Традиційні твердопаливні котли мають серйозний недолік. В них необхідно регулярно підсипати чергову порцію дров, вугілля, пеллет. Це ускладнює процес їх експлуатації і робить її досить витратною. Подібних проблем позбавлений дров’яної котел тривалого горіння (КДГ), в якому паливо тліє тривалий час, забезпечуючи високу температуру повітря в приміщенні. Такі агрегати – ідеальний варіант обігріву приватних будинків і господарських будівель у місцевостях, де немає газу.
Котли тривалого горіння – пристрій і принцип функціонування
У звичайних дров’яних печах паливо спалюється знизу вгору. Це основний принцип роботи таких пристроїв. Нижній шар дров загоряється першим. Гарячі потоки йдуть вгору, що призводить до залучення в процес таких пластів. При таких умовах матеріали дуже швидко прогорають. Кожні кілька годин їх необхідно підкладати в грубку. Якщо цього не робити, горіння припиниться, і температура в приміщенні почне знижуватися.
КДГ функціонує інакше. У ньому дрова не горять, а тліють. Причому це відбувається зверху вниз, що забезпечує тривалу роботу агрегату на одній закладці. Конструкція таких установок наведена нижче.
Камера згоряння (КС) в КДГ виконується у формі циліндра. Її завантаження палива здійснюється через спеціальну дверку. Вона змонтована у верху корпусу. Ця ж дверцята використовується для розпалювання дров. Чим більше висота і перетин КС, тим довше по часу агрегат стане працювати на одній закладці.
Повітря в топку потрапляє по трубі, встановленої вертикально. До кінця останньої кріплять круглий плоский вантаж. Він має розміри на 5 мм менше перерізу топкового відсіку. Це дає йому змогу пересуватися всередині камери згоряння вниз-вгору. Його виготовляють із металу товщиною 1,2–1,5 см. До нього приварюються сталеві дугоподібні смужки.
На другому кінці труби монтується заслінка. Вона дозволяє в будь-який час вручну регулювати обсяг, що подається в агрегат кисню. Важливий момент! Повітропровід роблять вище камери згоряння на 15-20 см.
Після розпалу палива вантаж придавлює дрова. Димар самостійно створює природну тягу, забезпечуючи тим самим надходження повітря в агрегат. При горінні виділяється тепло. Воно підігріває рідина у водяному контурі, який розташовується у верхній кришці установки і з боків її КС.
Твердопаливний котел тривалого горіння має колосники. Але вони потрібні виключно для підтримки завантажуваних дров. Повітря через них в КДГ не надходить.
Переваги саморобних опалювальних агрегатів
Заводські КДГ мають високу вартість і строго визначені геометричні розміри. Це влаштовує не всіх. Саморобний дров’яної котел володіє масою переваг порівняно з традиційними печами і фабричними агрегатами:
- Максимальна ефективність експлуатації і висока потужність. При тлінні виділяється велика кількість тепла. Приватний будинок швидко нагрівається. Показник корисної дії установок тривалого горіння наближається до позначки 80-85 %.
- Легкість регулювання процесу тління палива.
- Простота конструкції, що дозволяє домашнім умільцям споруджувати саморобні КДГ з невеликими фінансовими витратами.
- Довговічність і експлуатаційна надійність.
- Нескладний ремонт твердопаливних установок, зроблених своїми руками.
- Практично повне спалювання дров чи вугілля.
- Можливість монтажу на котел опалення додаткового обладнання (клапанів-запобіжників, автоматичних пристроїв).
- Екологічність. Викид вуглекислого газу з агрегатів тривалого горіння мінімальний.
Саморобні КДГ роблять з різних невикористовуваних в господарстві предметів – газових балонів, залізничних цистерн і бочок, металевих труб з великим перетином. Тому такі установки коштують у кілька разів дешевше готових заводських агрегатів. Майстер-самоук сам визначає розміри опалювальної конструкції, її топки та інших елементів.
Класичний твердопаливний котел – що потрібно для зборки?
Традиційним варіантом саморобного КДГ є агрегат шахтного типу. В його конструкції немає вантажу. Такі установки використовуються для обігріву приватних будинків і заміських котеджів вже досить давно. Для виготовлення класичного дров’яного котла тривалого горіння необхідно запастися заготовками (їх вид та кількість вказані в таблиці нижче) зі сталі 20 або 10 (бюджетне рішення) або з жароміцних сплавів з добавками молібдену і хрому – 12Х1МФ, 12ХМ (обійдуться відчутно дорожче).
|
Параметри виробів, см |
Товщина металу, мм |
Кількість, шт |
|
36х36 |
4 |
1 |
|
36х15 |
4 |
1 |
|
36х50 |
4 |
1 |
|
46х90 |
4 |
2 |
|
36х90 |
4 |
1 |
|
70х15 |
4 |
2 |
|
5х40 |
4 |
1 |
|
7х40 |
4 |
4 |
|
17х36 |
4 |
1 |
|
39х35 |
3 |
1 |
|
14х35 |
3 |
1 |
|
40х50 |
3 |
3 |
|
40х90 |
3 |
1 |
|
50х90 |
3 |
2 |
|
42х21 |
3 |
1 |
|
42х44 |
3 |
1 |
Заготовки бажано розкроювати в умовах майстерні на гільйотинних ножицях. При ручній різанні процес їх підготовки займає багато часу. Також знадобиться:
- для димохідного патрубка – труба DN150, для теплообмінника і приєднання опалювальної системи – DN50;
- для колосників – куточок рівнополочний 50х4 мм;
- для повітряного каналу – профільна труба 60х40 мм;
- листовий гладкий метал 0,4–0,5 мм;
- азбестовий картон;
- сталева смужка 20х3 мм;
- утеплювач (базальт товщиною 2 см, щільністю 100 кг/куб. м);
- ручки на дверцят;
- дриль, зварювальник st, болгарка, електроди МР-3С або АНО-21 і звичайний інструмент, який є в арсеналі будь-якого домашнього майстра.
Додатково слід придбати набір автоматики. Він включає в себе температурний датчик, вентилятор і модуль управління.
На кресленні вказані нижче габаритні параметри і пристрій саморобного шахтного котла. У нього завантажуються дрова. Але дозволяється використовувати в якості палива і вугілля.
Готовий агрегат характеризується показником корисної дії 75-80 %, потужністю близько 24 кВт, масою 150 кг, топкою об’ємом 112 л. На одному завантаженні дров він працює протягом 8-12 годин. Функціонує установка за рахунок передачі тепла при згорянні палива на склепіння та стінки водяного контуру.
Виготовлення шахтного агрегату – порядок дій
Перший етап робіт – збірка корпусу КДГ із заготовок товщиною 4 мм. Спочатку до днища саморобної конструкції приварюються бічні стінки, отвори для дверок і кришка склепіння. Всередині вийшла топки монтуються куточки. На них встановлюються колосники. Готову споруду проварюється за всіма наявними швах. Воно повинно бути герметичним.
Друга стадія – встановлення водяного контуру (від корпусу він віддаляється на 2 см), зібраного з 3-міліметрових заготовок, і приварювання до бічних стінок шматків стальних смужок. Останні необхідні для прикріплення до них обшивальних аркушів. Важливо! Сорочка не охоплює зольний камеру. Вона починається на рівні колосників.
Третій крок – встановлення у котловій бак (верхню частину) жарових труб. Вони монтуються в отвори, які потрібно зробити у фронтальній і задній стінках. Кінці трубних виробів герметично проварюються. Потім з куточків виготовляються колосники у вигляді решіток та дверцят. До останніх зсередини прикріплюються два ряди сталевої смуги, між якими розміщується ущільнювач притвору – шнур з азбесту. Колосники додатково виконують функцію розсіювача повітря, що направляється в зольник вентилятором.
В стінки бака врізаються спеціальні пристосування – штуцери. Вони дають можливість виконати підключення зворотного і подавального трубопроводів. Ставиться повітряний канал (на нього відразу монтують фланець для фіксації вентилятора) і патрубок димовідвідного тракту. Повітропровід вводиться в зольний відсік ззаду (приблизно посередині).
До корпусу приварюються закладні елементи для установки обшивки КДГ і дверні петлі. Саморобний агрегат відбувається зверху і з усіх боків утеплювачем. Його кріплення здійснюється шнуром. Виконується прикручування саморізами металевих листів до теплоізолятор та монтаж дверцят.
Фінал робіт – підключення зверху котла модуля керування, монтаж вентилятора на фланці труби для повітря, температурного датчика під утеплювач на задній стінці. Установка тривалого горіння готова до використання.
Як функціонує саморобна установка?
Топливник шахтної конструкції завантажується до нижньої кромки отвору для завантаження дров. Доверху камеру згоряння завантажувати не можна. Працює агрегат за наступним алгоритмом:
- Дрова (тирса, брикети, вугілля) закладаються в топку.
- Дверцята відсіку закриваються герметично.
- На модулі керування вибирається необхідна температура (від +50 °С і вище).
- Паливо розпалюється.
- Вентилятор починає нагнітати повітря.
- Коли відбувається нагрів теплоносія до заданого показника, вентиляційна установка вимикається (автоматично). Повітря перестає надходити в камеру згоряння.
- Дрова тліють, підтримуючи певну температуру. Коли її величина знижується, модуль управління знову запускає вентилятор.
Наочно принцип роботи шахтної установки продемонстрований на кресленні.
При бажанні в саморобний агрегат нескладно внести деякі доповнення, які зроблять його більш багатофункціональним і безпечним у використанні. Допускається допрацьовувати конструкцію котла такими способами:
- Встановити групу безпеки.
- Інтегрувати в бак агрегату додану сорочку для підігріву теплоносія для забезпечення будинку гарячим водопостачанням.
- Змонтувати електронагрівач (ТЕН), який стане нагрівати опалювальний пристрій, коли дрова прогорять.
Після таких доопрацювань саморобна конструкція за багатьма показниками буде перевершувати дорогі заводські установки.
Піролізний котел – як зробити своїми руками?
Піролізний агрегат верхнього горіння функціонує більш ефективно, ніж класичний КДГ, за рахунок того, що він використовує для опалення газ з деревного палива. Його також реально зробити самостійно далі представленим кресленням, маючи під рукою:
- сталеві труби DN 100 (для облаштування димаря), DN50 (водяні патрубки та подача повітря), DN400 (топливник);
- арматурні профільні прутки діаметром 18-20 мм;
- заготовки із сталевого 10-міліметрового по товщині листа круглої (діаметр 38 см) форми;
- металеву смугу 40х4 мм;
- базальтову вату;
- тонкі листи металу для обшивки.
Водяний контур піролізного котла роблять за різними схемами. Деякі майстри виготовляють його з труби великого перерізу (варіант 1), інші згинають під 60-градусним кутом два металевих листа і зварюють отримані заготовки (вар. 2). Треті створюють сорочку у вигляді короба-прямокутника (вар. 3).
Збірка піролізного котла починається з вирізання отворів в трубі і заготовок для дверок за розмірами, зазначеними на кресленні вище. Після цього з арматури зварюється колосникова решітка.
У заготовці для вантажу робиться отвір. У нього встановлюється труба. Її слід якісно ошпарити. Далі порядок дій такий:
- До вантажу знизу кріпляться 6 сталевих смуг (вигнутих).
- Днище приварюється до топці.
- У камеру згоряння ставиться колосникова решітка.
- Посередині кришки вирізається отвір для воздуховода.
- Встановлюється труба з вантажем.
- Патрубок димовідвідного тракту приварюється до корпусу.
- Збирається і монтується водяний контур. Проводиться його обварка.
- Врізаються патрубки для гарячої води.
- Котел утеплюється за описаним раніше принципом.
- Монтуються дверцята.
- Заслінка ставиться на повітряну трубу (у верхній частині).
Автоматика та вентилятор на описуваному дров’яному котлі не використовуються, так як вантаж в ньому постійно переміщується. Завантажувати в такий агрегат дозволяється тільки добре висушену деревину або пелети. Час їх горіння варіюється в межах 10-12 год.
Прості варіанти КДГ – конструкції з мінімальними витратами
Якщо дров’яної котел планується встановити на дачі, в якій ніхто постійно не живе, або в хозпостройке, його рекомендується робити з підручних матеріалів. Для цього використовують багато шматок залізної товстостінної труби перетином 30 і завдовжки 85-90 див. Вона грає роль корпусу.
У верхній частині такого котла монтується димар для видалення чадного газу. Його діаметр – 10-12 див. Він приєднується до корпусу зварюванням. Знизу робиться дверцята, ставляться колосники.
Монтується В корпусі (під ухилом) трубопровід малого діаметра. Він підключається до опалювальної системи, за якої стане переміщатися гаряча вода. Остання використовується безпосередньо для обігріву приміщення, і для побутових потреб.
КДГ виготовляють з старої бочки (схема з поясненнями нижче). Її верхній обід слід обрізати, зробити його якісне вирівнювання. Всередину цієї ємності поміщають попередньо розрізаний резервуар з меншими розмірами.
Кришку роблять з вогнетривкої і міцного металу. До корпусу вона повинна прилягати повністю герметично. Для виходу чадних газів в бочці проробляється отвір перетином 15 див. Додатково прорізається другий отвір діаметром 10 див По ньому до палива надходить повітря.
Монтаж димоходу виконується вертикально (допускається робити його з невеликим нахилом). Заслінка ставиться в нижній частині бочки. Але не дуже близько до землі, так як в цьому випадку дрова швидко прогорять.
При бажанні таку опалювальну конструкцію нескладно модернізувати, оснастивши її вантажем і вентилятором. Тоді на одному завантаженні дров вона зможе працювати до 48-60 годин.
