Устройство и особенности самодельного котла длительного горения

Один из главных плюсов твердотопливного котла длительного горения — отсутствие необходимости часто загружать топливо.

Нужно проводить загрузку дров один раз в 30 часов, а угля – один раз в 5 дней. Такой показатель является средним, ведь есть твердотопливные приборы сверхдлительного горения. В них топливо загружают раз в месяц. Их конструкция очень сложная и изготовить их своими руками практически невозможно. Однако стандартный котел длительного горения на дровах хозяин дома может сделать без особых сложностей.

Устройство

1. Корпус в виде цилиндра. Он является камерой для сгорания.
2. Дверка для загрузки дров.
3. Зольная дверка.
4. Распределитель воздуха. Он представляет собой большой металлический круг с отверстием посередине. Он своим весом прижимает дрова и по мере их сгорания опускается вниз.
5. Труба подачи воздуха. Она присоединена к центру распределителя воздуха. Она всегда выходит через верх корпуса котлов на дровах. Наверху находится заслонка для регулирования подачи воздуха.
6. Дымовая труба.
7. Теплообменник. Он может устанавливаться на дымовую трубу, а может быть сделан в виде водяной рубашки.

Особенности корпуса

Чтобы корпус в форме цилиндра способствовал высокому КПД, нужно соблюсти такие рекомендации:

1. Отношение высоты к внутреннему диаметру должно составлять от 3:1 до 5:1. При этом величина диаметра должна колебаться в рамках 30-80 см. Если твердотопливный агрегат будет иметь слишком малый внутренний диаметр, то воздух не сможет вступать в реакцию с горючим должным образом, поскольку будет быстро выводиться через дымоходную трубу. КПД сильно упадет. Когда котел на дровах будет иметь очень большой диаметр, то центральная часть топлива будет сгорать быстро, а края медленно. Из-за этого по центру появится яма, в которую сядет распределитель воздуха, и сгорание дров остановится.
2. Стенка корпуса должна составлять 4-6 мм. Это правило касается тех случаев, когда изготавливаются твердотопливные приборы из конструкционной стали. Если для производства будет использоваться жаростойкая сталь, то оптимальной ее толщиной является 2,5 мм.

Неправильная толщина стенки обернется такими последствиями:

1. Если бытовые котлы на угле буду иметь слишком тонкую стенку, то через нее будет быстро проходить тепло. Отходящие газы после прохождения через щель между корпусом и распределителем воздуха станут холоднее 400 °С, и их сгорание будет неполным. Из-за этого стенки топочной камеры начнут покрываться плотным нагаром, а на стенках дымохода сформируется очень сильный конденсат.
2. Если твердотопливный агрегат будет иметь слишком толстые стенки, то сильно возрастет его тепловая инерция. Вода в рубашке начнет кипеть. Ситуацию не спасет даже перекрытие трубы, подающей воздух.

Лучшими материалами для изготовления корпуса являются:

1. Газовый баллон промышленного назначения. Он имеет стенки с необходимой толщиной. В нем не нужно делать дно. Округлый верх способствует лучшему дожиганию дымовых газов. Твердотопливные котлы длительного горения из баллона имеют мощность, равную 12-15 кВт.
2. Труба с большим диаметром. В этом случае не нужно сгибать своими руками лист металла.

Каким должен быть распределитель воздуха

Эффективные твердотопливные устройства должны иметь распределитель воздуха с такими особенностями:

1. Величина диаметра составляет 90% от внутреннего диаметра корпуса.
2. Наличие приваренных снизу ребер из П-образного профиля (для широких конструкций) или полос металла, которые расходятся от центра и закручены по часовой стрелке (для узких корпусов). На полосы металла стоит наваривать звездочку с радиусом, который равен четверти радиуса трубы, и отверстием с радиусом, который равен трети радиуса воздуховода. Высота ребер зависит от диаметра корпуса. Если дровяной котел имеет диаметр 60-80 см, то высота ребер должна составлять 10% от диаметра. Для 15-см радиуса корпуса ребра должны иметь высоту 4 см.
3. Низ трубки, подающей воздух, находится на уровне нижних точек ребер.
4. Толщина блина для корпусов с малым радиусом должна быть большой, а для конструкций с большим радиусом – малой.

Котлы отопления на твердом топливе должны иметь блин с такой толщиной:

• 6-10 мм, если внутренний диаметр (D) составляет 30 см;
• 6-8 мм, если приборы длительного горения на угле будут иметь D, равный 40 см;
• 4-6 мм, если D равен 60 см;
• 2,4-4 мм, если дровяные устройства будут иметь D = 80 см.

Особенности воздуховода

Для изготовления этого элемента своими руками нужно определить его внутренний диаметр и высоту. Первый показатель определяется исходя из площади дымохода. Формула расчета такова: d = (0,5-0,55) * ((4S/π)^0,5). Дровяные котлы с радиусом 15 см и высотой 90 см должны иметь дымоход с площадью 175 кв. см. Диаметр отверстия для дымохода — 15 см. Воздуховод для устройства с такими размерами нужно делать из трубы, диаметр которой составляет 8 см.

Высоты трубки, которая должна подавать воздух внутрь системы, должна быть больше высоты агрегата на дровах. При этом она должна выступать над воротником на 15 см. Высота воротника зависит от эксплуатационного зазора между трубой и воротником. Зазор не должен превышать 2,5 мм. Высота воротника определяется, как произведение зазора и числа 80. Если двойной зазор равен 2 мм (в расчет берут цифру, разделенную на 2), то воротник должен иметь высоту 1х80 = 80 мм.

Дверцы и их размеры

Самодельные котлы на твердом топливе наиболее просто оснащать двойными дверками. В их середине находится слой базальтового картона или листового асбеста. Горловина должна быть выступающей и прямоугольной. Благодаря этому можно избавиться от зазоров, которые образуются, если делать дверку своими руками с одного листа металла. Такие зазоры нежелательны, поскольку дровяной прибор теряет КПД.

Низ топочной дверки бытового устройства для дачи или загородного частного дома нужно размещать на высоте, которая равняется сумме двух третьих высоты корпуса, высоты ребер распределителя воздуха и толщины блина. К полученной цифре добавляют 3 см.

Размеры топочной дверки должны быть такими:

1. Высота — треть высоты корпуса без толщины блина, высоты ребер и 2 см.
2. Ширина — четверть длины окружности топочной части. Для расчетов берется внешний диаметр топочного корпуса системы.

Водяная рубашка

Дровяной агрегат должен иметь хорошо отцентрированную водяную рубашку. В любом месте расстояние между ней и жаровым корпусом должно быть одинаковым. Достичь такого результата можно благодаря уголку. Его нужно приварить к корпусу, выгнув своими руками в форме круга. Система предусматривает два уголка: один внизу, другой вверху.

Особенности водяной рубашки бытового аппарата для отопительной системы:

1. Внутреннее расстояние от корпуса до ее стенки должно составлять 4-6 см.
2. Толщина листового металла может составлять 2,5 мм. Если хочется сделать рубашку своими руками более правильно, то нужно учитывать, что на 1 мм должно приходиться на 1 бар эксплуатационного давления. При условии, если рубашка не выше 2 м.

Рубашку можно сделать из листового металла или попытаться найти подходящую трубу.

Изготовление

Дровяные котлы для отопления делают так:

1. Отрезают необходимый для корпуса отрезок трубы.
2. Вырезают отверстия для дверок и дымохода. Последний должен находиться возле верха на расстоянии, равном высоте распределителя воздуха с ребрами плюс 2 см.
3. Вырезают днище и верх. В центре верха вырезают отверстие.
4. Вырезают блин и приваривают к нему ребра. По центру делают отверстие. Приваривают трубу для подачи воздуха. Делают в ней заслонку.
5. Приваривают днище, вставляют распределитель воздуха, приваривают верх.
6. Фиксируют уголки и водяную рубашку.
7. Приваривают горловины и дверцы.

Похожие статьи:

Изготовление котла длительного горения Выбор твердотопливного котла длительного горения Изготовление котла длительного горения с водяным контуром Особенности котла верхнего горения