Шахтный котел длительного горения своими руками чертежи

Интересный факт: среди всего разнообразия твердотопливных котлов, имеющихся в продаже, непросто выбрать агрегат, способный работать на дровах или угле хотя бы 6 часов и при этом выделять требуемое количество тепла. Продавцы отопительной техники декларируют и больше, но их слова редко соответствуют действительности. Отсюда вывод: если купить желаемое изделие невозможно либо слишком дорого, то ничего не остается, кроме как сделать котел длительного горения своими руками. Хорошо владеете сваркой и желаете приступить к изготовлению? Тогда эта статья для вас.

Выбор подходящей конструкции

Прежде чем рассматривать разные варианты дровяных и угольных отопительных агрегатов, мы предлагаем прояснить вопрос, откуда берется продолжительность горения как таковая. Благодаря усилиям продавцов и рекламщиков у большинства пользователей сложилось мнение, что этому способствует тлеющий режим работы котла, при котором древесина сжигается очень медленно.

В реальной жизни вы не сможете постоянно эксплуатировать теплогенератор в режиме тления и вот почему:

• при невысокой температуре в камере падает эффективность сжигания твердого топлива (КПД установки снижается от 75 до 60%);
• хорошо тлеет только сухое дерево, а влажное начнет затухать, если вы не откроете подачу воздуха;
• агрегат попросту не обеспечит необходимое для обогрева дома количество тепловой энергии.

На самом деле торговые представители лукавят либо сами не понимают, о чем говорят. Настоящие твердотопливные котлы длительного горения располагают топкой повышенного объема. Чем больше в нее помещается дров, тем дольше они горят и эффективно отдают тепло. Конкретно в цифрах это выражается так: объем топки обычного агрегата мощностью 20—22 кВт не превышает 65 литров, а время работы – 6 ч. Наша цель – сделать теплогенератор долгого горения с топливником на 80—100 литров, который с 1 закладки древесины проработает не менее 7—8 часов, а угля – до 1 суток.

Справка. Приведем несколько примеров котлов заводского изготовления, отвечающих данному требованию (показаны выше на фото). Это Viessmann Vitoligno 100-S VL1A024–25 кВт (объем 100 л), Atmos C 20S (20 кВт – 100 литров) и, конечно же, Stropuva с гигантской камерой 260 л (это и есть секрет продолжительного горения). Сюда же можно отнести современные агрегаты на пеллетах, чей запас топлива в бункере позволяет непрерывно обеспечивать отопление до 7 суток.

Теперь перечислим популярные виды самодельных котлов:

• традиционные с прямым сжиганием твердого топлива;
• верхнего горения, сделанные по чертежам отопителей Стропува и печей Бубафоня;
• газогенераторные модели, более привычное название – пиролизные;
• агрегаты шахтного типа.

О том, как своими руками изготовить пиролизный теплогенератор, мы рассказывали ранее в соответствующем руководстве, так что повторно его рассматривать не будем. Что касается шахтного котла, изображенного на схеме, то его сборка и эксплуатация связана с некоторыми сложностями. Изделие довольно громоздкое и материалоемкое, вдобавок слишком большой трубчатый теплообменник быстро забивается сажей при использовании влажной древесины.

Чертежи классического котла с наддувом

Вы спросите – почему с принудительным наддувом? Это необходимо, чтобы избегать пресловутого режима тления и экономично сжигать твердое топливо. Принцип действия следующий:

1. В топливник объемом 112 дм³ доверху загружаются дрова (или уголь) и разжигаются. После чего все дверцы закрываются наглухо, и в работу включается автоматика, запускающая нагнетание воздуха вентилятором.
2. После достижения заданной температуры теплоносителя контроллер останавливает вентилятор и котел переходит в ждущий режим. Через канал, закрытый гравитационной заслонкой, поступает мизерное количество воздуха, дабы топливо не потухло.
3. Когда температурный датчик зафиксирует охлаждение теплоносителя в котловой емкости, автоматика вновь включит вентилятор и цикл повторяется.

Примечание. Задействованный в этом котле недорогой комплект автоматики, изображенный на фото, позволяет организовать нагнетание воздуха в нескольких режимах интенсивности для древесины и угля разного качества и влажности.

Представленный ниже на чертеже твердотопливный котел длительного горения универсального типа уголь / дрова имеет следующие технические параметры, проверенные на практике:

• номинальная мощность по теплу – 22 кВт;
• эффективность – 77% (реальная);
• максимальное рабочее давление – 3 Бар, испытания – 4 Бар;
• глубина топливника – 460 мм, размер проема для закладки дров – 36 х 25 см;
• объем камеры – 112 литров;
• продолжительность горения на дровах – не менее 8 часов, в среднем – 10 часов, на угле – 1 сутки.

Устройство дровяного теплогенератора довольно простое: вытянутая в высоту топка оснащена снизу колосниками, а сверху – теплообменником из 4 труб, помещенных внутрь бака.

Нагнетание воздуха производится в зольную камеру по каналу из профиля 60 х 40 мм, подогреваемого задней стенкой топливника. Вентилятор и блок автоматики устанавливаются сверху, что предохраняет их от попадания пыли и грязи. Все подробности конструкции показаны на чертежах, которые вы можете взять за основу для самостоятельного изготовления.

Вариант отопителя верхнего горения

Самодельные водогрейные котлы долгого горения, где организовано сжигание топлива сверху вниз, делаются по типу широко известной печи Бубафоня, чье описание и изготовление своими руками мы давали ранее. Теплогенератор – это та же печка, только оснащенная водяной рубашкой, как продемонстрировано на чертеже.

Важный момент. Принцип работы отопителя считается относительно новым и заключается в том, что воздух к массиву топлива подается сверху, по трубе с тяжелым металлическим диском на конце. Зона горения тоже находится вверху, а дрова по мере сжигания проседают под тяжестью груза. Как правило, воздушный поток движется естественным путем за счет тяги дымохода, хотя при желании можно организовать принудительную подачу.

Судя по отзывам реальных пользователей на тематических форумах, подобные котлы на твердом топливе длительного горения не слишком хорошо себя зарекомендовали. Причин несколько:

• агрегат уступает по эффективности классическим моделям, поскольку зона интенсивного горения расположена в одной плоскости;
• круглый корпус отопителя усложняет изготовление в домашних условиях, а квадратным его сделать нельзя;
• пока не прогорит вся предыдущая порция, подкидывать свежие дровишки технически сложно;
• как и Бубафоню, теплогенератор с верхним сжиганием древесины непросто потушить в случае необходимости.

Больше интересных особенностей котлов цилиндрической конструкции раскроет эксперт по отоплению в своем видео:

Изготовление классической модели

Построение надежного ТТ-котла, способного прослужить более 15 лет, требует применения таких материалов:

• сталь низкоуглеродистая листовая марки Ст10—20 толщиной 4 мм для изготовления топливника;
• то же, толщиной 3 мм – на водяную рубашку и дверцы;
• полоса металлическая сечением 20 х 3 либо 20 х 4 мм;
• кусок трубы диаметром 150 мм на дымоход;
• труба Ø57 мм с толщиной стенки не менее 3,5 мм на теплообменник;
• профильная труба 6 х 4 см для воздуховода;
• уголок с шириной полок 5 см из толстого металла (4—5 мм) на колосниковую решетку;
• тонколистовая сталь с порошковой покраской для наружной обшивки.

Совет. Не стоит использовать на топливник высокоуглеродистую сталь выше Ст20. Во-первых, она дороже по цене, а во-вторых, перекаливается от сварки и может треснуть на стыках. Ручки для дверок с эбонитовыми накладками лучше купить готовые, они плотнее держат и красивее смотрятся.

Из дополнительных материалов понадобится базальтовое волокно плотностью 80—100 кг/м³ для теплоизоляции корпуса и асбесто-графитный шнур на уплотнение притворов дверей. Комплект автоматики и вентилятор, о котором упоминалось в предыдущем разделе, — польского производства, модель KG Elektronik SP-05. На рынке есть и китайские аналоги, они стоят дешевле.

Шаг первый – сварка корпуса

Чтобы сварить топливную камеру, необходимо порезать металл 4 мм на заготовки по размерам, указанным на чертеже. Собирать начинайте с дна зольника – прихватите к нему боковые стенки и крышку, а затем сформируйте обрамления для загрузочной и прочистной дверки, как это сделано на фото.

Дальше действуйте по такому алгоритму:

1. Приварите внутри топливника опоры для колосников, а снаружи – клипсы из стальной полосы для монтажа водяной рубашки.
2. Установите и обварите листы 3 мм наружной обшивки водяной рубашки. Заметьте, что она берет свое начало от верха зольной камеры.
3. В верхний отсек, который впоследствии заполнится теплоносителем, врежьте 4 жаровых трубы Ø50 мм, такие же патрубки поставьте на подключение к системе отопления.
4. Прикрепите к агрегату ножки из отрезков любого металлопроката и вмонтируйте дымоходный патрубок на выходе из огнетрубного теплообменника.

Совет. Если вы задумали изготовить двухконтурный котел долгого горения, то водяной змеевик для ГВС ставится именно на этом этапе. Лучшее место для теплообменника из медной либо нержавеющей трубки – внутри верхнего котлового бака, рядом с жаровыми трубами.

Этап второй – монтаж навесных элементов

Дверцы топливной и зольной камеры делаются путем изгибания краев заготовок и приварки внутреннего обрамления, куда укладывается базальтовый утеплитель. Сверху изоляция герметично закрывается крышкой, а в получившийся паз по периметру створки плотно вставляется асбесто-графитный шнур.

Что еще нужно сделать:

1. Прикрепить ручки и петли к корпусу, а дверцы покрыть термостойкой эмалью.
2. Сварить из уголков колосниковую решетку и поставить ее на место.
3. Изготовить воздуховод с ответным фланцем и приварить к задней стенке, как продемонстрировано на фотографии.

Чтобы утеплить и облицевать самодельный ТТ-котел, на углах водяной рубашки необходимо приварить закладные детали из любого металла, лишь бы его ширина не превышала 20 мм (на задней стенке – 4 см). Также предусмотрите стойки для крепления ЭБУ на верхней части агрегата.

Окончательная сборка отопителя

Теплоизоляция котлового бака выполняется просто – стенки обкладываются снаружи плитами базальтовой ваты, которые фиксируются шнуром. Проследите, чтобы утеплитель плотно прилегал к обрамлению загрузочного и зольного проема, а также к профильной трубе воздуховода.

Совет. Перед утеплением и облицовкой требуется вмонтировать в корпус температурный датчик от блока автоматики. Стандартное решение – установка погружной гильзы, но можно поступить проще – вложить его между утеплителем и стенкой рубашки в наиболее горячем месте – в районе свода топки.

Последний шаг – обшивка теплогенератора металлом с полимерной покраской, прикручиваемым саморезами к ранее приваренным закладным деталям. После этого навешиваются дверцы и устанавливается блок автоматики с вентилятором. Разобраться в процессе сборки вам поможет авторское видео от разработчика данного ТТ-котла продолжительного горения Виталия Дашко:

Делаем котел с верхним сжиганием топлива

На самом деле в интернете уже опубликовано огромное количество инструкций по изготовлению подобных отопительных агрегатов, поскольку именно они почему-то считаются котлами длительного горения. Правда, ни в одной из них не сказано, как домашнему мастеру сделать круглый корпус и водяную рубашку без вальцовочного станка. Прямоугольная форма топки не подойдет – по углам древесина будет сгорать хуже и «зависать» на стенках.

Примечание. Старый газовый баллон из-под пропана, используемый для изготовления Бубафони, для котла не годится – слишком малый объем (всего 50 литров). С такой камерой теплогенератор сверхдлительного горения вы не получите. Нужна стальная труба с толщиной стенки 4 мм и наружным диаметром не менее 40 см.

Еще из материалов понадобится:

• листовой металл для водяной рубашки 3 мм в толщину;
• труба Ø57 мм на воздуховод и Ø100 мм для выхода дымовых газов;
• лист толщиной 1 см для круглого «блина»;
• арматура либо уголки для сборки колосниковой решетки;
• полоса 40 х 4 для распределителей воздушных потоков.

На утепление корпуса возьмите ту же базальтовую вату большой плотности и крашеный металл – на облицовку. Осталось решить главный вопрос – как в домашних условиях согнуть металл под цилиндрическую топку, чтобы сделать водяную рубашку. Варианты выхода из ситуации отражены на схеме – если вальцов поблизости нет, обшивка выполняется из сегментов в виде многогранника или же просто квадратного сечения.

Совет. Возможно, вам удастся отыскать трубу большего диаметра и надеть ее на топливник, но тогда вес отопителя выйдет довольно внушительным, а прогреваться он будет долго.

Сборка ТТ-котла продолжительного верхнего горения производится так:

1. Приварите внутри основной трубы полочки для колосников и поставьте днище. Сделайте вырезы под дверцы и дымоходное отверстие. Смастерите решетку и вставьте ее на место.
2. Изготовьте по чертежу «блин» с отверстием посередине, куда вставьте и обварите воздушную трубу. Вырежьте верхнюю крышку агрегата с проемом для трубы, после чего установите груз внутрь топки. Поставьте крышку и закрепите ее сваркой.
3. Сделайте обшивку водяной рубашки и приварите ее таким же образом, как описывается в предыдущем разделе. По той же технологии соберите дверцы.
4. Установите все патрубки, выполните утепление и облицовку котла.

На этом сборочный процесс окончен. Чтобы агрегат выглядел привлекательно, покрасьте все незашитые элементы в черный или другой темный цвет и переходите к испытаниям.

Заключение

Если вам удалось справиться с самостоятельным изготовлением «долгоиграющего» котла, то следующий этап – его проверка и эксплуатация. Поскольку домашние умельцы не всегда располагают компрессором для пневматических испытаний, то лучший способ – поставить отопитель во дворе, заполнить водой и разжечь, доведя до рабочей температуры 90°С. Неплотные стыки дадут о себе знать, только надо выдержать в таком режиме не менее 1 часа. Для отведения тепла придумайте какой-нибудь радиатор или регистр из труб.

qustu.com

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения

Продолжительную работу устройства с теплообменником на одной партии дров обеспечивает специальная конструкция:

• увеличенная емкость топливной камеры – вмещает в 2 раза больший объем закладки;
• нестандартное направление разжигания – дрова прогорают вертикально вниз.

Огонь охватывает верхний слой топлива. За счет дозированной подачи воздушного потока образуется ровное, несильное пламя. Нижний объем закладки постепенно нагреваются по мере прогорания дров.

Классический

В стандартных чертежах устанавливают тепловой генератор в форме цилиндра. Прямоугольный корпус для классических котлов длительного горения не подходит.

Оборудование работает следующим образом:

• топочную камеру наполняют дровами и разжигают сверху;
• в процессе прогорания топлива посредством телескопической трубы на него опускается груз с отверстием для циркуляции воздуха;
• кислород через дымоход поступает в топку под воздействием естественной тяги или вентилятора;
• теплообменника в классической схеме нет, вода для отопления нагревается напрямую.

Помимо дров для растопки используют торф или кокс.

Фото 1. Классический твердотопливный котел длительного горения с дровами в топочной камере и отсутствием теплообменника.

Пиролизный

В газогенераторных приборах дрова тлеют медленнее. Происходит выделение горючего дыма, который поступает в отдельную зону и вырабатывает дополнительную тепловую энергию. Конструкция включает:

• Загрузочную камеру. В ней происходит процесс пиролизного сжигания топлива.
• Отсек дожига. Здесь сгорает газ.
• Теплообменник. Выполняют в виде «рубашки». Внутри теплообменника нагревается вода для последующего выхода в сеть.
• Устройство подачи воздуха. Обеспечивает поступление первичного (в топку) и вторичного (в камеру дожига) потока.
• Дроссельная заслонка. Для регулировки скорости и объема кислорода на этапе первого розжига топлива.
• Приспособления для управления температурой и мощностью оборудования.

Две камеры разделяет огнестойкое перекрытие с форсункой и отверстиями. От вторичного воздушного потока зависит скорость нагрева воды внутри теплообменника.

Фото 2. Пиролизный котел, оснащенный загрузочной камерой, теплообменником, камеры разделены огнестойким перекрытием.

Шахтный

Устройства, работающие по принципу обычного сжигания топлива, проще пиролизных. Конструкция включает:

• Топку. Эта зона занимает от 50% объема оборудования и чаще имеет прямоугольную форму. Ее высота незначительно меньше длины целой конструкции.
• Люк для загрузки топлива. Его устанавливают сверху или сбоку относительно топки.
• Зольник. Камера, куда естественным путем попадает зола с остатками углей. Ее оборудуют под топкой.
• Колосник. Выполняет функцию разделительной решетки между внутренними секциями котла.
• Дверца. Размеры подбирают с учетом возможности одновременного доступа и к зольной, и к нижней части топочной камеры. Чтобы регулировать объем воздуха, на дверцу устанавливают шибер.
• Секция с теплообменником. В проектах шахтных котлов используют конструкции водяного или жаротрубного типов. В камере теплообменника выполняют отверстие для поступления угарных газов.
• Дымоходная труба из металла или кирпича с заслонкой.

После загрузки и розжига топливо выделяет горючие газы. Через отверстие они поступают в камеру с теплообменником, нагревая последний. Дым отдает энергию и выходит наружу через трубу, а горячая вода поступает в отопительную сеть.

Фото 3. Котел длительного горения шахтного типа с теплообменником, в котором топливо выделяет горючие газы после розжига.

Пошаговая инструкция по изготовлению котла из кирпича и металла

Чтобы выбрать правильную конструкцию, рекомендуют учитывать площадь помещения и тип топлива. Если котел строят для гаража или дачного дома малой площади, в водяном контуре нет необходимости. Нагревание происходит от поверхности прибора за счет конвекции горячего воздуха.

Тип топлива влияет на объем камеры. Для дровяных котлов подходят проекты с увеличенными габаритами топки. При использовании пеллет или стружки возможно обустройство емкости для автоматической подачи гранул.

Проще построить конструкцию на основе металла с кирпичом. Для этого изготавливают теплообменник из профильных труб круглого и прямоугольного сечения, который устанавливают непосредственно в кирпичный котел.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления корпуса используют:

• Песок для раствора.
• Огнеупорный печной кирпич. Как альтернативу, применяют тугоплавкий аналог.
• Колосник на основе чугуна.
• Готовые дверцы для зольника и топочной камеры (загрузочного люка).

В конструкции теплообменника лежат:

• труба круглого сечения – 8 шт. 800х50 мм, 4 шт. 300х40 мм;
• труба прямоугольного профиля – 5 шт. 300х50 мм, 1 шт. 500х50 мм;
• отрезки труб для контуров поступления и передачи воды в систему – 2 шт. 100–150х50 мм;
• металлические пластины 60х40 мм для закрытия стыков.

Для сокращения расходов выбирают изделия без швов из легированной стали 20 марки.

При строительстве теплообменника и котла применяют:

• болгарку;
• резак – газовый или плазменный вариант;
• пассатижи;
• щипцы;
• дрель;
• рулетку;
• уголки из металла;
• сварочный аппарат;
• защитную маску;
• уровень.

Для сборки отопительного прибора длительного горения подходят электроды МР-3С или АНО-21.

Как построить конструкцию своими руками поэтапно

Теплообменник своими руками собирают из 4 труб 60х40 мм, круглых заготовок D40 и D50 мм. Оптимальная толщина стенок – 3–5 мм. Из прямоугольных труб длиной 300 мм делают вертикальные стойки – по 2 спереди и сзади регистра. Для этого:

• С тыльной стороны двух труб для фронтальных вертикальных стоек вырезают по 4 круглых отверстия диаметром 50 мм. Неровности на поверхности шлифуют болгаркой.
• На каждой из двух труб для задних вертикальных стоек выполняют по 4 круглые отверстия диаметром 50 мм по широкой плоскости и 40 мм по узкой стороне.

Подготовка стойки к подключению

Чтобы подготовить стойки к подключению, выполняют следующие действия:

• В нижней прямоугольной трубе длиной 500 мм, размещаемой спереди котла, вырезают круглое отверстие диаметром 50 мм для подведения холодной воды.
• В верхнем противоположном углу задней вертикальной стойки вырезают круглое отверстие такого же диаметра для выхода нагретой воды в отопительную систему.

Передние вертикальные стойки соединяют с задними 8 длинными (800х50 мм) круглыми трубами. Их выставляют перпендикулярно друг другу и приваривают. Между задними стойками проводят 4 короткие (300х40 мм) круглые трубы. Снизу передних стоек устанавливают длинную (500х50 мм) прямоугольную трубу с отверстием для обратки.

Когда каркас теплообменника готов, короткие отрезки (100–150х50 мм) приваривают к местам подключения к сети отопления, а все открытые торцы стоек закрывают отрезками металла.

Чтобы проверить теплообменник на непроницаемость перед установкой, нижнее отверстие закрывают, а емкость заполняют водой через верхнее.

Конструкция находится в вертикальном положении. При отсутствии протечек, теплообменник готов к монтажу.

Перед созданием кирпичного корпуса строят бетонный фундамент с учетом размеров прибора. На нем выкладывают поддувальную камеру, монтируют колосник. Теплообменник устанавливают с наклоном в сторону поступления холодной воды.

Патрубок выхода должен располагаться выше любой верхней точки конструкции. Минимальная разница в высоте – от 10 мм или более. Это исключает риск образования воздушной пробки, улучшает циркуляцию воды.

Готовую конструкцию с трубой обкладывают огнестойким или шамотным кирпичом. Оптимальная толщина стен топливника – ½ блока.

Заранее оставляют проемы и устанавливают 2 дверцы:

• нижнюю – для доступа к месту розжига, очистки топки и зольника;
• верхнюю – для закладки топлива.

Последнюю устанавливают на крышке или лицевой стенке прибора. Нижнюю дверцу по желанию заменяют двумя отдельными меньшего размера.

Кладку производят с обязательной перевязкой швов. Наружный кирпичный корпус возводится выше труб минимум на 20–30 мм. Верхнюю часть закрывают чугунным листом для быстрого демонтажа при необходимости. В конструкции используют дымовую трубу из металла или остатков кирпича. Ее устанавливают на высоту от 5 или более метров относительно уровня колосника.

Подсоединение устройства к отопительному контуру

Готовый прибор предназначен для работы в автономной сети с естественной и принудительной схемой циркуляции энергоносителя. В первом случае выполняют следующие действия:

1. От котла выводят прямую трубу, на которую монтируют группу безопасности.
2. С помощью тройника оборудуют байпас.
3. Устройство подключают к отопительной системе через 2 патрубка.

Все места соединений обязательно обматывают паклей и покрывают герметиком.

Как избежать проблем при строительстве и эксплуатации

Оборудование устанавливают только на бетонное основание. Стальной прокат не выдерживает вес и котел проседает. Это приводит к потере плотности соединений и повреждению труб.

Использовать самодельную дверь для топки и зольника не рекомендуют. Малейшие неровности снижают эффективность сжигания дров.

Кроме того, возможно выпадение углей через щели с последующим возгоранием. При самостоятельном изготовлении дверцы ее делают строго под отверстие, обеспечивают заслонками и теплоизоляцией между слоями.

Если котел с теплообменником используют в локальной отопительной сети, циркуляционный насос устанавливают на обратку. Так устройство работает в щадящем режиме на протяжении 6 или более лет. Для решения проблемы низкотемпературной коррозии на байпасе (перемычке) устанавливают трехходовой термостатический клапан и настраивают на 55 градусов.

Стойкий запах креозота и задымление в котельной говорят о низком качестве топлива. Дешевые деревянные шпалы не подходят для обогрева и образуют зольно-угольные остатки на стенках менее, чем за сутки горения. Чтобы исключить теплопотери через дымоход, последний оборудуют заслонкой. Она предотвращает выход нагретого воздуха, снижает скорость сжигания топлива.

Полезное видео

В видео представлена одна из схем создания твердотопливного котла с минимальными затратами.

Способ проверки перед запуском

Базовых навыков сварки достаточно, чтобы построить котел длительного горения с теплообменником без посторонней помощи.

Подробная инструкция помогает собрать устройство с теплообменником для отопления дома площадью до 100 м2 при шести 7-секционных радиаторах из чугуна и разводке с 2 трубами.

В соответствии со СНиП, перед первым запуском котла выполняют 24-часовую гидравлическую проверку. Для этого:

• запорную арматуру и краны открывают;
• в систему запускают воду;
• давление повышают до уровня 1,3 атм.

Простой метод помогает убедиться, что протечки отсутствуют. Обязательно проверяют участки резьбового соединения и сварные швы. Уровень давления должен сохраняться без изменений. При обнаружении любых неполадок котел отключают от сети отопления и устраняют проблемы.

ogon.guru

Шахтный котел – конструкция и принцип действия

Шахтный котел длительного горения отличается от других продолжительностью горения и особенностями устройства. Часто подбрасывать топливо не требуется, он имеет топливную камеру большого объема, горение медленное. Разработано два вида шахтных котлов: с обычным горением и пиролизный. Каждый имеет сходное устройство из двух камер: в одной сжигается топливо, во второй устроен теплообменник.

Шахтный котел с обычным сгоранием более простой по устройству. Половину всего объема занимает топка высотой почти на весь агрегат, но небольшой ширины и глубины. Сбоку или сверху находится люк для загрузки топлива. Топочное отделение при взгляде сверху внутрь напоминает шахту, отсюда такое название. Под топочной камерой находится зольник, отделенный от нее колосником. Через зольниковую дверку открывается доступ не только к нему, но и к топке. Шибером, расположенным под дверкой, регулируется поступление воздуха.

Вторая важная часть – камера с теплообменником, наполненным водой или, если котел не используется для водяного отопления, жаротрубный. Газы поступают в нее из топливника через отверстие и выходят через дымоход, попутно нагревая теплообменник. Из него вода по трубам поступает в систему или горячий воздух прогревает помещение.

Пиролизный котел шахтного типа имеет схожую конструкцию, но изготавливается с некоторыми дополнительными элементами:

1. 1. Камерами, в которых сгорает и догорает угарный газ. Располагаются снизу теплообменного пространства, стенки обложены шамотным кирпичом.
2. 2. Несколько труб с большим количеством маленьких дырочек. Через них подается воздух для камер сгорания и догорания.
3. 3. Вверху у стенки расположены задвижки для разделения двух камер.

Принцип действия пиролизного котла несколько другой. При топке ограничивают поступление воздуха, медленное горение вызывает образование большого количества газов, которые поступают в дополнительные камеры и сгорают. В котлах сжигают любое твердое топливо: уголь, дрова, пеллеты. Одной закладки угля хватает для пяти суток, дров – не более тридцати часов. За счет полного сгорания такие котлы обладают высоким КПД – до 90%.

obustroen.ru

Конструкция и принцип работы

Шахтный котел длительного горения бывает двух видов:

1. Устройство с обычным сжиганием топлива.
2. Пиролизный агрегат.

Они состоят из двух камер, которые разделяют котел на две вертикальные части. В первой горят дрова, во второй находится теплообменник.

Устройство шахтного котла с обычным сжиганием является более простым:

1. Топка. Она составляет 50% и более от объема всего устройства. Эта часть котла длительного горения имеет большую высоту (почти равняется высоте агрегата), небольшую ширину и глубину.
2. Загрузочный люк. Находится на верхней или боковой части топки.
3. Зольная камера. Размещается под топкой.
4. Колосник. Он разделяет зольную и топочную камеры.
5. Зольная дверка. Она имеет такие размеры, которые позволяют получить не только доступ к зольнику, но и к нижней части топки. На ней размещают шибер для регулирования подачи воздуха.
6. Теплообменная камера. Внутри нее находится водяной или жаротрубный теплообменник. Она имеет отверстие, через которое поступают образовавшийся в топке угарный газ.
7. Дымоход. Он имеет заслонку.

Работает такой шахтный котел следующим образом:

1. Поджигаются дрова в топке.
2. Горячий угарный газ выходит через отверстие в теплообменную камеру.
3. Газ нагревает теплоноситель.
4. Охлажденный дым выходит через дымовую трубу, а нагретая вода – в систему отопления.

Пиролизный шахтный котел длительного горения имеет почти такую же конструкцию, но она сложнее. Разница заключается в наличии:

1. Камер сгорания и догорания угарного газа. Размещаются в нижней части теплообменной камеры. Их стенки сделаны из шамотного кирпича.
2. Трубы вторичной подачи воздуха. Она находится внутри камеры сгорания. Особенностью трубы является наличие большого количества дырочек.
3. Задвижки вверху стенки, которая разделяет две камеры.

Во время пиролиза происходит разложение дров на кокс и различные горючие газы. Последние поступают в камеру сгорания, смешиваются с воздухом и сгорают. Остатки газов догорают в камере догорания. Образованное тепло нагревает теплоноситель.

Материалы

Для изготовления пиролизного котла шахтного типа нужно запастись:

1. Листовой сталью с футеровкой. Толщина 3-5 мм. Другую сталь использовать не стоит, поскольку пиролиз сопровождается высокой температурой и обычный сплав быстро перегорает.
2. Листовой сталью с толщиной 1-2 мм.
3. Шамотным кирпичом.
4. Трубами с диаметром 13, 5 и 2,5 см.
5. Уголками с размерами 4х4 см. Альтернативой может быть профильная труба с такими же размерами.
6. Двойной зольной дверкой. Желательно, чтобы она имела асбестовую прокладку. Обязательно она должна иметь задвижку для регулирования подачи воздуха.
7. Дверкой для чистки теплообменной камеры.
8. Задвижками. 3 шт. Одна предназначена для дымохода, вторая будет устанавливаться на перегородке между камерами, третья необходима для регулирования подачи воздуха в камеру сгорания.
9. Базальтовой ватой.
10. Оцинкованным листом.

Прежде, чем купить материалы, нужно рассчитать минимальную мощности шахтного котла длительного горения и составить или найти в открытых источниках чертеж устройства.

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.

Изготовление теплообменника

Он будет представлять собой водяную рубашку с несколькими рядами горизонтальных труб. Теплообменник с вертикальными трубами делать своими руками не стоит, ведь направление движения теплоносителя будет совпадать с направлением движения угарного газа. Из-за этого сильно падает КПД. Наибольший КПД получают тогда, когда направления противоположны.

Теплообменник делают так:

1. Сваривают квадратную или прямоугольную обечайку. Ширина и глубина должны быть меньше на 6 см от аналогичных характеристик теплообменной камеры.
2. Вырезают в обечайке два отверстия. Одно должно сходиться с отверстием для задвижки в перегородке, другое – с отверстием для чистки камеры догорания.
3. Вверху других двух противоположных сторон обечайки сверлят отверстия для трубок с диаметром 2,5 см. Для этого фиксируют в дрели коронку для металла. Делают три ряда отверстий. Дыры должны находиться в шахматном порядке. Важно, чтобы отверстия на одной стенке были выше аналогичных дыр на противоположной стороне.
4. Разрезают трубы на части, вставляют их в отверстия и приваривают.

Завершающие работы

1. Приваривают верх внутренней части водяной рубашки.
2. Сверлят в нем отверстие для дымохода и приваривают трубу с диаметром 130 мм.
3. Сверлят аналогичное отверстие в верхней части корпуса самодельного шахтного котла длительного горения и приваривают заготовку.
4. Сверлят дырки вверху и внизу водяной рубашки, приваривают патрубки, сделанные с 2,5-см трубы.
5. Проверяют герметичность теплообменника, наполнив водой и подняв давление.
6. Приваривают дно к самодельному шахтному котлу.
7. Из всех сторон по периметру приваривают профильную трубу с размерами 20х20 мм.
8. Сверху фиксируют лист стали толщиной 1-2 мм.
9. Приваривают топочную и загрузочную дверки.
10. Обшивают всю конструкцию базальтовой ватой и оцинкованным листом.

poluchi-teplo.ru