резак;
  • маркер, который хорошо виден на металле;
  • лопатка для шпаклевки;
  • уровень;
  • плоскогубцы;
  • рулетка;
  • электродрель.

Чтобы обезопасить себя, важно подготовить средства индивидуальной персональной защиты (очки и маска) и только после этого приступать к изготовлению кирпичного котла.

Кирпичный твердотопливный котел своими руками

Этапы работы

Сначала нужно заложить фундамент для будущей постройки.

Популярностью пользуются вертикальные твердотопливные отопительные приборы, сконструировать которые можно самостоятельно следующим образом:

  1. Подготовить теплообменник и снять с него размеры для изготовления топочной камеры.
  2. Соорудить фундамент из кирпичной кладки или бутового камня.
  3. Проложить основу котла гидроизолированной рубероидной прокладкой.
  4. Низ камеры и поддувало с дверцей выложить печным кирпичом и разделить их между собой решеткой из чугуна.
  5. Установить ТО и выложить из кирпича стенки, оставив зазор в 1,5—2 см.
  6. Впереди крепится дверца, закрывающая уложенное топливо, а сзади оставляется отверстие для дымохода.
  7. Сверху камерных стенок прокладывается чугунная варочная плита либо толстый металлический лист, обложенный слоем из кирпича, если не планируется использовать котел для приготовления пищи.
  8. Канал для выхода дыма располагают сбоку или сверху топочной камеры, сделав его из металлической трубы или стройматериала.
  9. Когда кладка хорошо просохнет, патрубки теплообменника крепят к трубопроводу, используя соединительные муфты или приваривая сваркой.
  10. В завершение производят пробную топку и проверяют работу отопительного устройства.

Преимущества

Если теплообменник купить, то необходимости в проведении сварочных работ не будет.

Котел, выполненный из кирпича, считается простой и эффективной обогревательной конструкцией, которую целесообразно использовать для отопления частных домов.

Плюсом такого сооружения считается возможность собственноручного изготовления, что позволяет значительно сэкономить, а также быть уверенным в качестве используемых материалов и готового котла. Сам процесс изготовления состоит из минимального количества этапов, не требующих большого количества сварочных работ. Купив готовый теплообменник, не применяют сварку.

Кирпичный котел является многофункциональным, так как его можно применять в качестве обогревающего устройства для помещений. Дополнительно, как варочную плиту для приготовления пищи.

Кроме этого, такой котел обладает способностью поддерживать необходимую температуру теплоносителя на протяжении долгого времени, позволяя сохранять атмосферу в помещении здоровой и комфортной. Кирпичная печь позволяет сжигать даже отходы из пластмассы или резины Однако важно знать, что в топке утиля не должно быть более 1/3 части от общего количества топлива.