Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Самодельные котлы отопления всегда пользовались большой популярностью. Сделанные по нестандартным размерам и требуемой мощностью, они никогда не выходили из моды по целому ряду причин.

Во-первых, при изготовлении самодельного котла можно прилично сэкономить, во-вторых, сделать его получится ничем не хуже, в отличие от заводского устройства, а может быть даже и лучше. При этом самым главным агрегатом в котле или печи, выступает теплообменник, который может быть совершенно различной конфигурации.

Что такое теплообменник (змеевик)

Теплообменник — это главный элемент отопительного котла. Именно в теплообменнике вода нагревается до нужных температур, после чего тепло отбирается в помещение, через радиаторы отопления или другие приборы.

В процессе эксплуатации на теплообменник воздействуют высокие температуры, поэтому материалы его изготовления должны отвечать ряду определенных требований:

• Первое и самое главное, теплообменник не должен подвергаться коррозии;
• Материалы изготовления теплообменника должны хорошо передавать тепло;
• Теплообменник должен быть стойким к ударам и повреждениям.

В большинстве случаев при изготовлении самодельных котлов отопления используют металлические трубы или куски сваренного друг с другом швеллера. Однако это далеко не все решения, поскольку в качестве теплообменника можно приспособить, например, чугунные батареи.

Из чего сделать теплообменник своими руками

Рассмотрим по порядку, из чего можно сделать теплообменник в котел или печь:

Стальной лист — используется металл, толщиной не менее 6 мм. Именно из него и делается теплообменник в котле или печи, который сваривается из кусков стали, в виде буквы П. Очень часто боковые стенки теплообменника, заменяют собой стенки отопительного котла, что же касается печи, то в неё такой теплообменник, размещается прямо внутри, после чего он обкладывается огнеупорным кирпичом.

Швеллер — также достаточно популярный металлопрокат для изготовления теплообменников. Благодаря П-образному сечению, достаточно разрезать несколько кусков швеллера, после чего при помощи сварки соединить их вместе. Именно из-за простоты изготовления и достаточной толщины металла у швеллеров, получаются столь эффективные и удобные в работе теплообменники.

Трубы — не менее популярный металлопрокат, чем швеллера и листовая сталь, который используется для изготовления теплообменников или змеевиков, как их чаще всего называют. Причем если конфигурация стальных теплообменников очень часто совершенно одинаковая, то змеевики из труб могут быть абсолютно различными, как по форме, так и размерам. Очень часто змеевики наматывают из медных труб, обладающих высокой теплоотдачей.

Чугунный радиатор — ещё один вариант из чего сделать теплообменник своими руками. Очень часто используется в целях экономии при изготовлении теплообменников для отопления или отбора тепла, прямо в дымоходе. Преимущество теплообменника из чугунной батареи в том, что он имеет уже готовый вид и способен хорошо отбирать тепло. Устанавливаться чугунный теплообменник может и в горизонтальном положении, при одном условии, если в систему отопления встроен циркуляционный насос.

Медные теплообменники — готовый вариант теплообменников, для изготовления которых используется преимущественно медь. Медные теплообменники устанавливаются в современном отопительном оборудовании, и навряд ли кто-то захочет замуровывать такой теплообменник в печь. Обладают хорошей теплоотдачей, но имеют высокую стоимость.

Для своего твердотопливного котла мною был сделан эффективный теплообменник. Конструкция теплообменника продумана таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную площадь теплообмена при простоте изготовления. А площадь теплообмена, как известно, напрямую влияет на эффективность.

Конструктивно теплообменник состоит из трех одинаковых трубных регистров. Все они при установке объединяются в один теплообменник с помощью сварных гребенок. Соединения разъемные, чтобы в случае аварии любого из регистров можно было просто отключить его из работы без разборки котла.

Перед изготовлением регистров я сначала сделал шаблоны из пластиковой трубы, которые решил применять для разметки с целью достижения правильной геометрии сварных соединений.

Отверстия делал без сверления. Сначала большой болгаркой срезал часть металла, затем малой болгаркой со шлифовальным кругом подгонял под разметку, и лишь затем окончательно выбирал шарошкой. Дополнительная ручка на дрели оказывается совсем не лишней, регулятор оборотов тоже. Шарошка лет 15 ждала своей очереди в моих закромах со времен работы на эл. монтаже для снятия фасок внутренних поверхностей труб (при индустриальном способе монтажа) .

Для контроля отверстий при обработке тоже использовал шаблон. Очень удобным у меня оказался в этом качестве старый электролитический конденсатор.

Из оставшихся обрезков профильной трубы от забора сделал "шаблон" для сборки регистров, чтобы три стороны становились жестко, а четвертая, после укладки внутренних труб, поджималась струбцинами. Сначала все собрал на прихватках, и лишь затем окончательная сварка. Таким образом, по одному и тому же шаблону из профильных труб были собраны три абсолютно одинаковых регистра.

Далее занялся изготовлением гребенок для сборки блока регистров. Отверстия в заготовках делал по той же технологии, что и при сборке регистров: болгарки, дрель с шарошкой. С помощью струбцин прижал вкрученные седла с американками к плоской трубе и к трубе гребенки, прихватил сваркой.

После скрутил американки и седла второй гребенки, притянул, чтобы плоскости американок были плотно прижаты, а трубы параллельны в двух плоскостях. Прихватил, раскрутил, вроде бы все осталось в плоскостях. Обваривать пока не решился до окончательной сварки регистров, на всякий случай.

В результате мой твердотопливный котел мощностью порядка 100 кВт был оборудован эффективным и достаточно надежным теплообменником, что подтвердилось в дальнейшем практической эксплуатацией.

Информацию о сборке регистров прислал Виктор:

Несмотря на кажущуюся сложность, изготовление твердотопливного котла своими руками, вполне осуществимый проект, позволяющий сократить расходы на приобретение оборудования, практически вдвое. Потребуется правильно подобрать тип оборудования, конструкцию и выполнить все необходимые нюансы, связанные с производственным процессом.

При соблюдении рекомендаций, можно получить котел, практически не отличающийся теплотехническими характеристиками от модели, собранной в заводских условиях.

Выбираем тип изготавливаемого котла

Практически все самодельные котлы отопления на твердом топливе для частного дома, являются просто хорошей копией того оборудования, что выпускается на заводах отечественных и зарубежных производителей. Хотя полностью воссоздать технологический процесс без специального оборудования невозможно, при изготовлении используются схемы и чертежи уже готовых моделей.

При выборе типа котла, обращают внимание на КПД, требования, предъявляемые к качеству топлива и другие характеристики. Все популярные конструкции, делятся на два вида, по особенностям расположения топочной камеры.

Шахтный с вертикальной загрузкой

Такая конструкция, впервые стала использоваться в котлах длительного горения отечественных производителей. В устройстве шахтного оборудования имеются следующие особенности:

• Используется принцип нижнего горения. В конструкции предусматриваются две дверцы: топочная и загрузочная.
• Топливо загружается в вертикальную топочную камеру. Размеры топки рассчитываются таким образом, чтобы поленья свободно опускались вниз, по мере прогорания нижнего слоя.
• Воздух подается сразу с двух сторон. Первый воздушный поток направляется сверху топочной камеры вниз, второй, распространяется внизу под колосниками и направлен к встроенному дымовому каналу.

Шахтный твердотопливный котел работает по принципу длительного горения, с применением газогенерации или пиролиза. Изготовление модели данного типа трудоемко и требует проведения грамотных теплотехнических расчетов. На выходе, получается котел с КПД около 88%, неприхотливостью к качеству дров (допускается влажность до 42%).

Горизонтальный с боковой загрузкой

Конструкция с боковой загрузкой является классической и чаще всего, именно ее выбирают при самодельном изготовлении твердотопливного котла. По внутреннему устройству, модель напоминает обычную дровяную печь.

Самодельный твердотопливный отопительный котел с водяным контуром, использующий боковую загрузку, имеет следующие особенности:

• Вместительная топочная камера – объем топки рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить работу котла от одной закладки, в течение 4 часов.
• Топочная камера должна отделяться от зольного ящика, решеткой. В котлах, для сжигания угля, используются металлические или чугунные колосники. Дверка зольного ящика используется для регулировки интенсивности горения. Открытием и закрытием изменяются параметры тяги.
• Система дымоотведения – в зависимости от используемого принципа горения, изготавливается прямой или ломаный дымоходный канал.

Котлы с боковой загрузкой и горизонтальной топкой, имеют простую конструкцию, наиболее подходящую для самостоятельного производства.

Определяем тип горения топлива

Длительность горения топлива в самодельном твердотопливном котле, зависит от выбранной конструкции агрегата. Принято различать два основных используемых принципа работы:

1. Классическое горение.
2. Длительное горение.

При наличии необходимых инженерных навыков, возможно изготовить агрегат, способный проработать от одной закладки в течение нескольких суток.

Обычное классическое горение

Изготовление котла на твердом топливе с классическим горением своими руками, отличается простотой. Конструкция напоминает ту, что используется в дровяных печах и состоит из следующих частей:

• Топочная камера.
• Зольник.
• Система дымоотведения.
• Теплообменник.

В котлах, в качестве водяного контура, зачастую используется обычный змеевик. Особенностями внутреннего устройства классических твердотопливных котлов является:

• Скорость сгорания – от одной закладки, котел продолжает работать максимум 4 часа.
• КПД – классические модели малоэффективны. При работе, практически четвертая часть получаемого тепла, попросту уходит в дымоходную трубу.
• Тип топлива – классические котлы способны использовать любой вид твердого топлива: уголь, дрова, брикеты и т.п. Допускается сжигание дров с повышенной влажностью.

Затраты на изготовление классического твердотопливного котла меньше, чем на производство пиролизной модели, практически вдвое.

Длительное горение с пиролизом

Сделать своими руками твердотопливный котел длительного горения возможно, но, для этого потребуется провести грамотные теплотехнические расчеты и подобрать подходящий чертеж. Процесс пиролиза невозможен без двух составляющих:

• Высокой температуры горения.
• Ограниченного притока воздуха.

КПД заводского котла длительного горения с пиролизом, достигает 92%. При самостоятельном производстве, коэффициент полезного действия несколько ниже, 86-88%.

Из какого металла лучше сделать котел

От выбора металла, зависит время эксплуатации котла. При производстве в заводских условиях, существуют строгие требования, относительно типа используемого материала для каждой части котла. Строгие требования предъявляются к составу металла, толщине стали и другим характеристикам.

Подобным нормам, должен соответствовать и материал, используемый при самостоятельном изготовлении агрегата. При выборе учитывают эксплуатационные особенности, термическое и механическое воздействие и многие другие аспекты. Для производства котла применяют сталь и чугун.

Чугун

Чугун имеет хорошие теплотехнические характеристики: устойчив к перегреву и выгоранию, долгое время сохраняет тепло. Срок эксплуатации котла, изготовленного из данного металла, составляет не менее 25 лет. Недостатком чугуна является подверженность к гидравлическим и механическим ударам, растрескивание нагретой поверхности при резком охлаждении.

Изготовление котла из чугуна в домашних условиях, невозможно. Теплообменник и другие части котла, производятся литьевым методом в плавильнях. Создать подобные условия и изготовить чугунные детали, нереально.

При изготовлении твердотопливного котла своими руками, можно использовать уже готовые элементы конструкции, изготовленные из чугуна: дверцы, колосники и т. д.

Сталь

В отличие от чугуна, сталь хорошо поддается обработке. Для производства, применяется металл, раскатанный в листы. Марки используемой стали, в зависимости от изготавливаемого узла:

• Топочная камера – обычная сталь не способна выдержать прямое воздействие огня и высокой температуры. Применение металла с низким содержанием углерода, приводит к быстрому прогоранию стенок.
  На заводском производстве, для изготовления топки, используют сталь с добавлением молибдена или хрома. Толщина листа не менее 5 мм. Этого же правила придерживаются и при самостоятельном изготовлении.
• Теплообменник – прямого воздействия пламени на металл не оказывается, поэтому, для производства допускается углеродистая сталь, толщиной 3 мм. Для обеспечения необходимой жесткости через 10-15 см привариваются металлические ребра, придающие конструкции прочность.

Сталь удобна в обработке, но имеет недостатки, связанные с эксплуатацией:

• Предельная нагрузка давления в системе отопления – при увеличении нагрузки свыше 2 мБар, стенки теплообменника выгибаются, со временем теряют прочность.
• Срок эксплуатации стальной топки, не больше 10-15 лет.
  

В виду сложности обработки чугуна, при самостоятельном изготовлении котла, применяется исключительно жаропрочная толстостенная сталь.

Тип теплообменника самодельного котла

От того, как сконструирован теплообменник, зависит КПД и остальные теплотехнические характеристики котла: время прогревания помещения, возможность работы в режиме пиролиза и т.п. Устройство рассчитывается для максимальной аккумуляции вырабатываемого тепла с наименьшими теплопотерями и передачи энергии теплоносителю.

Внешняя водяная рубашка

Если необходимо увеличить КПД, уменьшить вероятность перегрева теплоносителя, за счет более равномерного прогрева, используется теплообменник в виде водяной рубашки.

У данной конструкции есть свои недостатки:

1. Ограничения по давлению в системе отопления.
2. Большие затраты, связанные с ремонтом и обслуживанием.

Встроенный змеевик

В классических моделях котлов, в виде теплообменника, чаще всего используют обычную изогнутую трубку – змеевик. Нагрев осуществляется проточным способом. Теплоэффективность встроенного змеевика меньше чем у водяной рубашки.

Данное решение имеет следующие особенности:

• На эффективность нагрева влияет интенсивность горения.
• Использование змеевика, требует тщательного контроля над температурой нагрева теплоносителя. При перегреве происходит нарушение герметизации змеевика.
• Змеевик можно установить в любую модель, независимо от размеров самодельного котла.
• Второй змеевик, может использоваться для нагрева горячей воды.

Установка встроенного змеевика требует меньших материальных затрат. Водяной контур данного типа, проще в обслуживании, но имеет меньшую теплоэффективность.

Из чего лучше сделать колосники

В стальных котлах, традиционно используются металлические колосники. Сталь не лучшим образом реагирует на чрезмерный нагрев. Поэтому, после нескольких лет эксплуатации, решетку приходится менять. При усовершенствовании твердотопливного котла, стальные колосники часто заменяют на чугунные.

Преимуществ у данного решения несколько:

• Чугун устойчив к выгоранию и деформации – температура плавления не менее 1500°С, что невозможно достичь в бытовых условиях. Чугунные колосники проработают практически без деформации 20-25 лет.
• Применение угля, приводит к усиленному сажеобразованию, что в сочетании с влагой, оставшейся в топливе, образовывает конденсат – сильную кислоту, разъедающую металл. Чугун устойчив к воздействию кислот, чего нельзя сказать о стали.

Колосники из чугуна, несколько увеличивают общий вес котла, что необходимо учитывать при выборе материала.

Материалы для внешней теплоизоляции котла

При сжигании твердого топлива, рабочая температура нагрева, достигает 550°С, у пиролизных агрегатов, превышает 600°С. Теплоизоляция котла, служит для обеспечения безопасности эксплуатации и снижения теплопотерь к минимуму.

При проведении изоляционных работ используют следующие материалы:

• Первичная теплоизоляция – рекомендуется обложить топочную камеру шамотным кирпичом.
• Вторичная изоляция – стенки и дно котла, обкладываются базальтовым негорючим теплоизоляционным материалом. Толщина плиты, варьируется от 4 до 8 см, в зависимости от мощности агрегата.

Базальтовый утеплитель способен выдерживать нагрев, до 1200°С. Большинство производителей твердотопливного оборудования, использует именно такую изоляцию в конструкции котла.

Правильная краска для покраски корпуса котла

Окрашивание корпуса выполняется порошковыми термостойкими красками. Главными требованиями, предъявляемыми к ЛКМ, являются:

• Устойчивость к механическим повреждениям.
• Стойкость к термическому воздействию.
• Отсутствие шелушения, спустя несколько лет эксплуатации.
• Хорошая адгезия.

Современные лакокрасочные материалы, способны выдерживать прямое воздействие огня без потери защитных свойств. При выборе, ориентируются на порошковые краски, прямо предназначенные для окрашивания котлов.

Изготовление твердотопливного котла требует тщательного планирования и теплотехнических расчетов, использования грамотных чертежей, а также, правильного подбора комплектующих и расходных материалов. При соблюдении рекомендаций, у котла, изготовленного своими руками, будут хорошие теплотехнические характеристики и параметры.

Подходящий вариант изготовления прибора своими руками рассчитывается исходя из учёта элементов конструкции.

В системах отопления встречаются аппараты, действующие с конструкциями котлов работающих на газу, твёрдом топливе, электроэнергии.

Устройство теплообменника для систем отопления

Приспособление предназначено для передачи тепла от одного элемента к другому. В роли источника тепла и теплоносителя выступают различная жидкость, газ или пар.

Нестабильные среды разделены материалом с подходящим типом теплопроводности.

Простой пример теплообменника — комнатные радиаторы, в которых источником тепла является вода в системе отопления, нагреваемой средой — воздух в помещении.

В качестве разделяющего материала выступает металл, из которого состоит радиатор. Промежуточный материал, который используется при конструировании, должен обладать высокой степенью теплопроводности.

Хорошим вариантом для конструирования теплообменника будет применение медных элементов. Медь обладает большей в 7.5 раз теплопроводностью, чем сталь. Пластмассовые изделия в двести раз хуже проводят тепло, чем стальные. Сравнивая при одинаковых условиях 1.7 м медного, 12 м стального и 2 тыс. метров пластикового трубопровода получится передача одинакового количества тепла.

Как сделать своими руками

Существует несколько типов теплообменников, каждый из которых обладает особой технологией производства.

Устройство работает по такому несложному принципу горячая жидкость проходит по трубе малого диаметра, через стенки труб передаётся тепло воде, которая расположена в полостях трубы большего размера. Таким способом передаётся тепловая энергия и не перемешиваются жидкости, имеющие неоднородный характер, например, масло и вода. Такой тип агрегатов прост в изготовлении и в эксплуатации.

Инструменты и материалы

• две двухметровые трубы из меди, с различным диаметром — 102 мм и 57 мм;
• два тройника с углами 90 градусов, диаметр должен быть равен трубе большей;
• два коротких отрезка трубы, подходящие к размеру тройника;
• электрическая или газовая сварка, подойдёт и мощный паяльник с припоем для меди;
• болгарка, отрезной диск;
• рулетка.

Процесс изготовления

1. На профиль трубы большего диаметра с двух сторон приваривается тройник, который следует расположить боковой стороной таким образом, чтобы туда вставить трубу меньшего размера.

Справка. При подключении такой конструкции, теплообменник рекомендуется расположить в горизонтальном положении, жидкости должны циркулировать разнонаправленно, это повысит КПД.

1. После того как изделие меньшего диаметра вошло в тройник его проваривают с торцов.
2. К свободным краям тройников привариваются патрубки, которые предназначены для подачи и вывода отопительной жидкости.

Воздушный пластинчатый

Приспособление устанавливается в газовую отопительную систему. Принцип действия заключается в передаче теплоэнергии от газообразного теплоносителя к рифлёной конструкции пластин, которая будет нагревать жидкость в трубопроводе.

А также этот тип устройств подойдёт для передачи тепла от одной жидкости, к другой.

Инструменты и материалы

• оборудование для сварки;
• болгарка;
• два листа из нержавеющей стали (рифлёной), толщина 4 мм;
• 1 лист плоский из нержавейки, толщина 4 мм;
• электроды.

Порядок работ

1. Лист рифлёной стали разрезать на равные квадраты со сторонами 30 см. Для конструкции понадобится 31 квадрат.
2. Из плоского листа нержавеющей стали нарезать ленты. Ширина 1 см, длина 30 см. Общая длина частей должна составить 18 метров — получится 60 шт.

Квадраты из рифлёного материала сварить между собой при помощи полоски 1 см. Соединение проходит через две противоположные стороны квадратов, секции располагаются перпендикулярно друг к другу.

В одном корпусе, имеющем форму куба, должно получиться 15 секций, которые обращены в одну сторону и 15 в другую.

Благодаря рифлёной поверхности происходит эффективная передача тепла от одного носителя к другому без взаимных перемещений различных либо однородных теплоносителей.

Теплообменник водяной для печи

Обыкновенная печь, работающая на дровах способна обогреть целый дом, если её присоединить к отопительной системе на водной основе.

Инструменты и материалы

• метровая труба из стали, диаметр 32.5 сантиметра;
• труба железная — 6 метров, диаметр 5.7 см;
• лист стали 4 мм толщины;
• сварочный аппарат;
• газовый резак.

Порядок работ

1. Метровый отрезок трубы с диаметром 32.5 см поставить в горизонтальное положение на лист из стали и обвести маркером.
2. Отверстие нужного размера вырезать газовым резаком. По макету металлического круга вырезать вторую такую же окружность.
3. В металлических дисках вырезать по пять отверстий с диаметром 5.7 сантиметров. Отверстия должны быть расположены равномерно по отношению друг к другу, также как от середины, так и от края поверхности. Диски приварить к цилиндру трубы и постараться, чтобы отверстия были расположены параллельно.
4. Изделие 5.7 мм нарезать при помощи болгарки, на части по 1 метру. Потребуется пять отрезков.

Фото 2. Схема водяного теплообменника для печи. Представляет из себя цилиндр, внутри которого расположены трубы меньшего диаметра.

1. Каждая часть трубы монтируется в отверстие, нужно чтобы трубы выходили за пределы отверстий на 1 миллиметр. Сваривается приспособление электрической сваркой. В итоге должна получиться конструкция в форме металлического цилиндра, внутри которого расположены трубки меньшего размера. По этому трубопроводу будет идти раскалённый воздух и дым, трубы будут нагреваться и соответственно нагревать жидкий теплоноситель внутри.
2. Чтобы жидкость циркулировала внутри металлической системы в нижней и верхней части следует приварить небольшие отрезки труб. Внизу агрегата через патрубок будет подаваться холодная вода, а через верхний патрубок направляться в отопительный механизм.

Как рассчитать тепловую мощность

Если выбран пластинчатый теплообменник, необходимо учитывать такие факты:

• какая мощность аппарата необходима;
• тип конструкции;
• качество материалов.

Расчёт мощности происходит по следующей формуле:

P = 1,16 х ∆Т / (t x V), где

Р — мощность, которая требуется;

1,16 — специально подобранная константа;

∆Т — разница температур;

t — время;

V — объем.

Продуктивность системы зависит от тока рабочих сред по обоим контурам. Подходящая модель для сборки определяется с учётом объёма помещения, которое нужно обогреть. Чем больше площадь, тем больше понадобится материалов.

Как подключить самодельный теплообменник

Имеются 3 основных схемы подключения теплообменников — параллельная одноступенчатая, смешанная двухступенчатая и последовательная:

• Параллельный тип самый простой и надёжный, потому что нагрев воды происходит непосредственно в аппарате. Теплообменник монтируется параллельно отопительному трубопроводу.
• Двухступенчатая схема разработана для снижения расхода теплоносителя. Это даёт возможность использования тепловой энергии обратной воды в системе отопления.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается о строении и принципах работы теплообменника.

Преимущества и недостатки

Теплообменник для отопления сделанный своими руками, прост в изготовлении, подходит для любых видов теплоносителей, его легко чистить. Скорость движения жидкостей легко регулируется правильным подбором размеров труб. Единственный минус — дороговизна медных строительных материалов.

Твердотопливные котлы уже много лет доказывают на практике свою эффективность. Они выступают разумной альтернативой традиционным печам в отоплении частного дома в тех регионах, где не предусмотрена централизованная подача газа, как основного источника энергоносителя.

Однако, как и любой другой котел, так и твердотопливный агрегат, стоит не так уж и мало, а потому многие владельцы домов и квартир решают вопрос об автономном отоплении своего жилища самостоятельно, то есть делают твердотопливные котлы отопления своими руками.

Рекомендации по организации твердотопливных котлов отопления своими руками

Если собираетесь топить дровами, то лучше сделать топку побольше.

Специалисты рекомендуют всем, кто намерен выполнить котел отопления на твердом топливе своими руками, учесть несколько правил. Во-первых, устройство должно быть абсолютно безопасным. Для этого перед проведением работ нужно ознакомиться с рядом государственных норм и стандартов. Во-вторых, нужно позаботиться об эффективности оборудования. Котел должен производить столько тепла, сколько потребуется для поддержания нормального температурного режима в доме плюс тепловые потери. В-третьих, под любой нагревательный прибор нужно отдельное помещение, то есть котельная.

Есть требования и к топке. В ней должна поддерживаться довольно высокая температура. В некоторых случаях это 500°C, что необходимо для полного сжигания топлива и отходящих газов. Если не соблюсти это условие, то вещества, в которых имеется скрытая энергия (оксиды азота, угарный газ) будут выходить в трубу, а КПД оборудования будет падать. Именно по этой причине самодельные котлы отопления на твердом топливе, их внутренняя часть, выполняется из материалов малой теплопроводности, что позволяет нагнать в топке нужную температуру.

Наружная часть котла, наоборот, выполняется из материалов малой теплоемкости, что повышает безопасность самого агрегата. Тепло, накопленное корпусом, должно быстро отходить в атмосферу. В таком случае исключается вероятность ожогов. С другой стороны корпус малой теплоемкости не будет забирать тепло у топки, что хорошо повлияет на КПД нагревательного элемента. Однако перед тем, как приступать к организации нагревательного элемента, Нужно провести правильный расчет мощности твердотопливного котла отопления. В принципе, он аналогичен расчету мощности электрокотла.

Вопрос о том, какие пропиленовые трубы лучше для отопления беспокоит многих. Есть несколько видов этих изделий, каждый из которых обладает своими характеристиками.

Чем горизонтальная разводка труб отопления отличается от вертикальной? Ответ здесь.

Как быстро рассчитать производительность обогревателя?

Чтобы повысить температуру в топке, крышку нужно хорошо теплоизолировать.

Профессионалы, выполняя расчет мощности твердотопливного котла отопления, руководствуются строительными нормами о строительной климатологии от 1999 года, где приведены все необходимые величины и формулы. Для людей, не имеющих профильного образования, предлагается упрощенный вариант расчета мощности котла. Он проводится по формуле:

W – искомая величина, то есть производительность нагревательного элемента;

q – удельный коэффициент мощности, для каждого региона страны он разный. Его величину можно найти в вышеуказанном нормативном документе;

S – площадь помещения, нуждающегося в обогреве.

Сегодня специалисты несколько подкорректировали форму и тем, кто желает получить эффективные твердотопливные котлы отопления своими руками, полученную в результате расчетов величину увеличить процентов на 15, а лучше 20. В случае с использованием двухконтурного обогревательного прибора также делается поправка мощности на приготовление горячей воды.

О теплообменнике котла

После того, как был проведен расчет котла отопления на твердом топливе, нужно определиться с типом теплообменника, с его конструкционным материалом и емкостью.

Теплообменник можно выполнить из:

Чугунный теплообменник стоит дешевле, по сравнению со стоимостью стального. Однако чугун имеет большую теплоемкость, что является минусом, так как с ним сложно будет поднять температуру в топке до нужных 500°C (для полного сгорания топлива и газов). Малая теплопроводность чугуна снизит КПД оборудования, потому что теплота от реакции горения будет передаваться теплоносителю не в полном объеме, а будет отходить вместе с продуктами сгорания в трубу.

Специалисты рекомендуют, выполняя котел отопления на твердом топливе своими руками, брать на конструкционный материал теплообменника жаропрочную или жаростойкую сталь. Но для ее обработки нужны производственные условия, а потому чаще всего применяют обычную, конструкционную сталь, с ней легче работать. Только не забывайте, что температура обратного потока, поступающего в нагреватель, не должна опускаться ниже +65°C. В противном случае на стальном теплообменнике выпадает кислотный конденсат из отходящих газов в топке, что приводит к поражению стали ржавчиной.

Правильно спроектированный котел с принудительной циркуляцией в случае отключения электроэнергии должен перейти в термосифонный режим. Это означает, что он работает на малой мощности, но способствует гравитационному перемещению теплоносителя.

Для предотвращения образования конденсата на теплообменнике самодельные котлы отопления на твердом топливе должны оснащаться либо перепускным клапаном для подмеса горячей воды из подающей трубы в холодную обратку (вариант подойдет для агрегатов, мощностью до 12 кВт), либо элеваторным узлом (для оборудования высокой производительность, работающего под давлением).

Отопительный котел на твердом топливе своими руками можно оснастить следующими типами теплообменника:

• с вертикальными или горизонтальными регистрами;
• с проточным или противоточным движением теплоносителя.

Регистр-теплообменник с горизонтальной циркуляцией теплоносителя.

Горизонтальный регистр в исполнении проще, однако, здесь возникает вероятность неправильного (обратного) движения теплоносителя, а потому рекомендуется выполнять теплообменник с вертикальными регистрами.

Регистр с вертикальной циркуляцией теплоносителя.

С точки зрения эффективности выгоднее всего использовать регистр с противоточным движением теплоносителя. Такое отопление частного дома твердотопливным котлом своими руками будет наиболее эффективным. В этом случае горячий газ и теплоноситель движутся по одной оси, но в противоположном друг другу направлении, что обеспечивает хороший теплообмен. Как результат – высокий КПД нагревательного элемента.

Выбираем тип твердотопливного нагревательного элемента

Самый экономичный твердотопливный котел отопления – это пиролизный тип или прибор верхнего горения. Для самостоятельного изготовления первый вариант сложен. Прибор верхнего горения несколько проще спроектировать, но здесь чертежи и расчеты должен выполнять специалист, что стоит немалых денег. Именно потому люди, которые хотят недорогие котлы отопления на твердом топливе, должны обратить внимание на конструкции традиционного строения.

Прежде чем приступать к проектированию, также нужно учесть, какой тип энергоносителя в регионе считается самым доступным. Если это дрова, то топочная камера должна иметь большие размеры. Ведь обеспечить нормальный температурный режим в доме может только большой объем древесины. В случае с маленькой топкой энергоноситель нужно будет постоянно подкладывать, что не очень удобно.

Если в качестве основного топлива планируется использование угля, то топку можно сделать маленьких размеров, таким образом, сэкономив на конструкционных материалах. Уголь отличается энергоэффективностью и его большое количество в топке может повысить температуру теплоносителя до критического уровня, что может повлечь за собой аварию.

Стандартная прокладка труб отопления в частном доме выполняется открытым методом, но есть и другие варианты.

О том, при каком методе прокладки проще заменить трубы отопления в квартире читайте здесь.

Делаем котел своими руками

Так как самые экономичные отопительные котлы на твердом топливе – это пиролизные агрегаты, рассмотрим схему и варианты выполнения данного типа оборудования.

Подробная схема изготовления тт нагревателя.

Согласно полученной схеме, получится котел, изображенный ниже:

Обратите внимание на электронный дисплей в верхней части. Его наличие означает что агрегат энергозависимый.

Для успешного выполнения работы понадобятся следующие инструменты:

• листы жаропрочной стали толщиной 6 мм;
• трубы из того же материала различного диаметра;
• вентилятор;
• терморегулирующее устройство;
• болгарка;
• шлифовальный круг;
• отрезной круг;
• сварочный аппарат постоянного тока;
• электроды.

Дешевые котлы отопления на твердом топливе выполняются, согласно инструкции на видео:

Выполняя работы необходимо помнить, что самодельный котел должен оснащаться ограничителем, при помощи которого можно контролировать поступление воздуха в камеру сгорания топлива. Он выполняется из трубы, диаметром 70 мм. Его длина приравнивается длине корпуса нагревательного элемента, плюс по 5 см с каждой стороны. В нижней части ограничителя должен присутствовать стальной диск, диаметром 40 мм, таким образом, между ним и стенками трубы получается отверстие. Вторым концом ограничитель крепится к корпусу котла. Для этого в стенке проделывают отверстие нужного диаметра.

Загрузочная камера делается прямоугольной формы. Закрывать ее должна дверка, с дополнительным усилением из стальной пластины. Это продлит срок службы изделия и обеспечит плотное прилегание дверцы. Теплообменник изготавливают изогнутой формы. Это повысит уровень теплообмена между горячим газом и теплоносителем в системе отопления. Ведь экономичные котлы отопления на твердом топливе должны отличаться высоким КПД.

Твердотопливный котел своими руками – это реальность

Выполнить твердотопливный котел своими руками может любой человек, который владеет техникой работы со сварочным аппаратом и болгаркой. Прежде чем приступать к работе, нужно выбрать оптимальный тип нагревательного элемента, выполнить правильный расчет мощности котла отопления на твердом топливе, подобрать нужный конструкционный материала, определиться с видом теплообменника.

В обязательном порядке в ходе работ следует руководствоваться государственными стандартами относительно безопасности и эффективности теплового оборудования. Выполнять котел нужно по заранее созданному чертежу, для создания которого можно привлечь специалиста.

Читайте также:

  
• Отрыв кузова от рамы дискавери 3 своими руками
  
• Юрий сербин картофелесажалка своими руками
  
• Робот мусорщик своими руками
  
• Палитра для акварели своими руками
  
• Люстра штурвал своими руками