Путеводитель по отоплению

Все, что нужно знать про бытовой твердотопливный котел

Бытовой котел по своей сути представляет собой тепловой генератор, который изготовлен из стали или же чугуна. По причине того, что происходит длительное горение твердого топлива, производится тепловая энергия для отопления. В качестве материала для длительного горения твердого топлива в твердотопливном котле могут применяться различные твердые материалы: торф, уголь или дрова, топливные капсулы и так далее.

С помощью такого твердотопливного котла можно обеспечить подходящую температуру для определенного помещения, для этого необходимо правильно подобрать бытовой котел, работающий на твердом топливе, учитывая при этом его мощность и площадь дома. Бытовой твердотопливный котел является достаточно простым устройством, но он достаточно материалоемкий, поэтому и стоит дорого. Продукты длительного горения, которые применяются в качестве топлива при работе котла довольно агрессивные, от чего стенки устройства необходимо делать достаточно толстыми.

Конструкция котла
Рис. 1 Конструкция котла

Наиболее простые твердотопливные оборудования имеют примерно такое устройство:

  • снизу находится специальный зольник, имеющий поддувало;
  • немного выше располагается топка с дверкой, которая используется для загрузки твердого топлива. Она отделяется от зольника решеткой из чугуна. Котлы могут иметь загрузку твердого топлива верхнего типа, или же фронтального;
  • непосредственно в топке, а также немного выше нее размещен теплообменник, который может быть представлен в виде змеевика, водяной рубашки, бака прямоугольной формы или же цилиндра из труб;
  • как правило, температура, которая имеется в тепловом носителе и возникает во время длительного горения, контролируется при помощи механического термостата. В то время, когда температура длительного горения доходит до критического уровня, этот термостат при помощи специального рычага и цепочки закрывает поддувало, вследствие чего процесс горения приостанавливается;
  • дымосос для бытового котла на твердом топливе предназначен для того, чтобы поддерживать нужную тягу. Дымосос нужен для поддержания естественной тяги. Как правило, дымосос нужен тогда, когда тяга дымовой трубы плохая.

Стоит отметить, что дымососы для бытовых твердотопливных котлов нельзя считать вентилятором или камином. Дымосос является устройством, что поддерживает и улучшает тягу.

Много марок бытовых котлов отлично работают в системах, которые имеют природную циркуляцию. Как правило, наиболее распространенным недостатком недорогих твердотопливных котлов является постоянная надобность в частой загрузке твердого топлива для поддержания длительного горения. Самый простой твердотопливный котел может работать всего около трех или четырех часов, после чего требуется следующая закладка топлива только твердого материала.

Помимо этого, во время работы на низкой мощности коэффициент полезного действия значительно понижается из-за того, что топливо не полностью сгорает.

Эти недочеты можно решить, если в контур теплового аккумулятора установить большую емкость с водой, которая будет теплоизолированной. Вода, которая находится внутри сосуда, нагревается вовремя не длительной работы котла на топливе на полной мощности, после чего она на протяжении суток перемещается по главному контуру, отдавая, таким образом, свое тепло радиаторам.

Наиболее распространенными типами твердотопливных котлов считаются котлы верхнего горения и пиролизные устройства.

Пиролизные твердотопливные устройства

Прогорание дров можно разделить на два этапа:

  • В верхней топке дрова сгорают, при этом поток воздуха является крайне ограниченным. Таким образом, появляется из топлива мелкая зола и пиролизный газ, состоящий из угарного газа и летучих углеродов.
  • После чего, вышеуказанный газ насильно перегоняется в нижнюю топку, где он разбавляется воздухом атмосферы и сгорает, при этом выделяя много тепла. Небольшая часть тепла применяется для того, чтобы поддерживать тепло вверху котла.

Как результат выходит, что твердотопливное оборудование:

  • высокий коэффициент полезного действия, который доходит до восьмидесяти пяти процентов;
  • минимальное количество твердых остатков топлива, ведь в отходы отходит только мелкая зола;
  • можно аккуратно контролировать мощность твердотопливного оборудования, при этом не происходит понижение КПД. Пиролизный газ всегда сгорает полностью;
  • при одном заложении топлива происходит длительное горение, которое имеет продолжительность от шести до двенадцати часов.

Твердотопливный котел верхнего горения

Такой бытовой котел на твердом топливе устроен очень просто, что дало распространение ему по всему миру. Эти котлы могут проводить длительную работу - до тридцати часов на дровах и до пяти дней на угле.

  • Твердое топливо понемногу горит сверху. К топливу подводится воздуховод, который опускается вместе с процессом сгорания топлива, он и подает воздух.
  • В таких твердотопливных котлах также применяется система пиролизного газа: камера, где сгорает этот газ, отделяется от емкости с топливом большим диском из металла.
  • Все твердые продукты сгорания топлива уходят вместе с потоком воздуха.
Топливо
Рис. 2 Топливо

Самостоятельное изготовление

Стоит отметить, что твердотопливные устройства, как правило, достаточно дорогостоящие. Поэтому у многих домовладельцев возникает желание сконструировать такое твердотопливное оборудование самостоятельно.

Самодельный твердотопливный котел
Рис. 3 Самодельный твердотопливный котел

Эта задача достаточно сложная, но осуществить ее все же реально.

Решение самостоятельно изготовления твердотопливного котла имеет ряд преимуществ:

  • Можно существенно сократить денежные расходы.
  • Твердотопливный котел для отопления дома можно сконструировать под свои требования и желания.
  • Твердотопливное оборудование будет стопроцентно пригодно для ремонта.

Для того чтобы создать наиболее удобные условия использования твердотопливного устройства и при этом не ходить каждые три-четыре часа закладывать топливо, как правило, устанавливают твердотопливные котлы верхнего горения. Они обладают очень простой структурой, при этом длительность работы твердотопливного котла от одной закладки топлива, составляет около шестнадцати часов. Во время самостоятельного сбора твердотопливного оборудования можно выбрать камеру по высоте.

Схема твердотопливного котла
Рис. 4 Схема твердотопливного котла

Конструкция твердотопливного оборудования

Корпус твердотопливного устройства имеет круглую форму и устроен, как «труба в трубе», между которыми размещена вода. Это дает возможность эффективно передавать тепло от топки к водяной рубашке. Патрубок для дыма находится вверху корпуса. Для прямой подачи ГВС в дом имеется котлы с двумя контурами, у которых в рубашку внедрен тепловой обменщик для подогрева воды.

Спереди твердотопливное устройство оборудовано дверью для закладки топлива, а внизу находится зольник. Зольник отделяется от места сгорания специальной решеткой. Через крышку проходит вертикально поставленная труба, на конце которой внутри топки прикреплен груз, к которому были приделаны специальные завихрители воздуха в форме дуги.

Выходит, что камера загружается топливом, оно всё подпаливается сверху и придавливается грузом с трубой, то есть принцип всей работы котла заключается в том, что процесс горения топливного сырья происходит сверху вниз. В зону непосредственной работы воздух поступает по вертикально установленной трубе, которая опускается с грузом по мере того, как происходит сгорание топлива.

Дымосос является не обязательным, но желательным элементом конструкции. Дымосос будет лучше производить работу, если его установить вертикально. Если дымоход работает не исправно, то дымосос вряд ли обеспечит полноценную работу устройства. Также дымосос должен полностью подходить под параметры отопительного оборудования.

Используемые материалы при изготовлении твердотопливного устройства

Для создания топки в твердотопливном устройстве, как правило, используется труба, диаметр которой будет колебаться от трехсот до пятисот миллиметров, при этом ее толщина должна быть не меньше чем четыре либо пять миллиметров. Иногда, некоторые мастера умудряются использовать баллон пропан, диаметр которого составляет около трехсот миллиметров.

Благодаря этому из баллонов можно производить котлы на твердом топливе, которые будут иметь небольшую мощность. Помимо этого, такого рода котел в высоту будет примерно тысячу пятнадцать миллиметров, это дает определенные ограничения по вместительности топки. Котел, у которого топка сделана из баллона долго не прослужит, ведь толщина стенок баллона, как правило, составляет три миллиметра, а марка стали – самая простая Ст3.

При самостоятельном изготовлении твердотопливного устройства, необходимо делать водяную рубашку толщиной в тридцать миллиметров, вторая труба выбирается на шестьдесят миллиметров больше, учитывая тот факт, что ее диаметр будет составлять триста семьдесят пять миллиметров. Таким образом, если берется топка диаметров триста миллиметров, высотой полтора метра, то есть возможность сделать больше водяную рубашку до пятидесяти миллиметров, взяв при этом трубу, диаметром четыреста двадцать пять миллиметров из стали 20.

Вертикально установленная труба должна быть произведена из простой стали, ее диаметр должен быть или семьдесят шесть миллиметров, или пятьдесят семь миллиметров. Груз необходимо делать металлическим, его толщина должна быть не меньше восьми и не больше двенадцати миллиметров.

Кроме того, понадобятся небольшие отрезки трубы, диметр которых будет колебаться от ста двадцати до ста пятидесяти миллиметров - для дымохода или дымососа, и от тридцати двух до пятидесяти семи – для выходов теплового носителя. Помимо этого, будет нужен металлический лист 40 на 4 миллиметров – для рубашки и дверей на топку и зольник.

Решетка вырезается из листа железа, толщина которого не менее десяти миллиметров.

В первую очередь нужно выбрать размер деталей, всё разметить и порезать металл:

  • Сделать дно и крышку для устройства. Если используется баллон, необходимо отрезать его верхнюю часть и дно по сварочным швам, которые после нужно зачистить.
  • В трубах нужно проделать проемы для дымососа и дверей – загрузочной и зольной. Не нужно производить их слишком крупными, необходимо их делать такими, чтобы хватало места для закладки топливного сырья. Далее нужно прорезать двери для этих проемов.
  • Потом отмеряется и отрезается вертикально поставленная труба для воздуха дымососа, штуцеры для теплового носителя.
  • Теперь изготавливается заготовка под круглый груз, его диаметр делается на пять миллиметров меньше, чем внутренний параметр топки. В его центре проделывается отверстие по наружному размеру трубы для воздуха.
  • Далее нужно отрезать полоски для воздушных завихрителей, жесткостей рубашки, сделать дымоход и дымосос.
  • Производится решетка. Для этого нужно ее вырезать по диаметру топки и сделать специальные пазы в ней для размещения золы.

Сборка

Собирается твердотопливное устройство при помощи электрической сварки. В первую очередь устанавливается дно и проемы для дверей, перед этим они привариваются к стене трубы топки. Ребра устанавливают сверху и внизу, а также вокруг проемов. Внутрь топки приваривается подготовленная решетка.

Многие производители делают твердотопливные котлы длительного горения с двумя контурами для того, чтобы в доме было ГВС. Самостоятельно тоже можно это сделать. Для этого необходимо внутрь рубашки установить тепловой обменщик. Это делается до того, как приваривается крышка. Дальше прикрепляется патрубки теплового носителя и дымососа, который нужно с обеих сторон обварить. Дальше рубашка крепится к ребрам жесткости.

Труба для воздуха вставляется в проем для груза и обваривается, к его низу прикрепляется завихритель воздуха. Все это устанавливается в топку, после этого надевается крышка. Дальше необходимо сделать двери на петлях и установить на устройство.

Статьи по теме:
Установка твердотопливного котлаУстановка твердотопливного котла
Твердотопливный котел КЧМТвердотопливный котел КЧМ
Пиролизные котлы длительного горения своими рукамиПиролизные котлы длительного горения своими руками