Котел на дровах устройство

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.

По своему конструктивному исполнению самодельные дровяные котлы могут быть различными. От их устройства зависит эффективность обогрева и простота эксплуатации. Решив сделать все своими руками, стоит сначала обратить внимание на самую простую конструкцию. Пиролизные дровяные котлы требуют наличия определенных знаний и навыков. Хотя их КПД значительно выше.

Обыкновенный котел

Сначала разберем, как изготовить простой дровяной котел своими руками. Модель представляет собой два цилиндра, помещаемых друг в друга. Первый используется в качестве топки. При горизонтальном расположении он может изнутри обкладываться огнеупорным кирпичом.

Второй выступает в качестве конвекционного носителя или используется для подогрева теплоносителя. Закладка дров производится непосредственно в топку.

Подручные материалы

Для уменьшения объема сварочных работ можно использовать толстостенную трубу или бочку. Возможно также использование других подручных материалов.

Сваренную из толстого листа прямоугольную топку можно без труда разместить внутри цилиндрической емкости.

Особенности конструкции

В дровяном котле предусматривается поддувало для притока свежего воздуха и дымоход для отвода отработавших газов. Поддувало располагается в нижней части трубы и позволяет нижнему ряду дров тлеть, вырабатывая дополнительное тепло. Закладка дров в самодельные котлы производится через верх. Для этого подготавливается специальный люк.

Чтобы каждая заложенная стопка дров горела как можно дольше, часто предусматривается специальный груз, выполняемый в форме диска с лопастями и отверстием, имеющим диаметр 20 мм. При надавливании груза происходит сжимание горящего топлива. При этом объем поступающего воздуха значительно сокращается, так как он может проходить только через имеющееся отверстие.

Способ подключения

К системе отопления такой котел можно подключить двумя способами:

• врезав трубы с водой прямо в бочку. Циркулируя между трубами, она будет нагреваться, чтобы затем, поступив в систему отопления, нагревать радиаторы;
• врезав дымоход в бак с теплоносителем. Отработавшие горячие газы будут поступать в емкость, постепенно нагревая теплоноситель.

Пиролизный котел

Принцип действия твердотопливных пиролизных котлов, работающих на дровах, основан на разрушении древесины под действием высокой температуры при низком содержании кислорода. Они используются для длительного обогрева помещений различного назначения.

Такой котел состоит из двух камер. Первая используется для загрузки топлива. Во вторую попадают отработавшие газы и вторичный воздух для длительного горения. Сделать такой агрегат своими руками сложнее, чем обычный, но можно.

Основные элементы прибора

Дровяной котел изготавливается из металлической бочки. Желательно емкостью 200 литров. Крышка у бочки срезается и к ней приваривается бортик. Из массивной заготовки или любого другого утяжелителя изготавливается круглый поршень. Его диаметр должен быть немного меньше внутреннего диаметра бочки.

В крышке вырезается отверстие для установки воздуховодной трубы диаметром 100 мм. По высоте труба минимум на 20 см должна быть выше бочки. Сбоку в бочку вваривается дымоходная труба. Для нее также используется прокат диаметром 100 мм.

Воздуховодная труба приваривается к поршню. На верхнем торце трубы предусматривается заслонка, регулирующая количество поступающего воздуха. К нижней части поршня привариваются ребра, используемые для утрамбовки топливной массы.

Принцип работы

В процессе эксплуатации котла дрова загружаются непосредственно в топку и поджигаются. Сверху устанавливается крышка с поршнем. По мере сгорания топлива поршень станет опускаться вниз, нагнетая давление в нижней камере. За счет этого и минимального количества кислорода дрова начнут медленно тлеть.

Выделяющийся при пиролизе газ поступит в верхнюю камеру, температура в которой может достичь 900C. Через дымоход остатки продуктов горения удаляются в атмосферу.

Такие самодельные котлы, изготовленные по всем правилам, способны на одной закладке проработать больше суток из-за длительного горения.

Готовим материал и инструменты

Приступая к изготовлению котла на дровах своими руками и стремясь выполнить все в кротчайшие сроки, стоит позаботиться о наличии:

• схемы будущего котла;
• стальных труб различной длины, диаметра (400, 500, 100 и 150 мм);
• стального листа толщиной минимум 4 мм;
• проката для изготовления ножек;
• двухсотлитровой бочки;
• термостойкой смеси, используемой при кладке печей и каминов;
• сварочного аппарата;
• электродов подходящей марки и размера. Как правило, для выполнения сварочных работ используются электроды диаметром 3 – 4 мм;
• болгарки.

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)

Для корпуса потребуется цилиндр с герметичным дном диаметром 400 мм и длиной 1000 мм. Размеры могут быть иными, в зависимости от имеющегося свободного пространства, но достаточными для закладки дров. Можно использовать готовую бочку или приварить к стальному толстостенному цилиндру днище.

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.

В нынешние времена мало кто из домовладельцев готов приобретать отопительную технику, не разобравшись досконально, за что он платит свои кровные. Это касается и твердотопливных котлов, чей ассортимент достаточно широк. Но одному человеку достаточно знать технические характеристики оборудования, а другому важно понять принцип работы того или иного теплогенератора. Представляем вашему вниманию существующие на данный момент схемы твердотопливных котлов с описанием их работы. Они могут различаться в деталях у разных изделий, но на общий принцип это не повлияет.

Классические твердотопливные котлы

Это самый распространенный вид отопительных установок, сжигающих твердое топливо, их еще называют котлами прямого горения. В силу простоты конструкции данные агрегаты – самые дешевые из всех и потому приобретаются домовладельцами чаще всего.

Также популярны они и среди мастеров – самодельщиков, оттого и чертежи по изготовлению традиционных теплогенераторов отыскать несложно. Агрегаты можно условно разделить на 2 типа:

• энергонезависимые, работающие на естественной тяге дымохода;
• наддувные, с принудительным нагнетанием воздуха.

Первые функционируют по принципу обычной печи, только «одетой» в водяную рубашку. Объемная топливная камера располагается над зольником, отделяемая от него колосниками. Воздух из помещения поступает в топку через заслонку в дверце зольника и колосниковую решетку. Его количество регулирует термостат с цепным приводом, ориентирующийся на температуру воды в рубашке котла и управляющий воздушной заслонкой механически. Для лучшего восприятия процесса ниже показана схема твердотопливного котла:

Дымовые газы, выделяющиеся в топке, проходят через жаровые трубы теплообменника, омываемые снаружи водой. В зависимости от конструкции отопителя, продукты горения могут совершить 2 или 3 хода по газоходам, интенсивно обмениваясь теплом с водяной рубашкой. Отдав свою теплоту, газы покидают агрегат посредством дымохода.

Примечание. В приведенной схеме теплогенератора жаровые трубы расположены горизонтально. Есть модели и с вертикальными газоходами, но решающего значения это не имеет.

Энергонезависимые твердотопливные агрегаты не могут похвастать высоким КПД, максимум – 70%. Длительность горения зависит от объема топливника и режима работы, хотя настоятельно рекомендуется использовать их совместно с теплоаккумулятором. Второй тип котлов – более продуктивный, их КПД достигает 75% за счет принудительной подачи воздуха вентилятором. Устройство такой установки хорошо отражает схема работы твердотопливного котла, представленная ниже:

Котлы длительного горения

Данные агрегаты по эффективности не лучше традиционных, их показатели примерно такие же: у атмосферных котлов – до 70%, у наддувных – до 75%. А вот продолжительность горения с одной закладки дров или угля у них и вправду увеличена. Это достигается благодаря следующим техническим решениям:

• увеличенные размеры топливной камеры, куда вмещается вдвое больше дров, нежели в обычный котел;
• способ сжигания нетрадиционный – сверху вниз.

Такие теплогенераторы имеют цилиндрическую форму, поскольку реализовать идею в прямоугольном корпусе вряд ли возможно. Топка наполняется дровами доверху, разжигается сверху, а затем на них с помощью телескопической трубы опускается груз с отверстием для прохода воздуха. По мере прогорания груз опускается, из-за чего воздух все время подается непосредственно в зону пламени. На иллюстрации ниже изображена схема твердотопливного котла длительного горения:

Воздух проходит по телескопической трубе тоже сверху вниз, побуждаемый естественной тягой дымохода либо нагнетаемый вентилятором. Конструкцией не предусмотрен теплообменник, процесс нагрева теплоносителя происходит напрямую, хотя дымовые газы тоже успевают отдать часть своего тепла. Благодаря описанному способу сжигания котел и система отопления могут работать с одной загрузки древесины до 12 часов, а угля – до 2 суток.

Пиролизные котлы

Принцип действия данных теплогенераторов основан на раздельном сжигании в двух камерах, сообщающихся между собой через форсунку из огнеупорного кирпича. В первичной камере, расположенной сверху, тлеют дрова при ограниченной подаче воздуха вентилятором. В результате происходит процесс пиролиза, иначе – газификации, при котором выделяется смесь горючих газов. Она перемещается во вторую камеру, где и дожигается при поступлении вторичного воздуха. Рабочая схема пиролизного котла, работающего на твердом топливе, выглядит следующим образом:

Дымовые газы из вторичной топки попадают в жаротрубный теплообменник в виде вертикальных газоходов, окруженных водяной рубашкой. Там они остывают, передавая тепло воде, и покидают котел через дымоходный патрубок. Производительностью вентилятора управляет электронный блок – контроллер, ориентируясь на показания датчиков давления и температуры.

В целом теплогенератор имеет неплохие показатели эффективности – порядка 80%, но при этом агрегат существенно дороже классического. Кроме того, котел показывает высокий КПД только при работе на сухих дровах, хотя это утверждение справедливо и для других твердотопливных агрегатов.

Котлы на пеллетах

Эта группа теплогенераторов – самая прогрессивная из всех, хотя и самая дорогая. Недешево обойдется как сам отопитель, так и его установка с подключением. Но пеллетные котлы стоят своих денег: они эффективны (КПД – до 85%), полностью автоматизированы и лишены инертности, присущей остальным твердотопливным «собратьям». Поскольку запаса топлива в бункере хватает на 3—7 дней работы, то их можно смело отнести к агрегатам продолжительного горения.

Конструктивно установки схожи с газовыми отопителями, поскольку снабжаются горелками двух типов: ретортной и факельной. На рисунке представлен чертеж твердотопливного котла длительного горения на пеллетах с разными типами горелок:

Организация теплопередачи здесь такая же, как и в других теплогенераторах, — с помощью жаротрубных теплообменников. Высокая эффективность достигается за счет другого: сухого качественного топлива и контролируемого автоматикой сжигания. Но если попадутся влажные либо рыхлые пеллеты, то и КПД агрегата резко снизится.

Для справки. По такому же принципу действуют и автоматические угольные котлы, только горелки в них бывают одного типа – ретортные.

Немного о контурах для ГВС

В силу своих особенностей любые твердотопливные отопители мало приспособлены для прямого нагрева воды на нужды ГВС. Тем не менее некоторые производители все же встраивают в свои изделия второй контур в виде змеевика. При этом схема двухконтурных твердотопливных котлов бывает разной, змеевик может располагаться внутри водяной рубашки и прогреваться от теплоносителя. В других моделях его помещают внутрь топливника либо над ним.

Оптимальный вариант – не помещать теплообменник внутрь дровяного теплогенератора, а готовить воду в бойлере косвенного нагрева, что будет служить одновременно и тепловым аккумулятором. Но приобрести подобное оборудование не всем под силу, поэтому пользователям все еще интересны двухконтурные агрегаты, хотя обеспечить все потребности в горячей воде они вряд ли смогут. Ниже представлена схема установки котла функцией подогрева воды для ГВС:

Заключение

Как видите, устройство и принцип работы теплового оборудования на твердом топливе может весьма различаться. Необходимо отметить, что для удобства схемы различных котлов представлены в порядке удорожания конструкции. Вам остается только обработать эту информацию и сделать для себя правильный выбор.

Стоимость газа и электричества повышается, а экономить на тепле при российском климате невозможно. Альтернативным вариантом является обогрев с помощью дров либо древесных отходов. Кроме того, есть населенные пункты, где обогрев с помощью дровяной печи – единственный возможный вариант. Но старомодные печки – это прошлый век. Чтобы обеспечение теплом было экономным и безопасным, важно правильно подобрать и установить современный котел на дровах.

Устройство и принцип работы

В каждом отопительном котле обязательно есть камера горения, теплообменный элемент, зольник и дымоход. Самый простой аппарат представляет собой печь, оснащенную резервуаром с водой. Она нагревается при сжигании древесины и направляется в контур отопления.

Работает отопительное оборудование следующим образом:

1. Дрова загружают в топочную камеру, где они сгорают и отдают жар теплообменнику.
2. К теплообменному устройству подключаются трубы, предназначение которых – подача горячей воды в общую отопительную систему. Она оборудована батареями, расширительным баком и патрубками. Помимо подогрева жидкости агрегат отапливает помещение, где он установлен.
3. При горении дров появляется дым, отводящийся посредством трубы на улицу. При этом идет оседание сажи на стенках. Ее значительное количество в дымоходе приводит к уменьшению тяги и увеличению опасности возгорания.
4. Подача холодной и отвод горячей воды из теплообменного элемента производится при помощи патрубков. На аппаратах нового поколения установлены автоматические системы, по максимуму упрощающие обслуживание котлов для дома на дровах.

Очищение дымоходов проводится при помощи особых отверстий, называемых закрытыми заслонками. Для этой цели используются щеточки и ерши. Также в дрова можно добавить состав, при сгорании очищающий дымоход изнутри.

Преимущества и недостатки

Современные котлы для отопления на дровах для дома отличаются повышенным КПД – порядка 80 процентов. Помимо этого, у современных агрегатов много других преимуществ:

• для монтажа не требуется получать разрешение газовщиков и пожарных, а также уведомлять соседей;
• есть модификации, которые приспособлены для работы не только на дровах, но и на пеллетах, угле;
• нередко аппараты оснащают варочными плитами для приготовления либо разогрева пищи;
• комбинированные устройства позволяют не только обогревать жилище, но и греть воду.

Наиболее важные плюсы – независимость от электроэнергии и экономичность. Стоимость дров приблизительно вдвое меньше природного газа. Отопление электрическими аппаратами еще более дорогостоящее в сравнении с газовым.

Есть у дровяных агрегатов и свои недостатки. В дешевые котлы приходится добавлять топливо каждые 2–4 часа. Помимо котельной, требуется место, где будут храниться дрова.

На производительность дровяных котлов оказывает влияние, какого вида и качества топливо. Если предусматривается лишь обогрев дровами, не допускается применять торфяные брикеты и уголь. Также не разрешается применять недостаточно сухие дрова – при горении они выделяют много пара и сажи.

Разновидности котлов на дровах

Подразделяют твердотопливные устройства по типу горения. У простых котлов КПД не слишком большой, а затраты топлива – значительные. В основе работы современных устройств использован принцип длительного горения. Он подразумевает ограничение доступа кислорода во время сгорания древесины. Фактически дрова тлеют, а не горят, при этом образуя больше тепла. Возможно регулировать выделяемую мощность. Особенностью является то, что одной партии топлива в среднем хватает на 20–22 часа, время зависит от величины топочной камеры.

Модели, работающие по методу пиролиза, тоже относят к категории оборудования продолжительного горения. Их отличие заключается в разделении топлива на твердый остаток и пиролизный газ, который накапливается в соседней с топкой камере. За счет этого КПД повышается до 85 процентов, а объем золы снижается до 7–15 процентов. У газогенераторных котлов есть лишь один недостаток – требуется топливо камерной просушки, иначе работа агрегата в нормальном режиме будет невозможной.

Подразделяются домашние котлы и по числу контуров, нагревающих воду. Они бывают одноконтурными и двухконтурными.

Первый тип предназначается только для обогрева помещений. Второй используется еще и для горячего водоснабжения. Для этого в топочном отсеке установлены два змеевика.

Одноконтурные котлы также можно применять для обеспечения жильцов дома горячей водой. Для этого к ним подсоединяются водонагреватели косвенного нагрева. Но при этом есть минус – необходимость покупки дополнительного оборудования.

Критерии выбора

При выборе котла стоит учесть следующие показатели:

Обогреваемая площадь. Примерные расчеты эффективности выполняют по формуле 1 кВт = 10 кв.м. К примеру, в центральной части России для отопления дома, площадь которого 150 кв.м, требуется устройство с мощностью 15 кВт. Для более холодных регионов нужен агрегат мощнее. Чтобы обогреть аналогичный дом в Сибири, стоит взять устройство мощностью на 30 процентов больше. При подсоединении второго водяного контура для ГВС нужно добавить к итоговому значению еще 15–20 процентов.

Кроме технических показателей, понадобится определиться с маркой дровяного котла и стоимостью. Хорошим вариантом в отношении цены и функциональности станет одна из модификаций котла «Куппер». Их достоинство также в компактности, что позволит разместить устройство на маленькой площади.

Особенности установки

Отопительный котел, работающий на дровах, можно поставить в любом месте, если оно отвечает технологическим и пожарным нормативам. Под котельную подходит техническое помещение с потолками выше 2,2 м, площадью 8–12 кв.м. Должна быть установлена приточная и вытяжная вентиляция, проведен свет. Для внутренней отделки подходят только негорючие материалы. Можно смонтировать котел в подвальном помещении, но с условием, что оно сухое.

При установке также нужно учесть:

• Дровяной котел монтируют на прочный фундамент. При подсоединении устройства из чугуна понадобится соорудить бетонное основание.
• Чтобы не допустить случайного воспламенения во время загрузки топлива, основу из дерева в направлении открытия дверцы топки закрывают листом металла либо асбестоцемента.
• Монтаж агрегата осуществляют в месте, где его будет удобно обслуживать. Все элементы должны быть в свободном доступе.
• Дрова должны храниться в соседнем помещении.
• Установку дымоходной трубы выполняют, следуя требованиям пожаробезопасности при монтаже. Все части, которые нагреваются и проходят через плиты перекрытия и кровлю, изолируют. На выходную часть дымохода ставят искрогаситель.

Если агрегату по конструкции необходимо подсоединение к электрической сети, используют стабилизатор напряжения и источник бесперебойного питания. Автоматику подсоединяют от щитка посредством автоматических выключателей и УЗО. В целом монтаж не сложен, его вполне возможно произвести своими руками.

Правила эксплуатация дровяных котлов

В процессе пользования дровяным котлом для отопления частного дома соблюдайте меры предосторожности:

• не оставляйте работающее оборудование долгое время без присмотра во избежание перегрева;
• работая с топкой, не забывайте надевать рукавицы, защищающие от ожогов;
• не допускайте к котлу детей.

Важно складировать дрова не ближе чем в метре от топки, а лучше в специально оборудованном помещении.

Для эффективной работы дровяного отопителя необходимо постоянно заготавливать значительные партии топлива, хранить его в условиях низкой влажности. Однако можно быть уверенным, что в доме будет тепло даже при перебоях поставки электричества или газа.