Как сделать самую эффективную печь длительного горения своими руками

Отопительные системы и оборудование стоят достаточно дорого. Не каждая семья может себе позволить приобрести новый котел для установки на даче. Придется потратить значительную сумму на его покупку и последующий монтаж. Однако при желании всегда можно изготовить котел на дровах своими руками, способный обогреть жилую площадь.

Описание и принцип работы пиролизного котла

Пиролизный котел — это один из видов источников отопления жилого дома. В качестве топлива для него можно использовать:

  • Обычные дровf (различных пород древесины);
  • Прессованный брикет;
  • Отходы пиломатериалов;
  • Древесные опилки (прессованные и рассыпные).

Их использование довольно популярно во многих Российских регионах, ими все чаще заменяют обычный дровяные котлы.

Несмотря на схожесть с привычным твердотопливным котлом, принцип действия пиролизного немного отличается. Чем же они так популярны и хороши, а так же можно ли изготовить пиролизный котел своими руками, давайте попробуем разобраться.

Конструкция котла довольна проста, делится она на две камеры:

  1. Камера загрузки и горения дров, где происходит их пиролизация;
  2. Камера сжигание пиролизационных газов.

Обе камеры разделены колосником, на котором сверху располагаются дрова. Движение воздуха в камере происходит сверху вниз. Такой способ двухкомпонентного разложения дров является более эффективным, хотя встречаются пиролизные котлы с располагающейся камерой сжигания газов сверху.

Пиролизный котел длительного горения — принцип работы сжигания топлива

Работает такой котел по принципу пиролизного сжигания топлива. По другому процесс можно назвать сухой перегонкой. При температуре в камере парой достигающей 800°-900°С, испытывая недостаток кислорода, происходит термическое разложение дров на: уголь и пиролизный газ.

  1. Из первой камеры образовавшийся газ поступает в другую, где он воспламеняется смешавшись с кислородом доводя температуру к 1100°-1200°С.
  2. Сгораемые газы нагревают теплообменник, откуда горячая вода дальше поступает в отопительную систему, а продукты горения газа выходят через дымоход.

Таким образом можно сказать, что основная энергия для теплоносителя получается не при горении дров, а при сжигании их газов.

Описание и виды печей длительного горения

Печи длительного горения экономят теплоноситель путем дожига газов, выделяющихся при горении

Агрегат удобно использовать, т. к. после загрузки можно долго не открывать топку. В процессе перегорания дров или угля выделяется горючий газ, который собирают в камере, где он догорает и выделяет энергию.

Используются такие устройства в частных домах, дачах, гаражах, предприятиях.

По функционалу печи делят на оборудование для отопления, приготовления пищи, используют комбинированные варианты. Материалом служит металл, чугун, кирпич. Для круглогодичного использования лучше выбрать кирпичный очаг комбинированного действия. Хорошим вариантом станет самодельная печь «бубафоня» из газового баллона.

Классическая печь

Сложная конструкция предполагает наличие внутренней камеры сжигания угля. В ней обустроена камера, соединенная с колпаком для догорания выделяемых газов.

Топливо поджигают снизу, газы поступают в колпак и сгорают. Классика проявляется в проталкивании горючих газов через массу топлива в камеру, куда подается воздух. К таким видам относят печи: булерьян, печка Бутакова.

Шахтная печь

В агрегате область горения смещена к зоне колосников. Газы выходят сквозь соседнее отделение, где догорают и выделяют тепло. Лучшим материалом служит кирпич.

В составе есть:

  • кокошник для погрузки шихты, вывода газов;
  • печная шахта;
  • горн;
  • фурма для подачи газов.

Оборудование имеет высокий коэффициент эффективности и большую производительность.

Подовая печь

В ней поджигают топливо сверху, огонь перемещается вниз. Воздух подают под сгоревший пласт по специальным каналам. Простая и эффективная конструкция разработана во множестве моделей, которые легко сделать собственноручно.

Газогенерирующие печи

Предусматривает медленное сгорание газов, отделяемых на основе пиролиза. Дровяное топливо перегорает под действием тепла и малого объема кислорода, при этом выходят горючие газы. В агрегате обязательно есть теплообменник. Подходят для отопления с подсоединением одного или двух контуров.

Преимущества и недостатки котлов длительного горения

Котлы длительного горения на дровах для домов и дач идеально подойдут собственникам жилья, у которых есть возможность приобретения высококачественных относительно недорогих дров. В общем, вся работа заключается в длительном тлении топлива из-за ограниченного поступления воздуха. Загрузки хватает на 80% дольше, чем при работе классического твердотопливного котла.

Читайте также:  Какое отопление выбрать в доме из СИП панелей

Положительные качества:

Отрицательные качества:

  • на порядок дороже, чем классические приспособления;
  • необходимость в оборудовании специального помещения;
  • из-за низкого уровня теплотворности дров КПД от 70 до 89%;
  • достаточно сложная конструкция и установка;
  • нет возможности регулировки температурного режима;
  • необходимость загрузки топлива каждые 8-12 часов;
  • требуется постоянная чистка.

Также серьезным минусом является то, что покупные или самодельные котлы длительного горения на дровах не могут полностью работать без вмешательства человека.

Альтернативные варианты для самостоятельного изготовления

Помимо твердотопливных и электрических котлов для самостоятельного изготовления подходит целый ряд альтернативных отопительных агрегатов:

  1. Индукционные котлы

Представляют собой трансформаторы, состоящие из первичной и вторичной обмотки. В таком котле электроэнергия на внешней обмотке преобразовывается в вихревой ток, а созданное магнитное поле передаётся на внутреннюю, которая отдаёт энергию теплоносителю.

  1. Конденсационные котлы

Сохраняют тепловую энергию конденсата, поэтому считаются более эффективными, чем газовые и даже твердотопливные. Конденсация пара происходит в теплообменнике со специальной конструкцией – именно она обеспечивает таким котлам 15-20% преимущество по КПД перед традиционным газовым оборудованием.

  1. Жидкотопливные котлы

Такие агрегаты испаряют отработку, после чего сжигают её пары. Получаемая таким образом энергия передаётся на теплообменник, который нагревает тепловой агент отопительной системы. Оборудование этого типа имеет два существенных недостатка – низкий КПД и большое количество выделений в атмосферу.

  1. Комбинированные котлы

Это оборудование является универсальным в применении, однако для его самостоятельного изготовления понадобиться недюжинная сноровка и отличные знания принципов работы различных видов отопительной техники. Отдельные компоненты таких агрегатов могут стоить достаточно дорого, но в целом комбинированные котлы способны окупиться за не более чем 5-6 сезонов.

При изготовлении котла любого типа необходимо руководствоваться требованиями правил безопасности и действующих в отношении выбранной вами категории отопительного оборудования стандартов.

Устройство вентиляции в комнате с котлом

Когда свежего воздуха мало, процесс горения топлива будет затруднен. Если же он поступает в избытке, процесс горения твердого топлива становится трудноконтролируемым.

Если поступление свежего воздуха затруднено, необходимо соорудить вентиляционную систему.

Вентилирование необходимо для того чтобы:

  • обеспечить подачу свежего воздуха на уровне необходимом для поддержания процесса горения в топке котла;
  • выводить наружу из помещения продукты горения твердого топлива, случайно выходящие из топки в помещение котельной;
  • обеспечить процесс поступления адекватного объема свежего воздуха.

Такие простые меры помогут безопасно и эффективно эксплуатировать твердотопливный котел длительное время.

Для обеспечения полноценного отвода продуктов горения в котельной должна быть устроена вентиляционная система естественного или механического типа. Процесс вентиляции должен проходить на достаточном уровне

Что же касается непосредственно обустройства вентиляционной системы для котельной, то правильно ее соорудить призваны помочь следующие советы. Во-первых, отверстия вытяжки и притока должны быть расположены по разным концам котельной.

Вытягивающее отверстие целесообразно разместить ближе к крыше, а приточный канал следует расположить в нижней части помещения, в непосредственной близости к самому твердотопливному котлу.

Во-вторых, нецелесообразно устанавливать вытяжное устройство неподалеку от теплового генератора, в конструкции которого предусмотрен вентилятор (нагнетатель) или же дымосос.

В таком случае во время работы турбины тяга в воздуховоде принудительно изменит направление воздушных потоков, и воздух, который должен уйти в вытяжку, будет вновь подан притоком в помещение котельной.

Если вход в котельную оборудован напрямую через дверь из жилого помещения, целесообразной будет установка приточной решетки в нижнюю часть двери. Приток теплого воздуха из жилого помещения увеличит тепловую отдачу от сжигаемого твердого топлива.

Учитывая то, что большая часть приточного воздуха оказывается непосредственно в камере сгорания котла, где вступает в реакцию с углеродом, выделяющимся в результате сгорания твердого топлива, после чего выходит наружу в форме углекислого газа, отверстие вытяжки должно иметь меньший диаметр, нежели отверстие притока.

Схема оптимального расположения твердотопливного котла по отношению к источникам притока воздуха в помещение котельной

Оптимальным вариантом будет установка котла ближе к внешним стенам. Это позволит избежать хлопот с прокладыванием длинного горизонтального дымоходного канала, особенно в тех случаях, когда выводить его предстоит через крышу.

Читайте также:  Что лучше электрический конвектор или масляный радиатор

Распространенные схемы обустройства котельных и правила проектирования технических помещений приведены здесь.

Процесс сборки

Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.

Устройство подачи воздуха

Отрезаем от толстостенной трубы диаметром 100 мм отрезок, длина которого будет равна высоте топки. К нижней части привариваем болт. Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра, как труба или большего. Просверливаем в круге отверстие, достаточное для прохождения болта, приваренного к трубе. Соединяем круг и воздуховодную трубу, закрутив гайку на болт.

В итоге мы получим трубу для подачи воздуха, нижняя часть которой может закрываться свободно двигающимся металлическим кругом. В процессе эксплуатации это позволит регулировать интенсивность горения дров и, следовательно, температуру в помещении.

С помощью болгарки и диска по металлу делаем в трубе вертикальные прорези толщиной приблизительно 10 мм. Через них воздух будет поступать в топочную камеру.

Корпус (топка)

Иногда котлы для отопления изготавливают из баллонов из-под газа для более длительного срока службы.

Дымоход

В верхней части корпуса формируем отверстие для отвода газов. Его диаметр должен быть не менее 100 мм. К отверстию привариваем трубу, через которую будет осуществляться отвод отработавших газов.

Длина трубы выбирается в зависимости от конструктивных соображений.

Соединяем корпус и устройство подачи воздуха

В днище корпуса вырезаем отверстие диаметром равным диаметру воздухоподающей трубы. Вставляем трубу внутрь корпуса таким образом, чтобы поддувало выходило за пределы днища.

Воздухоподающая труба должна заканчиваться на несколько сантиметров раньше начала дымохода.

Теплорассеивающий диск

Из металлического листа толщиной 10 мм вырезаем круг, размер которого немного меньше диаметра корпуса. Привариваем к нему ручку, изготовленную из арматуры или стальной проволоки.

Это значительно упростит последующую эксплуатацию котла.

Конвекционный кожух

Из листовой стали изготавливаем цилиндр или отрезаем кусок трубы, диаметр которой на несколько сантиметров больше наружного диаметра топки (корпуса). Можно использовать трубу диаметром 500 мм. Соединяем вместе конвекционный кожух и топку.

Сделать это можно с помощью металлических перемычек, привариваемых к внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности топки, если зазор получился достаточно большой. При меньшем зазоре можно приварить кожух к топке по всему периметру.

Крышка

Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра как топка или чуть больше. Привариваем к ней ручки, используя электроды, проволоку или другие подручные средства.

Учитывая, что в процессе эксплуатации котла ручки могут сильно нагреваться, стоит предусмотреть специальную защиту из материала с низкой теплопроводностью.

Ножки

Для обеспечения длительного горения к дну привариваем ножки. Их высота должна быть достаточной, чтобы поднять дровяной котел минимум на 25 см над уровнем пола. Для этого можно использовать различный прокат (швеллер, уголок).

Поздравляем, вы изготовили дровяной котел своими руками. Можно приступать к обогреву дома. Для этого достаточно загрузить дрова и поджечь их, открыв крышку и теплорассеивающий диск.

Рекомендации по увеличению КПД самодельной печи

Как увеличить КПД бубафони? Какая проблема мешает этому генератору тепла работать на полную катушку? Одна из проблем — корпус печки нагревается неравномерно. Из-за этого получаем плохой обмен тепла в помещении. Можно ли решить эту проблему? Конечно можно. Для решения этой проблемы, возьмем лист гофрированного металлопрофиля. Обернем его вокруг печки, получив защитную «рубашку» и приварим точечно профильный лист к баллону.

Можно кроме сварки найти другое решение. Это решать, думать вам. Воплотив это решение в готовую конструкцию, мы получим устройство печи длительного горения, формирующее поднимающиеся потоки воздуха. Снизу ребер будет подниматься холодный воздух. Пройдя вдоль корпуса баллона воздух нагреется и на выходе станет к этой доработке можно сделать следующее.

Обложить всю конструкцию кирпичом. Это позволит накапливать тепло от генератора, с отдачей его равномерно по всей площади строения достаточно долго. Кроме профильного листа можно использовать обрезки трубы. Подойдут профильные или обычные круглые трубы. Их приваривают вокруг корпуса баллона, получают эффективную конструкцию для генерации тепла с равномерным обогревом.

Автоматические твердотопливные котлы

В продаже имеются автоматические твердотопливные котлы. Правильнее назвать их полуавтоматическими, поскольку котел все таки требует периодически определенных действий от человека, пускай и не каждый день.

С устройством и принципом работы автоматического твердотопливного котла можно познакомиться, если посмотреть этот видеоклип:

Топливом для автоматического котла могут быть гранулированный уголь фракции 5 — 25 мм. или древесные гранулы — пелеты, а также гранулы из других горючих материалов — торфа и отходов растительного и животного происхождения.

Читайте также:  Как сделать газовый котел своими руками – инструкции и чертежи

Необходимость использования только гранулированного топлива для сжигания в автоматических котлах, вызывает определенные сложности для хозяев дома. Стоимость такого топлива на рынке заметно выше, чем обычных колотых дров или угля.

В автоматических котлах производители часто предусматривают возможность замены горелки для гранулированного топлива, на другую горелку — для газа или жидкого топлива. Вместо горелки могут устанавливаться колосники. В этом варианте котел превращается в обычный котел на дровах.

Гранулированное топливо обычно продается в мешках. Топливо легко и без пыли загружается в бункер котла. Одной загрузки бункера хватает на 3 — 10 дней работы котла.

После розжига в начале отопительного сезона, горение в автоматическом котле происходит непрерывно. Автоматический котел может работать в двух режимах:

  • Режим активного горения, при котором мощность котла может быть в диапазоне 10 — 100% от номинальной.
  • Режим поддержки горения, когда мощность котла выбирается такой, чтобы обеспечить температуру теплоносителя в котловом контуре около 55 град.С. Автоматический контроллер переводит котел в режим поддержки, когда отсутствует отбор тепла из отопительного контура. Такой режим необходим для защиты котла от низкотемпературной коррозии (подробнее см. ниже), а также обеспечивает постоянную готовность котла к возобновлению активного горения.

В процессе работы котла необходимо:

  • Следить за наполнением бункера и загружать топливо в бункер один раз каждые 3 — 7 дней.
  • Удалять золу из съемного зольного ящика через каждые 2 — 4 дня.
  • Один раз в неделю чистить внутренние поверхности котла от отложений специальным инструментом.
  • Ежегодно, перед началом отопительного сезона, проводить чистку и проверять исправность дымохода котла.

Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром своими руками — чертежи, видео

Высокая стоимость отопительного оборудования заставляет задуматься о том, чтобы изготовить твердотопливный котел длительного горения своими руками. Соблюдая рекомендации специалистов и используя проверенные чертежи, можно собрать агрегаты с высокими эксплуатационными характеристиками. Предлагаем познакомиться с одной из возможных моделей.

Чертеж котла, который можно изготовить своими руками

Котел твердотопливный длительного горения своими руками: чертежи и подробное описание

Если решили изготовить котел твердотопливный длительного горения своими руками, чертежи позволят оценить геометрические параметры будущего агрегата и требования к материалу, используемому в процессе его изготовления. Предлагаем познакомиться с последовательностью изготовления устройства из старого газового баллона:

Устройство шахтного котла

Работает шахтный котел по принципу нижнего горения. Главная особенность устройства в том, что шахта находится вертикально, а это не обычно, для аналогов котлов длительного горения.

Принцип работы:

  • Топливо кладут в топочную шахту и поджигают снизу котла в специальном месте. Дверцы шахты плотно закрывают.
  • Устанавливается необходимая температура, и включаются вентиляторы. Не переставая, дует воздух, благодаря чему верхний слой дров не разгорается.
  • Нижние поленья прогорают, и верхний слой по инерции сползает вниз. В это время вентиляторы перестают гонять воздух.
  • У котла поднимается высокая температура, и воздух рядом с ним становится сухой, благодаря этому дрова можно высушить перед использованием.

Если котел правильно топить, соблюдая инструкцию и использовать качественное топливо, то он будет работать максимально эффективно.

  • Рекомендуемое время использования без подкладки 7-9 часов.
  • При правильном использовании системы, дым не будет попадать в помещение.
  • Хорошая и отличная теплоотдача.

Для работы котла в фазе газогенерации необходимо:

  • Разжигать топливо в котле в обычном режиме.
  • Чтобы котел нагрелся и начал выполнять свои функции необходимо выждать около 20 минут.
  • Перевести устройство в нужный режим.

Шахтные котлы длительного горения не прихотливы к качеству дров. Но для наилучшей работы рекомендуется использовать по максимуму сухие поленья.

Кроме основного вида топлива, для работы котла можно применять:

Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
  • Прессованные брикеты из опилок.
  • Паллеты.
  • Опилки и щепки.
  • Деревянные отходы.
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла

Для наилучшей теплоотдачи системы, хотя бы 45% всего топлива в закладке должны составлять сухие поленья.

Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла

В инструкции к котлу говориться, что лучше использовать древесину твердых пород. Запрещается топить систему деревом со смолой, это уменьшит срок службы котла.

Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла

Для предотвращения остановки горения нужно:

Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
  • Класть поленья в топочную камеру не плотно к стенкам, объем топки должен быть занят топливом на 95%.
  • Располагаться дрова должны поперек.
  • Снизу лучше класть более сухие поленья.
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла
Устройство шахтного котла