Лучший пиролизный котел длительного горения – делаем выбор. Отопительный твердотопливный котел длительного горения - лучший для экономии

11.11.2017

Тема нашей статьи — твердотопливные котлы длительного горения: украинского производства, российские и изготовленные за пределами СНГ. Мы расскажем о принципе работы этих устройств, особенностях их подключения и самостоятельном изготовлении.

Что это такое

Как работают классические недорогие твердотопливные котлы, представить себе несложно:

В топливнике сгорает горючее — дрова, уголь, пеллеты, солома или бытовые отходы с невысокой влажностью;
Продукты сгорания отдают тепловую энергию теплообменнику сложной формы, охлаждаясь при этом до 100-120 градусов;
Теплообменник, в свою очередь, передает тепловую энергию теплоносителю — чаще всего обычной воде.

Конструкция проста, понятна и… крайне неудобна в использовании. Любое топливо, загруженное в разумном количестве, прогорает за 2-8 часов. После этого нужно удалить золу и загрузить топку заново.

Промышленные котельные большой мощности решали эту проблему предельно просто: кочегар выполнял всю работу вручную. Несколько позже появились автоматические котельные на твердом топливе: уголь подгружался из громоздкого бункера по мере сгорания.

Конструкция могла работать без обслуживания сутками, а то и неделями; однако обладала слишком большими габаритными размерами, да и цена мало подходила для владельца небольшого частного дома.

Когда существует спрос, рано или поздно техническое решение появится, если оно не противоречит базовым физическим законам. Закон рынка. В данном случае были предложены два решения, использующие для продления автономной работы котла разные принципы и завоевавшие существенную часть рынка отопительных устройств.

Газогенератор (пиролизный котел)

Пиролиз-это процесс сгорания при недостатке кислорода. В результате образуется твердый остаток — зола и горючий пиролизный газ — смесь углекислоты и летучих углеводородов.

Газогенераторный котел разбивает процесс сгорания на два этапа:

В одном из двух топливников твердое топливо медленно тлеет в условиях бедной кислородом атмосферы. Ограничить приток воздуха несложно, регулируя его простой механической заслонкой; при необходимости можно резко увеличить производительность топливника с помощью принудительного наддува.
Во второй топке горят летучие продукты термического разложения топлива. Как и любое сгорание газообразного топлива, этот процесс легко поддается регулировке. Простейший термостат позволяет устройству вырабатывать ровно столько тепла, сколько нужно в настоящий момент.

Любопытно: в существующих конструкциях горение направлено сверху вниз. Камера, в которой дожигается пиролизный газ, расположена под колосником. Понятно, что при таком направлении движения продуктов сгорания тягу волей-неволей приходится делать принудительной.

Что мы получаем в результате?

Полное сгорание топлива. На выходе — мельчайшая зола, которая служит очень неплохим удобрением для земледельцев. Отсюда практическое следствие — перед нами очень экономичные агрегаты, требующие к тому же довольно редкой чистки зольника.
Большой промежуток времени между закладками. Лучшие образцы требуют загрузки раз в сутки.
Автоматизацию регулировки температуры теплоносителя.
Возможность сжигания крупных дров , которые в классических котлах часто сгорают не полностью.

Однако:

Стоимость устройства заметно выше по сравнению с классическими моделями. Так, младшая модель пиролизной линейки Буржуй К КО-12 при скромной тепловой мощности в 12 КВт продается с рекомендованной ценой в 39900 рублей.
Устройства энергозависимы. Про принудительный наддув уже говорилось.
Котлы требуют закладки просушенного топлива. Кроме того, младшие модели часто могут работать ТОЛЬКО на дровах.

При малых нагрузках горение делается нестабильным и сопровождается сильным загрязнением дымохода продуктами сгорания.

Котел верхнего горения

Строго говоря, именно это и есть твердотопливные отопительные котлы длительного горения. Они характеризуются наиболее длительной работой на одной закладке топлива. Так, котел одного из ведущих производителей, Stropuva, при сертификации в 2003 году после закладки 50 кг топлива автономно работал на мощности 5-6 киловатт в течение 31 часа.

За счет чего достигается такая автономность?

Зольник и колосник отсутствуют как класс. Внизу — глухой поддон. В нижней части объема топлива горение не просто нежелательно — недопустимо.
Топка имеет цилиндрическую форму. Воздух подается сверху по ее центру и обеспечивает горение верхнего слоя закладки.
Распределитель воздуха в топке подвижен : при закладке горючего он поднимается; в процессе горения опирается непосредственно на горючее и опускается по мере его сгорания. Таким, образом, богатый кислородом воздух в любой момент времени подается непосредственно к верхнему слою топлива.
В области, куда подается воздух, происходит лишь частичное окисление углеводородов. Продукты сгорания вместе с частицами золы выносятся в верхнюю часть топки: их отделяет от области первичного горения массивный металлический диск.

За ним к уже знакомому нам пиролизному газу подмешивается атмосферный воздух; летучие продукты сгорания дожигаются, отдавая остатки тепла теплообменнику.

На входе в камеру, где дожигаются летучие компоненты топлива, установлен автоматический регулятор тяги — несложное устройство, благодаря которому по тепловому расширению корпуса отопительный котел длительного горения определяет температуру теплоносителя и подстраивает скорость истечения печных газов.

В роли теплообменника выступает весь корпус котла. Вода циркулирует сверху вниз.

Основная трудность — сделать так, чтобы зола уносилась потоком воздуха и не препятствовала горению топлива.

Обратите внимание: после того, как котел вышел на рабочий режим, топливо в небольших количествах можно догружать — к примеру, сжигая бытовые отходы.

Достоинства решения очевидны:

Период работы без дозакладки определяется только размером топливника и теоретически ничем не ограничен.
Фактически, перед нами модификация пиролизного котла. Все его достоинства остаются с нами, в том числе высокий КПД. Топливо ведь сгорает полностью, без остатка.
Устройства весьма отказоустойчивы. Сложной автоматики в них нет.
С 2007 года в Литве начато производство универсальных котлов, способных сжигать не только дерево и продукты его переработки, но и уголь. Чуть позже подключились и другие производители, в том числе российские.

Без недостатков, разумеется, тоже не обошлось:

Устройства чувствительны к температуре теплообменника в большей степени, чем традиционные твердотопливные котлы. Даже незначительное превышение скорости циркуляции будет означать выпадение конденсата на теплообменнике и его ускоренную коррозию.

Однако: твердотопливные чугунные котлы длительного горения боятся конденсата в куда меньшей степени, чем стальные. Чугун менее подвержен коррозии.

Как и пиролизные котлы с нижним горением топлива, наши устройства недешевы.
Не всегда наддув справляется со спекающимся пеплом. Его обилие вызывает падение теплоотдачи котла. В дровяных котлах с естественной циркуляцией воздуха и вовсе приходится постоянно держать кочергу рядом.
Находящиеся прямо в пламени опорная балка и диск, отсекающий зону горения твердого топлива от области, где дожигаются летучие компоненты, сравнительно быстро сгорают.
Крупнофракционное топливо, в том числе неколотые дрова, нежелательно: в этом случае трудно обеспечить горение топлива ТОЛЬКО сверху. Влажное топливо тоже не подходит для этих котлов.

Наконец, размеры топки делают трудным ее розжиг при неполной загрузке.

Проблема отопления - одна из самых сложных задач, которые приходится решать владельцам загородных домов. Проигнорировать вопросы организации отопительной системы никак не получится - жить в неотапливаемом помещении зимой невозможно. Резкие перепады температур быстро приведут в негодность всю отделку. Также существенно сокращается срок службы постройки. Оптимальное решение вопросов отопления - организация отопительной системы водяного нагрева, где по трубам и радиаторам будет циркулировать теплоноситель. Основная проблема - это подобрать тепловой генератор или же котел, который преобразует внешние источники энергии в тепловую. Исходя из особенностей климата, а также степени доступности энергоресурса, все большую популярность сегодня завоевывают агрегаты длительного горения, в частности котлы верхнего горения на твердом топливе. Что это такое, рассмотрим ниже.

Чем хорош котел длительного горения?

Традиционно в частных домах устанавливаются газовые котлы. Однако не во всех местах имеются магистрали с таким топливом. Кроме того, для подключения индивидуальной газовой линии при наличии магистрали потребуются серьезные затраты.

Если прибавить к этим затратам обязательные процедуры согласований, составлений проектов, в которых полностью соблюдены все требования, то процесс установки такого котла только отпугнет хозяев. Тем более если есть достойные альтернативные решения.

Казалось бы, если нет возможности установить газовый котел, то всегда можно приобрести электрический. Выбор такого оборудования достаточно велик. Котлы имеют высокий КПД, они легкие в регулировке, количестве систем контроля, а также оснащены автоматической системой управления. Однако все эти плюсы становятся недостатками, когда владельцы начинают вспоминать о стоимости электричества. Обычная семья легко разорится на таком отоплении. Кроме того, в поселках, которые удалены от областных и городских центров, напряжение не особо качественное - в сети можно наблюдать сильные перепады. И владелец электрического котла ставит себя в зависимость от качества и стабильности подачи тока.

На фоне постоянного технологического прогресса в тень ушел традиционный метод отопления жилья дровами и другим твердым топливом. А ведь дрова - это хороший источник энергии, к тому же - возобновляемый. Недостатка в древесине для отопления сейчас нет. Можно использовать дрова, которые владельцы домов заготавливают самостоятельно, либо их приобрести. Также немало деревообрабатывающих предприятий продают отходы производства.

Но печь есть не во всех домах. Да, она эффективна и за счет своей конструкции хорошо удерживает тепло. Достаточно хорошо затопить печь, чтобы обеспечить дом теплом на сутки. Но есть один нюанс: как быть с циркуляцией теплоносителя по контурам отопительной системы? Ведь если просто поддерживать горение в печи, то это будет большой расход топлива. Эту проблему можно решить с помощью твердотопливных котлов верхнего горения.

За счет особой конструкции этого устройства, основанной на физико-химических свойствах видов твердого топлива, можно загружать дрова один раз в течение 12-15 часов. Некоторые модели могут работать и больше на одной загрузке.

Преимущество котлов длительного горения с верхним горением еще и в том, что, кроме дров, можно использовать ряд других материалов. Применяют все, что горит - это могут быть брикеты из отходов а также уголь или торф. Также сейчас в качестве источника энергии особую популярность приобрели так называемые евродрова.

Принцип действия

Как работают обычные твердотопливные печи, известно всем. В топку закладывают топливо - брикеты либо уголь. Из нижней камеры подается поток воздуха, который необходим для процесса. Уровень интенсивности горения в данном случае ограничивается только количеством кислорода.

Это обыкновенный костер, который заключен в металлический корпус, требующий постоянного добавления запаса топлива. Продукты горения напрямую выводятся в дымоход - данная система имеет множество поворотов и лабиринтов. Это улучшает теплоотдачу и приводит к росту КПД. Однако это не повышает общей энергетической отдачи. Термическое разложение древесины - быстрый процесс, после которого остается масса отходов, а в атмосферу выбрасывается неиспользованная энергия.

Эта энергия получается благодаря особым характеристикам дерева, которые, в свою очередь, обуславливаются биохимическим составом. Когда древесина нагревается, она не просто окисляется до угля, но и выделят углекислый и угарный газы. Воздействие высоких температур всегда ведет к синтезированию летучих соединений на основе углеводорода. Эти соединения имеют достаточно сложную химическую формулу. Сами по себе газы - отличное топливо, которое в обыкновенной печке уходит в никуда.

Пиролиз

Процесс, когда древесина разлагается на газы, называют пиролизом. Температуры сгорания, а также теплоотдача здесь значительно выше, чем при обычном горении. При этом окислительные процессы древесины так глубоки, что после пиролиза практически не остается никаких отходов. В атмосферу выходит лишь пар, а также углекислый газ.

Отсюда имеем, что гораздо рациональнее использовать древесное топливо, минимизировав при этом процесс открытого сгорания. Нужно добиться выделения газов, которые и являются источником тепла. На базе этих принципов и работают котлы верхнего горения и пиролизные агрегаты. Вот о них далее и поговорим.

Виды котлов длительного горения

Существует два вида твердотопливных агрегатов, работающих на дровах:

Пиролизные.
Системы с верхним способом загрузки.

Оба варианта дают возможность получить качественную автономную систему отопления.

Котлы верхнего горения: особенности

В обыкновенных котлах, а также в печах и каминах топливо горит снизу-вверх. Это можно объяснить физическими процессами при горении. Данная схема неэффективна. Этот недостаток полностью устранили в таких агрегатах. В чем особенность котла длительного горения с верхним горением? Она заключается в способе преобразования энергии. Так, топливо сгорает не внизу, а сверху. Воздух подается также сверху и непосредственно к зоне горения, а не снизу через специальные колосники. Это энергонезависимые источники тепла - и это плюс таких систем. Но они отличаются цикличностью работы. Пока не сгорит закладка, другую добавлять нельзя.

Топочная камера таких котлов достаточно вместительная. Внизу топливо не горит - оно ждет, пока до него дойдет очередь. По мере того как сгорает верхний слой, задействуется и нижний. Воздух подается сверху через специальные каналы или же рассеиватели. Эти каналы - горячие снизу. Воздух из верхней части топочной камеры постепенно попадает вниз. За счет нагрева он быстрее вступит в реакцию с твердым топливом. Благодаря этому обеспечивается высокий КПД котлов верхнего горения.

Распределитель воздуха в камере сгорания может двигаться - он способен подниматься при закладке топлива. Когда начинается процесс горения, он опирается на топливо. Так кислород попадет лишь в зону горения. Там происходит только тление, а продукты сгорания попадают исключительно в верхнюю часть. Там они отделяются массивным металлическим диском. Затем к этим газам добавляют воздух, и продукты дожигаются. А выработанное тепло попадет на теплообменник.

Зачастую эти системы имеют цилиндрическую форму. Однако существуют и прямоугольные модели. Топочная камера, как уже упоминалось, достаточно вместительная, за счет чего достигается максимальная продолжительность процесса горения. Цилиндрическая форма делает устройство компактным и дает возможность экономить пространство.

Преимущества

Котлы с верхним горением топлива достаточно долговечны и надежны. За счет постепенного распределения нагрузки в зоне сгорания по направлению сверху-вниз корпус котла не разогревается более чем до 400 градусов. За счет более простой конструкции такие системы безопаснее, нежели газовые или электрические.

Зачастую такие агрегаты рассчитаны на разные виды твердого топлива. Это могут быть дрова, уголь, торф, различные горючие смеси, гранулы, отходы древесного производства. Процесс горения может длиться до 5 суток в зависимости от конструкции. Если использовать дрова, то одной загрузки котла верхнего горения может хватить на период от 8 до 30 часов.

Недостатки

К минусам этого оборудования можно отнести требовательность и привередливость к качеству горючего. Если заставить агрегат работать на сырых дровах, то его КПД существенно снизится. Оптимальный уровень влажности длительного горения с верхним горением составляет 13-20 %. Если использовать более сырой продукт, котел будет выдавать значительно меньше тепла. Кроме того, в данной ситуации аппарат может даже потухнуть. Кроме того, если жечь в котле сырые дрова, будет выделяться много сажи и золы. Нужно периодически проводить очистку и самой печи, и дымохода. Также к недостаткам можно отнести необходимость ручной загрузки.

Пиролизный

Здесь используется немного другой принцип. Механизм строится на расщеплении топлива на пиролизный газ и кокс. Эту задачу решают за счет низкой интенсивности горения. Топливо не горит, а тлеет. В результате образуется газ, который горит, соединяясь с кислородом.

Почему нет настенных?

Котел длительного горения с верхней загрузкой выполняется лишь в напольном виде. Вес его слишком большой для монтажа на стену. Но конструктивно - это самый обычный твердотопливный котел.

Мощность зависит от назначения. Оборудование может не только отапливать помещения, но и подогревать воду. При этом теплообменник может быть проточным или использоваться в качестве емкости для накопления. Теплообменник бывает как стальным, так и чугунным.

Котел из чугуна меньше подвержен воздействию коррозии. Это очень важная характеристика. На стенках камеры появляется конденсат, а это достаточно агрессивная среда. Чугунные котлы изготавливаются в виде секций. Это делает процесс транспортировки значительно проще.

А если самостоятельно?

Вполне можно изготовить котел верхнего горения и своими руками, причем из подручных средств. Для этого нужна двухсотлитровая бочка, труба и швеллер. Так, в бочке вырезается верхняя часть, а края разравниваются. Сверху делается отверстие. В него вставляется труба, которая направляется вверх. На ней делают заслонку для регулирования подачи воздуха. Наиболее сложный этап - регуляция. Труба не должна находится слишком низко, иначе процесс горения будет быстрым.Если оснастить такую конструкцию специальным грузом, за счет которого горючее будет оседать медленно, а также подвижной системой распределения воздуха, можно получить достаточно эффективную систему. Одна закладка будет сгорать за 20 часов.

Заключение

Котлы верхнего горения на твердом топливе - это отличный и экономичный способ обеспечить дом теплом. Цена такого тепла будет очень доступной. Стоимость нового агрегата данного типа начинается от 50 тысяч рублей, что вполне приемлемо.

1.
2.
3.
4.

На рынке бытовые твердотопливные котлы длительного горения появились сравнительно недавно и на сегодняшний день еще не получили широкого распространения. Но это лишь дело времени, поскольку они являются одним из лучших способов обогрева дома. Как выглядят котлы длительного горения, можно посмотреть на фото. Классические твердотопливные котлы работают следующим образом:

Автоматические твердотопливные котлы длительного горения могли работать без вмешательства человека даже неделями, но они обладали серьезными недостатками – прежде всего, высокой ценой и большими размерами. По этой причине они не лучшим образом подходили владельцам небольших домов (прочитайте: " ").

Немного позже появились котлы, способные не только работать на одной порции топлива длительное время, но и не занимающие большую площадь. В настоящее время для отопления дома используется два типа оборудования, имеющие разные принципы работы.

Пиролизные котлы (газогенераторы)

Пиролиз – это процесс горения, происходящий при ограниченном количестве кислорода. В результате этого образуется зола (твердый остаток) и пиролизный газ (смесь летучих углеводородов и углекислоты).

Процесс выделения тепла в газогенераторных котлах происходит в два этапа. Сначала в одном из двух отсеков, при практически полном отсутствии кислорода, медленно тлеет твердое топливо. Поступление воздуха ограничивается просто, с помощью механической заслонки. При необходимости можно ускорить процесс, увеличив количество поступающего кислорода.

Во второй камере сгорают продукты, образовавшиеся в результате тления топлива. Данный процесс легко регулируется. С помощью термостата можно вырабатывать такое количество тепла, которое необходимо в данное время.

Устройство твердотопливного котла длительного горения таково, что камера, в которой сжигается пиролизный газ, находится под колосником. Таким образом, горение направлено сверху вниз, а это означает, что для обеспечения движения продуктов сгорания необходима принудительная тяга.

Газогенераторы обладают массой преимуществ:

топливо сгорает полностью, в результате образуется мелкая зола, которая может служить хорошим удобрением;
одной порции топлива хватает надолго (некоторые модели котлов способны гореть на одной закладке сутки и даже более), поэтому отопление получается экономичным;
отсутствие необходимости часто чистить зольник;
автоматическая регулировка температуры теплоносителя;
можно использовать даже крупные дрова, которые в обычных котлах зачастую сгорают не полностью.

Но есть у них и недостатки:

стоимость газогенераторных котлов выше, чем классических моделей;
необходимость подключения к электросети (для обеспечения принудительного наддува и работы термостата). Прочитайте: " ";
использовать можно только сухое топливо, а некоторые модели (самые дешевые) способны работать только на дровах;
при малой нагрузке горение становится нестабильным и сопровождается значительным загрязнением дымохода.

Котлы верхнего горения

Котлы твердотопливные отопительные длительного горения способны работать на одной загрузке топлива больше суток, сохраняя одинаковую эффективность.

Это возможно благодаря следующим факторам:

колосник и зольник отсутствуют (внизу находится глухой поддон, так как горение нижней части топлива недопустимо);
цилиндрическая форма топки способствует использованию верхней части топлива;
распределитель воздуха подвижен, во время закладки топлива он поднимается, а во время горения опирается на сырье, опускаясь по мере его расходования;
в той области, куда поступает воздух, происходит только частичное окисление углеводородов. Продукты горения с частицами золы переносятся в верхнюю часть топки (между ней и областью первичного горения находится металлический диск). Затем к пиролизному газу присоединяется воздух, в результате чего он дожигается и отдает тепло теплообменнику;
в начале камеры, где сжигается газ, находится автоматический регулятор тяги – устройство, благодаря которому по тепловому расширению корпуса определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений;
теплообменником является весь корпус котла, а вода циркулирует сверху вниз.

Во время работа котла в него можно добавлять небольшие количества топлива, например, бытовые отходы. Главная трудность, с которой предстоит столкнуться – сделать так, чтобы зола не препятствовала горению топлива и уносилась воздушным потоком.

Такие котлы имеют множество преимуществ:

длительный период работы на одной закладке топлива – время зависит лишь от размера топливника;
сохраняются все достоинства пиролизных котлов, в том числе и КПД, таким образом, устройства верхнего горения можно считать усовершенствованными вариантами газогенераторов;
долговечность и отсутствие сложных механизмов;
универсальные котлы способны использовать в качестве топлива не только древесину и продукты ее переработки, но и уголь (прочитайте: " ").

Тем не менее, даже самые лучшие твердотопливные котлы длительного горения имеют недостатки. Это:

немалая цена;
недолговечность опорной балки и диска, служащего препятствием между зонами горения твердого топлива и газа;
недостаточная эффективность наддува, из-за чего может скапливаться большое количество золы, снижающей теплоотдачу котла;
не рекомендуется использовать крупное топливо, в том числе не колотые дрова – в этом случае невозможно обеспечивать горение только верхней части закладки ;
нельзя помещать в топку влажное сырье;
при неполной загрузке трудно разжечь топливо;
чувствительность к температуре теплообменника (даже незначительное увеличение скорости циркуляции приводит к образованию конденсата и коррозии). Чугунные твердотопливные котлы длительного горения долговечнее, так как менее подвержены коррозии.

Виды твердотопливных котлов длительного горения

Все устройства подобного типа встречаются только в напольном варианте, так как для монтажа на стену их масса слишком велика. Прежде чем сделать выбор твердотопливного котла длительного горения, будет не лишним ознакомиться с самыми известными производителями.

Отопительное оборудование может иметь разную мощность. Данный показатель следует выбирать в зависимости от назначения котла (детальнее: " ").

Устройства Stropuva (производятся на территории Литвы и Украины) имеют мощность от 7 кВт. Котлы небольшой мощности подходят для частных домов малой площади. Украинские Бураны могут иметь мощность до 40 кВт. Среди котлов российского производства встречаются модели, обладающие мощностью в 95 кВт – они предназначены для отопления больших домов.

Котлы Логика (страна-производитель – Польша) достигают 200 кВт. Они подходят для домов площадью около 2000 «квадратов». Обычно их используют для обогрева теплиц, складов и других крупных объектов. Под названием Логика продаются и немецкие котлы Будерус. Они производятся в Польше для немцев и в дальнейшем реализуются под чужой маркой.

Выбирая лучший твердотопливный котел длительного горения, нужно обратить внимание и на материал, из которого изготовлен теплообменник и корпус – это может быть чугун или сталь. Изделия из чугуна более долговечные – на них дается около 5 лет гарантии.

В то же время, стальные агрегаты имеют меньшую массу по сравнению с чугунными приборами. Стальные котлы при большой мощности (а соответственно, и размерах) имеют вес в два раза меньше, чем чугунные.

Нужно учитывать, что качество стали весьма отличается. Лучшие изделия делают из специальной жаростойкой стали. Также нередко в качестве защиты топливника применяется шамотный кирпич. Среди отечественных моделей таким требованиям отвечают котлы Прометей (производитель – новосибирский завод «Сибэнерго»).

Агрегат может служить не только для обогрева дома, но и для подогрева воды для бытовых нужд. Что касается теплообменника, то он может быть либо проточным, либо иметь накопительную емкость. Отопительные котлы с проточным водяным контуром должны иметь большую мощность.

При желании, сделать прибор длительного горения можно и самостоятельно, но для этого потребуется сварочный аппарат. Основой конструкции может служить стальная бочка, но лучше использовать отрезок магистральной трубы – она имеет стенки большей толщины, и изделие получится долговечным. В нижней части котла следует сделать дверцу для удаления золы, несмотря на то, что конструкции промышленного производства обычно ее не имеют.

Монтаж котлов длительного горения

Экономичные твердотопливные котлы длительного горения можно устанавливать самостоятельно, в отличие от газовых агрегатов. Необходимо учитывать, что стенки конструкции ощутимо нагреваются даже у самых лучших моделей, поэтому прибор нужно устанавливать на расстоянии минимум 50 сантиметров от стены.

Если же стены сделаны из горючего материала, то их дополнительно защищают кирпичной кладкой или обшивают оцинкованными листами с асбестовой прокладкой. Между перекрытием (деревянной стеной) и дымоходом оставляют свободное пространство не менее 25 сантиметров. Его заполняют базальтовой ватой и снова зашивают оцинковкой с асбестовой прокладкой.

Посмотрите видео о твердотопливных котлах длительного горения:

Даже маломощные стальные агрегаты обладают значительной массой (более 100 килограммов), при закладке топлива их вес увеличивается еще примерно на 50%. Поэтому под котел длительного горения требуется фундамент, на деревянное перекрытие его устанавливать нельзя. Обычно он представляет собой полуметровый слой армированного бетона с бутом или щебнем. Именно создание фундамента и является самым длительным этапом монтажа котла длительного горения.

Что необходимо в первую очередь для того, чтобы изготовить твердотопливный котел своими руками: чертежи, схемы, наличие соответствующих материалов или навыков? Конечно, все это необходимо, но первое, что нужно сделать – выбрать именно тот тип котла или ту его конструкцию, которую вы в состоянии будете изготовить. В данной статье мы рассмотрим несколько видов таких конструкций из металла, их схемы и чертежи. Надеемся, что кокой-то из рассмотренных вариантов вам пригодится или же на их базе вы изготовите свою конструкцию, максимально удовлетворяющую ваши требования.

Прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению котла, работающему на твердом топливе необходимо выбрать его вид, который вы в состоянии осилить, исходя из наличия навыков, соответствующих материалов, инструментов и оборудования. И только после этого, в соответствии с выбранным типом, следует приступать к поиску подходящих чертежей или составлении их своими руками на основании схемы его работы и требуемой мощности. Каким же может быть такой котел?
Во-первых такие агрегаты могут отличаться направлением горения топлива:

нижним, когда оно поджигается снизу – так работает большинство твердотопливных котлов;
верхним, в этом случае топливо поджигается сверху и постепенно сгорает до дна.

Котлы с нижним горением можно разделить на два типа:

традиционные, в которых топливо поджигается и сгорает в одной камере (она и загрузочная и топливник) и выходит через дымовую трубу, расположенную в ее верхней части;
шахтного типа – в которых загрузочная камера (шахта) служит только для загрузки топлива, оно поджигается снизу, но пламя и продукты горения проходят через теплообменник, расположенный в соседней.

По способу сжигания можно выделить агрегаты:

с обычным сжиганием;
с пиролизным или газогенераторным сжиганием, когда твердое топливо сжигается в особых условиях (при высокой температуре и недостатке кислорода) с выделением пиролизного (древесного) газа, который потом сжигается.

Твердотопливные котлы также могут отличаться видом и конструкцией теплообменника. Он может быть изготовлен в виде простой «водяной рубашки» вокруг топливника или иметь более сложную конструкцию с дополнительными регистрами из труб или листового металла, позволяющие максимально передавать теплоносителю тепловую энергию горения.

Кроме этого, котлы на твердом топливе могут быть изготовлены только для дров или дров и угля. Во втором случае необходимо учесть, что температура горения угля достаточно высокая, поэтому колосниковые решетки, топливник и стенки теплообменника должны быть большей толщины. В некоторых случаях топливник выполняют с футеровкой огнеупорным кирпичом.

Ниже, мы рассмотрим несколько конструкций твердотопливных котлов, их схемы и чертежи, а также особенности работы и изготовления.

Простые твердотопливные котлы с традиционным способом сжигания

Как уже упоминалось, поджигание топлива в таких агрегатах осуществляется снизу. Загрузочная камера служит одновременно и топливником, а продукты сгорания, отдав значительную часть своей энергии теплоносителю через теплообменник, удаляются в дымовую трубу. Таких конструкций есть большое множество. Мы рассмотрим несколько из них. Их можно изготовить из листового металла и труб, толщиной 3-5 мм.

Вариант 1

Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).

Вариант 2

В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.

Рис. 2 Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа

Рис. 2: 1 — дымовая труба; 2 — водяная рубашка; 3 — щелевой теплообменник; 4 — загрузочная дверка; 5 — дрова; 6 — нижняя дверка для поджига и чистки; 7 — колосники; 8 — дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.

Варианты 3 и 4 (котлы с варочной поверхностью)

В данных вариантах «водяная рубашка» дополнена теплообменными регистрами из труб в верхней части камеры сгорания. Кроме того, такие агрегаты рассчитаны на приготовление на них пищи. Вариант 4 большей мощности и с верхней загрузочной дверкой.

Рис. 3 Конструкции твердотопливных котлов с дополнительными регистрами и варочной поверхностью

На рис. 3: 1 — топливник; 2 — регистр из труб; 5 — труба обратки; 6 — подающая труба; 7 -верхняя загрузочная дверка; 8 — нижняя дверка для поджига и подачи воздуха; 9 — загрузочная дверка; 10 — дымовая труба; 13 — колосниковая решетка; 14,15,16 — отражатели; 17 — заслонка; 19 — водяная рубашка; 20 — зольник; 21 — варочная поверхность.

Котел с верхним горением

Этот агрегат отличается от предыдущих — во-первых, формой (он круглого сечения и может быть изготовлен из труб разного диаметра), во-вторых, способом сжигания в нем топлива (оно в нем сжигается сверху-вниз). Для того, чтобы обеспечивать такой процесс горения необходимо обеспечить подачу воздуха сверху, непосредственно к месту горения. Эту функцию здесь выполняет воздухоподающая телескопическая труба, которая поднимается вверх при загрузке топлива и опускается вниз после поджигания топлива. При его постепенном сгорании труба под своим весом опускается вниз. В нижней части трубы для обеспечения равномерной подачи воздуха приваривается «блин» с лопастями.

Для обеспечения лучших условий сгорания топлива в верхней части располагается камера подогрева воздуха. Подача воздуха, а значит, и скорость горения, регулируются задвижкой на входе в эту камеру сверху. Теплообменник здесь выполнен в виде «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания.

Рис.4 Чертеж котла на твердом топливе верхнего горения

На рис.4 : 1 — наружная стенка (труба); 2 — внутренняя стенка; 3 — водяная рубашка; 4 — дымовая труба; 5 — телескопическая воздухоподающая труба; 6 — распределитель воздуха (металлический «блин» с ребрами; 7 — камера предварительного подогрева воздуха; 8 — патрубок подачи воздуха; 9 — подающая труба с нагретой водой; 10 — воздушная заслонка; 11 — загрузочная дверка; 12 — дверка для чистки; 13 — труба с водой из системы (обратка); 14 — трос, управляющий заслонкой.

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.

Рис.5 Схема-чертеж одного из вариантов пирлизного котла

На рис.5: 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.

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.
Ниже представлены схемы двух вариантов котлов шахтного типа с камерами дожига.
Вариант 1

Рис. 6 Чертеж-схема котла шахтного типа с камерой дожига

На рис. 6: 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.

Вариант 2

Рис. 7 Схема котла шахтного типа с футеровкой внутренней поверхности камер сжигания и дожига

Видео по теме

Твердотопливный котел своими руками

Твердотопливный котел – агрегат дорогостоящий, и многие домашние мастера хотят сделать его самостоятельно, сократив расходы семейного бюджета на отопление и обслуживание системы. Принципиальная схема твердотопливного котла длительного горения достаточно сложна, но при соответствующей теоретической и практической подготовке сделать этот нагревательный прибор по силам всем, причем он может по некоторым показателям превосходить промышленные образцы котлов на твердом топливе.

Типы пиролизных котлов

Первый шаг при сборке котла длительного горения своими руками — выбрать тип агрегата, который будет зависеть от подготовки мастера, использовании профессиональных и специальных приспособлений и материалов. Найти чертеж твердотопливного котла длительного горения нетрудно, и за основу можно взять такую схему:

Это самая простая, но надежно работающая схема котла, который использует эффект пиролиза. Какие конструкции нагревательных котлов пиролизного горения еще существуют, и чем они отличаются друг от друга? Основная разница – как конструктивно будет оформлено направление сгорания твердого топлива:

Аппарат с нижним горением — топливо нужно поджигать снизу. Это традиционная схема работы большинства пиролизных приборов. Такие агрегаты делятся на два подвида:
- Со стандартной схемой горения, при которой уголь, торф или опилки загораются и горят в одной камере сгорания, работающей одновременно и как загрузочная (закладочная) камера, и топливник. Отработанные газы и дым выводятся через дымоход в верхнем отделении топливника;
- Котел шахтной конструкции – шахта для закладки топлива выполняет только свои функции. Топливо загорается снизу, огонь и горячие продукты сгорания топлива движутся через теплообменник, обустроенный в соседней камере;
Аппараты с верхним горением топлива работают наоборот – горючий материал поджигается сверху, и идет долгий процесс горения, направленный сверху вниз под действием принудительного наддува.

По типу сгорания топлива агрегаты делятся на:

Котлы со стандартным типом сжигания;
Агрегаты с газогенераторным или пиролизным сгоранием — топливо сгорает при высоких температурах в камере и при недостатке кислорода. При этом выделяется древесный газ, называемый пиролизным, который также сгорает в процессе его вывода из котла.

Также котлы, работающие на твердом топливе, могут иметь различные схемы и конструкции теплообменников. Сам теплообменник может быть выполнен в виде змеевика, опоясывающего топливную камеру и трубы, или в виде сплошной металлической рубашки, которая закрывает топливник со всех сторон.

Котел на твердом топливе – как изготовить самостоятельно

Наиболее эффективными по КПД (≥ 90%), несложными в изготовлении и надежными в работе считаются твердотопливные газогенераторные аппараты. Работает такой нагревательный прибор на принципе «медленного» горения топлива при недостаче кислорода в топливнике. Из-за недостатка кислорода в камере образуется большой объем горючих газов, сгорание которых происходит в следующей камере. Примечательно, что горючие материалы – это дешевые и доступные дрова, торф или солома в брикетах (пеллеты), отходы маслобойни (шелуха подсолнечника), уголь, стружки или опилки, бытовые отходы.

Промышленный пиролизный котел стоит дорого (минимум 600-700$), хотя нравится многим своими характеристиками. По этой причине собрать котел верхнего горения в домашних условиях – проблема востребованная, решающая экономические семейные вопросы.

Сложности сборки не отпугивают мастеров – нужно уметь обращаться с электросваркой, читать чертежи и схемы. Нагревательное оборудование с нижней камерой сделать дороже и сложнее, поэтому для самостоятельной сборки котла рекомендуется схема с пиролизным сгоранием, камера для которого смонтирована в верхней части корпуса.

Устройство и изготовление котла с верхним горением

Для изготовления корпуса котла необходимо заготовить две металлические формы с разными размерами, которые соединяют сваркой друг с другом. Проще всего найти цилиндрические корпуса, например, от газовых, кислородных или других баллонов. Баллон большего размера будет служить наружным кожухом, меньший баллон – топочной камерой котла;
Расстояние между баллонами будет работать как рубашка – по нему будет проходить теплоноситель;
Баллон меньшего размера делится стальной перегородкой на два отделения – одна часть работает как топливник и воздушный распределитель, в другом отделении дожигается газ, выделяемый при реакции пиролиза;
Распределитель делается в виде телескопической конструкции, с одного торца которой сваркой крепится плоскость с лепестками, равномерно распределяющими сгорающие выделения;
С обратного торца в зону сгорания поступает воздух, чтобы поддерживать постоянное горение топлива;
Сгорая, объем закладки уменьшается, и распределитель передвигается ниже, перераспределяя подачу воздуха;
Чтобы контролировать горение, устанавливаются специальные приборы, работающие от электричества;

Для изготовления пиролизных котлов силами умельца понадобятся простые инструменты, недорогие материалы и понятные схемы:

Необходимо разработать свой чертеж или изготовить котел твердотопливный длительного горения своими руками чертежи для которого можно отыскать в общем доступе. В крайнем случае можно работать с общей или принципиальной схемой, на которой будут указаны основные размеры конструкции;
Аппарат постоянного тока для сварки металла, электроды 3 и 4 мм;
Болгарка и диски по металлу (шлифовальные и отрезные);
Металлический цилиндр (стальная труба или баллон) L = 1,3 м, Ø = 0,5 м, H = 3 мм (L – длина цилиндра, Ø – диаметр цилиндра, H – толщина стеки цилиндра);
Металлический цилиндр (стальная труба или баллон) L = 1,5 м, Ø = 0,45 м, H = 3 мм (L – длина цилиндра, Ø – диаметр цилиндра, H – толщина стеки цилиндра). Если нет баллонов или подходящих труб, можно изготовить корпуса из стальных листов размером 1250 х 2500 х 2,5 мм, прокатать их на заводе и сварить из них круглые корпуса;
Стальная труба Ø 60 мм, длина изделия – 1,2 м;
Два узких железных цилиндра Ø 0,5 м, шириной 25 мм. Такие элементы можно сформировать из листового железа и сварить;
Стальной лист для дверцы загрузочной и зольной камер;
Навесы, ручки для открывания дверец, воздушные задвижки;
Обрезки металлического уголка для ножек корпуса и для изготовления лопастей;
Асбестовый шнур или полотно из асбеста для теплоизоляции топочной и зольной дверцы;

Как изготовить корпус котла из труб

Стальные трубы 0,5 и 0,45 м вкладываются друг в друга и соединяются металлическим кольцом, сделанным из пластины шириной 25 мм;
Из листового железа вырезается заготовка Ø 0,45 м, один торец труб заваривается, чтобы получить цилиндр с тепловым контуром шириной 25 мм;
В торце цилиндра вырезается прямоугольное отверстие размером 150-100 мм для дверцы зольной камеры. Затем люк приваривается, сама дверца крепится на петли и оснащается воздушной задвижкой;
Выше по корпусу вырезается прямоугольник для закладки топлива. Размеры топочной дверцы рассчитываются, исходя из размеров топлива. Приваривается люк и на петли крепится дверца, которая также оснащается задвижкой. Дверцы рекомендуется варить с двойными стенками и с асбестовыми прокладками, чтобы уменьшить тепловые потери;

Сверху в корпусе вваривается отрезок трубы для выпуска продуктов сгорания топлива;
По размерам рубашки верху и внизу привариваются отрезки труб Ø 1 дюйм или ¾ дюйма, через которые будет подключаться отопление дома. На трубах нарезается резьба;

Осталось проверить все швы опрессовкой водой под давлением ≥ 2 кг/см 2 .

Как сделать распределитель воздуха

Из листового железа необходимо вырезать заготовку меньше на два-три сантиметра, чем, Ø внутр котла. По центру этой заготовки нужно вырезать сваркой отверстие Ø 60 мм (такое же, как диаметр трубы распределителя);
После изготовления распределителя для котлов нужно его закрепить. Для этого вырезается стальной круг Ø 500 мм, и по центру прорезается отверстие Ø 60 мм. Распределитель устанавливается в агрегат, верхнюю часть распределителя нужно продеть в это отверстие, после чего крышку котла можно герметично приварить. Для подъема и опускания распределителя к петле крепится стальной трос;
Снизу на круг привариваются отрезки уголка или швеллера, которые будут выполнять роль лопастей. Их можно изогнуть, как на фото, но можно оставить прямыми;
На противоположном конце сваркой крепится железная петля для подъема распределителя, устанавливается заслонка, которая предназначена для регулирования воздушной струи в зоне сгорания топлива.

Пиролизные котлы длительного горения своими руками чертежи которых в большом разнообразии можно найти в общем доступе, могут быть с нижней камерой, но такие конструкции намного сложнее изготовить своими руками. Такие агрегаты конструктивно выполняются с дымососом или с принудительным наддувом.

В таком исполнении воздух в камеру, предназначенную для догорания топлива, вдувается принудительно. Такой наддув создает высокое давление, благодаря которому происходит практически полное догорание. Вентилятор может крепиться или сразу на дверце топливника, или сбоку, с присоединением к камере металлическим рукавом.

Преимущества котлов с нижним горением топлива:

Вентилятор наддува может быть абсолютно любым;
Возможно совмещение топочной камеры с камерой догорания, так как осуществлением наддува обеспечивается необходимый объем воздуха, и регулировать его можно мощностью вентилятора.

Но это преимущество имеет и негативные стороны:

Из-за высокой скорости воздушной струи не весь воздух направляется в центр очага горения, и топливо будет сгорать не полностью;
Также из-за высокой скорости воздуха небольшой процент пиролизных газов не сгорает, попадая в дымоход в первоначальном виде, поэтому КПД более 80-90% получить с такой организацией процесса сгорания невозможно.
При слишком сильном наддуве котел может просто взорваться, поэтому необходимо тщательно рассчитывать скорость наддува и величину создаваемого давления.

Котел длительного горения своими руками обновлено: Февраль 22, 2017 автором: kranch0