Как сделать шахтный котел – пошаговое руководство по строительству твердотопливного котла

Основные разновидности самодельных котлов

Если вы собираетесь сделать котел долгого горения своими руками, то вам обязательно пригодится информация из нашего обзора. В последующих разделах мы расскажем, как самому сделать отопительный агрегат той или иной конструкции, дадим несколько наиболее легких схем, опубликуем информацию о наиболее распространенных котлах длительного горения

Давайте пока уделим внимание последнему вопросу

Пришла пора рассмотреть самые актуальные варианты котлов длительного горения, которые мы сможем собрать своими руками в домашних условиях. Все они будут питаться дровами. Что касается угля, то достать его сложнее, а еще он приводит к возникновению больших температурных нагрузок на отопительные агрегаты. В следующих разделах мы дадим чертежи твердотопливных котлов длительного горения и дадим объяснительную информацию.

Шахтный котел длительного горения

Мы можем изготовить самый простой шахтный котел своими руками. Он реализован по схеме с нижним горением. Основой агрегата является вместительная загрузочная камера, которую часто называют шахтой. Обладая вертикальной конструкцией, она позволяет вместить большое количество дров. По мере горения они проваливаются вниз, а продукты сгорания отправляются через колосниковую решетку в зольник.

Если мы взглянем на схему шахтной печи (котла), то мы обнаружим, что пламя у нас бушует вовсе не в шахте, а в соседней камере, откуда получаемое тепло поступает в жаротрубный теплообменник. А остатки тепловой энергии направляются в дымоход. Горение здесь длительное и определяется объемом шахты – загрузив сюда большое количество дров, можно смело отправляться спать.

Пиролизный котел

Давайте посмотрим, как устроен пиролизный котел и как сделать этот агрегат своими руками. Проще всего объяснить принцип работы этого агрегата на примере буржуйки. Здесь мы видим объемную камеру сгорания, которая реализует длительное горение. Получившиеся продукты сгорания отправляются в камеру дожигания, в которую подается вторичный воздух. В результате этого образуется большое количество тепла. Нам остается только дооснастить буржуйку жаротрубным теплообменником.

Существуют десятки чертежей котлов длительного горения на дровах, построенных на пиролизном принципе работы. Они отличаются расположением камер сгорания и дожигания, наличием и отсутствием дутьевых вентиляторов и автоматики, а также способами регулировки интенсивности процесса сжигания дровяного топлива. Но в целом их принцип работы одинаков.

Печи-котлы Бубафоня

Бубафоня представляет собой печь, а ее модификация – это водогрейный дровяной котел с подачей воздуха сверху, через прижимной поршень. Мы уже не раз писали о таких печах в наших обзорах, теперь настало время поговорить об агрегатах с отопительным контуром. Для реализации контура мы можем задействовать три схемы:

  • Установить теплообменник на дымовую трубу – самый простой вариант;
  • Соорудить вокруг корпуса котла сплошную водяную рубашку;
  • Обварить корпус агрегата трубами, по которым будет циркулировать теплоноситель.

Какую схему выбрать – решать вам. Кстати, котлы Бубафоня, за счет вместительных камер, помогут реализовать длительное горение продолжительностью до 24 часов и даже больше.

Котлы длительного горения Бубафоня работают на дровах, в них реализована схема верхнего горения.

Котлы-печи Булерьян

Изначально Булерьяны были (и есть) печами конвекционного типа. Они оснащаются мощными конвекторами, позволяющими буквально за 20-25 минут прогреть помещение большого размера. Появившись изначально в Канаде, эти печи добрались и до России, которая тоже может похвастаться суровым климатом (действительно для некоторых регионов). Умельцы превратили печи в котлы, немного поработав над конструкцией конвекторов – теперь по ним циркулирует не воздух, а теплоноситель.
Правда, котлы Булерьяны не могут похвастаться длительным горением, так как отличаются не самыми большими камерами сгорания. Некоторые из них обладают свойством гореть до 10-12 часов, некоторые – чуть дольше. Но рассчитывать на 24 часа все-таки не приходится. Зато они отличаются высокой эффективностью и способностью максимально быстро отдавать тепло в отопительные системы.

Полезные советы по изготовлению ТТ котла

  • Если вы хотите сделать ТТ котел универсальным с позиции использования сырья, то для топочной камеры используйте трубу из жаропрочной легированной стали.

    Труба из легированной стали для котла

    Можно значительно сократить расход на строительство агрегата, если взять бесшовную стальную трубу 20 марки.

  • Прежде чем устанавливать котел на место, которое определено под этот агрегат, проведите первую растопку на улице, оборудовав котел временным дымоходом. Так вы убедитесь в надежности конструкции и увидите, правильно ли собрали корпус.
  • Если в качестве основной камеры вы будет использовать газовый баллон, то учитывайте, что такой агрегат вам обеспечит горение на 10-12 часов из-за небольшого количества закладываемого топлива. Итак небольшой объем пропанового баллона уменьшится после срезания крышки и зольника. Чтобы увеличить объем и обеспечить большее время горения, необходимо использовать два баллона. Тогда объема топочной камеры точно хватит на обогрев большого помещения, и не нужно будет закладывать дрова каждые 4-5 часов.
  • Чтобы дверца зольника плотно закрывалась, не давая доступа воздуху, нужно ее хорошо герметизировать. Для этого по периметру дверцы проложите асбестовый шнур. Асбестовый шнур

    Если вы будет выполнять в котле дополнительную дверцу, которая позволяет «дозагружать» топливо не снимая крышки, ее тоже нужно плотно герметизировать с помощью асбестового шнура.

Для эксплуатации ТТ котла, схему которого мы прилагаем ниже подходит любое твердое топливо:

  • каменный и бурый уголь;
  • антрацит;
  • дрова;
  • древесные пеллеты;
  • брикеты;
  • опилки;
  • сланцы с торфом.

По качеству топлива особых указаний нет – подойдет любое. Но учитывайте, что при большой влажности топлива, котел не даст большой коэффициент полезного действия.

Видео. Как правильно устанавливать котел длительного горения в доме.

Этап 2. Обвязка котла.

Этот этап является одним из самых сложных. От него напрямую будет зависеть безопасность системы.

Существует несколько схем обвязки котла: с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Кроме этого может быть открытая и закрытая система отопления.

При системе естественной циркуляции, вода свободно проходит по всем трубам под своим давлением. Принудительная же схема подразумевает установку насоса, который это давление создает.

Обвязка ТТ котла длительного горения

Выбор схемы подключения во многом зависит от количества этажей дома, расположения котла, комнат и от общей площади. Так, схему с естественной циркуляцией целесообразно использовать для одноэтажных домов. А вот для помещений в несколько этажей, она будет малоэффективна и лучше приобрести дополнительный насос, чтобы выполнить принудительную схему циркуляции теплоносителя.

Но наиболее простой и понятной является закрытая (принудительная) схема.

Закрытая схема системы отопления

Она производится через 2 патрубка. Один соединяется с подающим контуром отопительной сети, а второй конец с его обратный контуром.

Чтобы правильно обвязать котел, руководствуйтесь следующими правилами:

  • Давление не должно подниматься выше нормы. Следить за этим показателем можно по манометру.

  • Эффективность системы зависит от герметичности всех соединений.
  • Для обвязки котла ни в коем случае нельзя использовать горючие материалы.

Установка манометра является обязательным условием при обвязке котла, так как этот прибор будет контролировать максимальное значение давления.

  1. Обвязываем льном выходные патрубки котла. После того, как лен будет плотно намотан вокруг выходной трубы, пройдитесь хорошо по нему сантехническим герметиком.
  2. Берем уголок и аккуратно накручиваем сверху.

  3. Теперь подсоединяем бочонок и нипель. Плотно состыковываем эти детали и соединяем с краном. Все соединения обязательно обрабатывайте сантехническим герметиком, чтобы предотвратить утечку.

  4. Резьбовым соединением при помощи муфты и гайки соединяем водяной контур с выходной и входной трубой. Убедитесь, что вы тщательно соединили детали.Обмотка паклей из льна

Этап 3. Подсоединение к дымовой трубе.

Все твердотопливные котлы обязательно должны быть подсоединены к дымоходу. Если в доме уже оборудована эффективная система отвода газов, то вам нужно будет просто подсоединить новую конструкцию к ней.

Варианты монтажа дымохода

Сэндвич трубы

  1. Канал между котлом и дымоходом должен составлять не менее 1 метра. От этого зависит производительность работы прибора и безопасность жителей дома. В идеале дымоход должен иметь минимальное количество изгибов, ведь каждый дополнительный поворот создает препятствие для естественной тяги газов, и снижает производительность котла.

    Что касается наклона горизонтального участка трубы, ведущего от котла к вертикальной конструкции дымохода, то в идеале выдержать угол в 45 градусов. Если же, по техническим соображениям, этого невозможно выполнить, то допускается располагать горизонтальный участок под углом от 15 до 30 градусов. В любом случае, его нельзя делать ровным, иначе это будет препятствовать нормальной тяге.

  1. Подсоединяем первую трубу дымохода к патрубку котла. Тип соединения зависит от выбранной модели котла. Обязательным условием является соблюдение диаметра дымохода и патрубка печи. Диаметр дымоходной трубы должен быть не меньше патрубка твердотопливного котла. Если эти параметры не соблюсти, то снизится пропускная способность газохода на максимальной мощности.

Котлы шахтного типа

Как уже упоминалось особенностью таких котлов является наличие двух камер: большой вертикальной загрузочной камеры (шахты) и камеры с теплообменником. Топливо поджигается снизу в первой камере и пламя через отверстие попадает в другую, где и отдает свою энергию теплоносителю через теплообменник.

Такие котлы могут быть, как с обычным сжиганием топлива, так и с пиролизным. В первом случае весь необходимый воздух подается через нижнюю дверку, а продукты горения, пройдя через теплообменник, удаляются в дымовую трубу. Во втором случае к месту горения подается ограниченное количество первичного воздуха, где дрова  сгорают с выделением пиролизного газа. Кроме того такие конструкции оборудуются дополнительной камерой дожига, куда подается вторичный воздух и осуществляется сжигание газа. В верхней части теплообменной камеры расположена задвижка, которая отрывается при розжиге и позволяющая дымовым газам напрямую выходить в дымовую трубу.

Чертеж-схема котла шахтного типа с камерой дожига

1 — заслонка подачи первичного воздуха; 2 — нижняя дверка для поджига и чистки; 3 — решетка; 4 — дрова; 5 — загрузочная дверка (может располагаться и сверху); 12 — труба с нагретой водой (подача); 13 — пусковая заслонка; 14 — заслонка дымовой трубы; 15 — теплообменник; 16 — подача вторичного воздуха; 17 — камера дожига; 18 — обратка; 19 — слив; 20 — чистка; 21 — заслонка; 22 — колосниковая решетка; 25 — зольник.

Схема котла шахтного типа с футеровкой внутренней поверхности камер сжигания и дожига

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Котлы с верхним горением уже более 15 лет обеспечивают пользователей теплом. За это время они полностью подтвердили свою эффективность, которая обеспечивается следующими факторами:

  • когда происходит закладка топлива, распределитель поднимается вверх, а после розжига опирается на дрова и опускается по мере их прогорания;
  • в месте поступления воздуха, происходит неполное окисление углеводородов. Газ с частицами пепла переносится в верхнюю часть топочной камеры. Там к нему присоединяется кислород, в результате чего он дожигается и отдает оставшееся тепло;
  • в начале камеры для сжигания газа, находится регулятор тяги. С его помощью автоматически определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений.

Котлы имеют следующие преимущества:

  • длительное время работы и минимальное количество загрузок;
  • энергонезависимость за счет работы с естественной циркуляцией и природной тяги;
  • универсальность некоторых агрегатов в плане топлива: уголь, дрова, стружки, торф и др.;
  • небольшое количество топлива способно обеспечить высокую эффективность работы;
  • автоматизированная непрерывная работа котла для снабжения горячей водой и теплом;
  • отсутствие сложных механизмов делает эксплуатацию котла простой даже для новичков;
  • высокий уровень безопасности;
  • длительный срок службы от 10-15 лет и более.

Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности

Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:

  • высокая стоимость по сравнению с другими установками;
  • чувствительность к изменениям температуры теплообменника. Возможно появление конденсата и окисление стальных элементов;
  • повышенная зольность может засорять зону горения и снижать уровень теплоотдачи;
  • необходимо регулярно вручную прочищать дымоход и зольник;
  • неудобная закладка дров из-за конструктивных особенностей;
  • нельзя загружать топливо больших размеров, например, не колотые дрова;
  • топливо должно быть полностью сухим, поэтому нужно продумывать условия его хранения;
  • неполная загрузка делает неудобным розжиг, т.к. топка достаточно глубокая;
  • нельзя проводить дозагрузку, если процесс уже запущен;
  • опорная балка и диск, служащие перегородкой между зонами горения твердого топлива и газа быстро выходят из строя.

Как видите, твердотопливные котлы верхнего горенияне лишены минусов, поэтому прежде, чем приобретать такое устройство, хорошо взвесьте все за и против.

Котёл Холмова

Эта модификация печи отличается тем, что она оборудована двумя камерами — для установки теплообменника и отдельно для сжигания топлива. Эти устройства с нижним горением и высотой топки на всю высоту, что стало названием для них. Принцип действия зависит от конструкции.

Самыми популярными сегодня являются две конструкции:

  • пиролизные котлы Холмова (ПК);
  • обычного горения.

Топливо сгорает внизу закрытого топочного пространства. Вторая шахта меньшего размера, служит для дожига уходящих газов и охлаждения их в бойлере подогрева воды на отопление.

Энергонезависимые устройства контролируют температуру термостатом RT3, установленного на фронте конструкции. Для полноты горения топлива Подача воздуха в него, регулируется дверкой поддува расположенной на основной двери зольника.


Котел Холмова. Вид сверху и сбоку

Специальный ограничивающий затвор установлен для того, чтобы обеспечить минимальный воздухопроход. В верхней тыловой части агрегата находится патрубок для присоединения дымовой трубы, обеспечивающей естественную тягу.

Котел оборудован клапаном-отсекателем и компенсаторами на наружной части и внутри корпуса, предназначенных для предотвращения от разрыва сварных швов во время аварийного перегрева.

Лучшие шахтные котлы

ШК пиролизного типа сегодня востребованы у населения, проживающего в одноэтажных и двухэтажных домах, поскольку они доказали свою эффективность и продемонстрировали простоту эксплуатации.

Рынок довольно быстро отреагировал на запросы покупателей и наполнился большим разнообразием агрегатов отечественных и зарубежных производителей.

В рейтингах покупок в сети 2020 году наибольшим спросом пользуются агрегаты со сроками эксплуатации более 20 лет и инновационными поверхностями нагрева.

Основные характеристики шахтных котлов.

ПоказателиПиролиз 43 Кп-10Heiztechnik ( 12 кВтWirbel ECO CK Plus 25
Цена67100 руб.215760 руб.277845 руб.
Модель666949012880023
ПроизводительПиролиз 43HeiztechnikWirbel
Краткое описаниеПродолжительность работы на 1 закладке до 10 час. КПД 85% до 90%. Энергоемкость, Низкое потребление топлива Автоматическое поддержание температуры отопления.Мощность 12 кВт, новинка ЕС, инновационная техника. Экологический чистая установка отопления с усовершенствованной горелкой с автоподжогом и системой самоочистки . КПД — 91 %, температура нагрева – 85 С.Универсальный агрегат для жидкого и твердого топлива. Диапазон нагреваемой среды – 40/90 С, КПД на твердом топливе – 85 %, на жидком – 90 %
Мощность кВт:101225
Вес, кг210350271
Габариты (ВхШхГ), мм1070х500х8001370х1150х5501260x915x1070
Диаметр дымохода, мм160150160
Страна производительРоссияПольшаГермания

Таким образом, подведя черту, можно утверждать, что котлы шахтного типа – эффективные устройства с низким удельным расходом топлива. Такие агрегаты сегодня применяется для индивидуального отопления жилых и общественных, существенно снижая расходы владельцев на обогрев.

https://youtube.com/watch?v=o1ZG1WkhF-Y

Котел с пиролизным сжиганием твердого топлива

Отличием такой конструкции является то, что твердое топливо в нем не сгорает, как в обычном, а при недостатке подачи первичного воздуха, «перегоняется» в древесный (пиролизный) газ, который сжигается в специальной камере дожига при подаче в нее вторичного воздуха. Такая подача может быть как естественной, так и принудительной.

Схема-чертеж одного из вариантов пирлизного котла

1 — регулятор тяги с термодатчиком; 3 — дрова; 4 — нижняя дверка; 5 — решетка; 6 — воздушная заслонка подачи первичного воздуха; 7 — зольник; 8 — колосниковая решетка; 10 — прочистка; 11 — слив; 12 — теплоизоляция корпуса; 13 — обратка (подача теплоносителя из системы); 14 — форсунка; 15 — подача вторичного воздуха; 16 — заслонка дымовой трубы; 17 — труба с нагретой водой; 18 — заслонка; 21 — загрузочная дверка; 22 — камера дожига.

Устройство и конструктивные особенности котла Холмова

Под котлом Холмова подразумевается конструкция шахтного типа. Это значит, что топочное отделение, а также отдел с обменником тепла, располагаются в данном случае вертикально. Функционируют такого рода котлы на твердом топливе, в качестве которого могут выступать и дрова. Мощность промышленных моделей, которые можно приобрести в специализированных торговых точках, составляет 10, 12 и 25 киловатт. Если топливное отделение будет полностью загружено, это может обеспечить продолжительный обогрев помещения средних размеров в пределах 12-16 часов.

Все котлы Холмова могут быть двух разновидностей:

  • энергозависимыми;
  • энергонезависимыми.

А теперь более детально рассмотрим внутреннее устройство описываемого отопительного прибора. Итак, он включает в себя такие конструктивные элементы:

  • корпус;
  • терморегулятор;
  • топливная шахта;
  • вход/выход, необходимые для поступления, вывода и сливания, монтажа группы безопасности либо же клапанов-предохранителей;
  • камера, в которой располагается теплообменник;
  • патрубок для подсоединения дымоотводной трубы;
  • колосниковые решетки;
  • компенсаторы термального расширения;
  • дверки;
  • зольник.

Элементов, как видим, не очень много. Что же касается веса, то, к примеру, котел, мощность которого составляет 12 киловатт, весит порядка 255 килограммов. Стандартные габариты следующие (ВхШхД): 124х48,5х66 сантиметра. По этой причине у вас не возникнет никаких трудностей с тем, чтобы занести такой котел, скажем, в дверной проем. Модели, мощность которых составляет 10 киловатт, мало чем отличаются от описанных выше (как по параметрам, так и по внешнему виду), главное же отличие состоит во внутренней конструкции.

Верхние дверки прибора двойные, а внутри располагается термоизоляционный материал (собственно, из-за этого они и не прогреваются выше 80-ти градусов). По краям дверки оклеены асбестовым уплотнителем, а для покраски используется особая термостойкая краска. Для закрывания задней крышки имеются 4 быстросъемные винта, все же остальное закрывается посредством специальных запоров. Кроме того, нижняя дверка зольного отделения закрывается термоизоляционным материалом только на 40 процентов, однако ее температура, как правило, не превышает отметки в 90 градусов, поскольку элемент охлаждается перманентными воздушными потоками.

Благодаря всему этому котел Холмова получил не только достаточно высокий КПД, но и достаточную степень пожаробезопасности. Как следствие – устройство вполне может устанавливаться даже на пол, выполненный из древесины.

Если же рассматривать конкретно энергонезависимые модели отопительного прибора Холмова, то они дополнительно оборудуются вентилятором либо дымососом, а еще специальным контроллером, предназначающимся для контроля процесса. Однако наибольшей популярностью пользуются все-таки энергонезависимые приборы. Рабочий процесс в них регулируется посредством специального терморегулятора, который располагается на фронтальной стенке. Этот терморегулятор соединяется посредством цепочки с небольшой поддувальной дверкой.

Сама дверка предназначается для подачи воздуха внутрь котла, что требуется для поддержания процесса сжигания топлива. Располагается на большой дверке зольного отделения. Целиком никогда не закрывается, поскольку должен иметься особый зазор, требуемый для минимального прохождения воздушных масс.

Сверху задней части находится патрубок, а к нему, в свою очередь, подсоединен дымоход. Данный элемент, к слову, и предназначается для создания природной тяги. В результате воздух подается в прибор через поддувальную дверку. За парой колосниковых решеток из чугуна (которые, кстати, являются вынимаемыми) находится вспомогательный сварной колосник, который также называют горбиков, ведь он располагается выше пары других.

Под колосниковой решеткой располагается зольный ящик (в нем собирается зола). Если дверка открыта, данный ящик можно с легкостью вытащить для последующей его очистки. Рабочая жидкость сливается посредством специального полудюймового патрубка, который находится в нижней части котла. Аналогичный элемент имеется для патрубка-предохранителя либо группы безопасности. Изделия для поступления и «обратки» имеют больший размер, обратный патрубок располагается снизу, а выходной – сверху.

Последние имеются по периметру котла. Кроме того, они есть в корпусе – выполнены в форме перегородок/стержней. Дистанция между разделительными стенками составляет 24 сантиметра. Что же касается теплообменника, то для него такие компенсаторы конструкцией не предусматриваются, поскольку габариты данного элемента позволяют ему сберегать собственную форму.

Изготовление основной части

Основной часть – это самодельный корпус, который разбит на камеры с различными функциональными приспособлениями. Корпус изготавливают так:

  1. Изучают чертеж самодельного агрегата и определяют размеры всех металлических частей.
  2. Рисуют на листовой стали с футеровкой прямоугольники, которые будут стенками и отдельными металлическими частями самодельного котла шахтного типа.
  3. Разрезают листовую сталь на части. Это лучше делать с помощью автогенной сварки.
  4. Сваривают боковые стенки корпуса.
  5. В листе, который будет перегородкой между топочной и теплообменной камерами, вырезают два отверстия: одно должно быть вверху, другое – чуть выше уровня колосника. Желательно, чтобы высота второго отверстия составляла 3 см.
  6. Ставят заготовку внутрь корпуса, фиксируют ее так, как указано в чертеже или просмотренном видео, и приваривают. На верхнем отверстии устанавливают задвижку и приваривают ее основание. Задвижка должна быть со стороны топки. С другой стороны приваривают горловину с глубиной 4 см.
  7. Изготавливают колосник. Для этого в куске листовой стали с футеровкой вырезают продольные неширокие отверстия. Колосник может быть и покупным, но должен быть сделан из стали с футеровкой. Изделие из чугуна не подходит, так как за несколько месяцев работы самодельного котла шахтного типа он покоробится.
  8. Приваривают колосник.
  9. В боковых стенках вырезают отверстия для зольной дверки и дверки чистки камеры догорания. По периметру отверстий нужно приварить горловины. Они должны выступать наружу и внутрь на 6 и 3 см соответственно. Горловину для отверстия в камере догорания лучше приваривать после того, как будет приварен теплообменник.
  10. К внутренним стенкам тепловой камеры приваривают два ряда уголков или профильной трубы. Верхний ряд размещают в 3-4 см от верха. Нижний – на уровне дна камеры догорания. Эти уголки станут частью водяной рубашки. Нельзя делать водяную рубашку вокруг пиролизной камеры, ведь из-за этого нарушится пиролиз.
  11. Приваривают теплообменник с внутренней частью водяной рубашки (ее изготовление описано ниже).
  12. Приваривают дно камеры догорания. Оно должно быть на уровне колосника. При этом одна его треть должна быть горизонтальной, а остальная часть должна подниматься вверх под углом. Величина угла зависит от чертежа. Горизонтальной делают ту часть, которая находится возле внутренней перегородки.
  13. Над дном вырезают отверстие для трубы подачи воздуха.
  14. Сверлят в трубе диаметром 5 см большое количество отверстий и приваривают ее к дыре в корпусе. При этом трубу размещают так, чтобы она выступала снаружи на 6 см. Эта часть не должна иметь дыр. На конце трубы фиксируют заслонку.
  15. Обкладывают стенки камеры сгорания шамотным кирпичом. Чтобы подогнать материал под нужные размеры, его обрезают. Верх камеры должен представлять собой выступающий внутрь кирпич. Между кирпичами должно быть отверстие для дальнейшего движения пиролизного газа.
  16. Аналогичный процесс делают в камере догорания.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий