Как сделать жаротрубный котел

Обновлено: 17.05.2024

Устройство и виды жаротрубных котлов

Жаротрубные котлы являются одними из самых распространённых отопительных агрегатов благодаря своей простой конструкции, надёжности, возможности улучшения эксплуатационных характеристик. При компактных размерах они вырабатывают высокую тепловую мощность и при этом полностью безопасны. Кроме того, доступны для выбора несколько типов конструкций, среди которых можно подобрать оптимальный вариант под доступное топливо и экономить на обогреве.

Устройство и принцип работы

Жаротрубные водогрейные котлы работают по принципу передачи тепловой энергии от сгораемого топлива теплоносителю, циркулирующему в теплообменниках. При этом для парообразования достаточно температуры до +115 0 С и рабочего давления до 0,7 кгс/см 2 . Средняя мощность теплового потока составляет 1,3 МВт/м 3 .

Сгорание топлива происходит в топочной, которая со всех сторон, кроме лицевой, охлаждается водяной рубашкой. Для выхода дыма установлен пучок труб, которые позволяют его вывести за пределы котла. В качестве топлива может использоваться газ, дрова, уголь, мазут, дизель.

При нагреве воды часть объёма переходит в пар, который скапливается в верхней части ёмкости в специальной камере, подключённого к отопительной системе.

Благодаря простому принципу работы жаротрубного котла он имеет относительно простую конструкцию. Корпус может иметь практически любую форму, но большинство производителей изготавливают его в основном в виде цилиндров. В торцевой части расположена топочная, а с противоположной стороны – система отвода дыма. Воздух для поддержания горения нагнетается при помощи электровентилятора, расположенного фронтально.

Над топочной камерой расположены по периметру теплообменники, которые заполнены теплоносителем и имеют плотный контакт с дымоотводом. Они выполнены в виде горизонтальных трубок небольшого сечения для увеличения эффективности нагрева воды.

Трёхходовой жаротрубный котёл ТТ-100

Наибольшее распространение получил трёхходовой жаротрубный котёл, отличие которого от описанной конструкции (одноходовой) состоит в наличии трёх ходов для отвода дыма, расположенных над топочной. Первым ходом является сама камера сгорания, вторым и третьим – ходы, расположенные сверху друг над другом. Тяга в каналах обеспечивается при помощи вентилятора и/или за счёт естественных воздушных потоков через вентиляционные отверстия или колосники.

Трёхходовой жаротрубный котёл позволяет понизить температуру нагретого дымового газа с +1000 0 С до +250 0 С, то есть основная часть тепла будет передана теплоносителю. По этой причине уровень воды весьма нестабилен и его достаточно сложно контролировать. Поэтому в устройстве используется сепаратор, отделяющий воду от пара, в результате чего капли не попадают в отопительный коллектор.

Для улучшения эксплуатационных характеристик и автоматизации процесса нагрева теплоносителя производители устанавливают следующие узлы:

воздухоотводы;
манометр, показывающий давление пара;
термометр для индикации температуры нагрева;
блок управления нагревом;
датчики давления теплоносителя;
система защиты от перегревов и аварийных режимов работы.

Виды жаротрубных котлов

Жаротрубные паровые котлы по типу нагрева теплоносителя подразделяются на следующие виды:

паровые, в которых для подогрева используется пар, накапливаемый в отдельном специальном резервуаре;
водогрейные, использующие для нагрева теплоносителя воду, применение пара недопустимо из-за необходимости предотвращения перегрева и деформации стенок корпуса котла.

Преимущества и недостатки

Котлы с жаротрубной конструкцией обладают следующими преимуществами:

высокий КПД, достигающий 92-93% благодаря эффективному распределению тепла и полному отбору мощности от создаваемого теплового потока при сгорании топлива;
отсутствие нагрева внешней поверхности корпуса благодаря использованию водяной рубашки;
высокая теплоёмкость котла и минимальная инерционность нагрева при работе;
стабильные температурные параметры за счёт полного контроля процесса сгорания топлива;
безопасность при эксплуатации: риск взрыва по причине высокого роста давления минимален;
возможность внесения модификаций с целью изменения технических характеристик;
простота конструкции, позволяющая проводить обслуживание и ремонты без привлечения специалистов;
компактные размеры, по сравнению с другими типами котлов с аналогичными характеристиками;
надёжность и долговечность по причине использования жаростойкой стали и минимальному количеству сварных швов;
возможность применения для обогрева объектов, эксплуатируемых в суровых климатических условиях;
средний срок службы от 20 до 50 лет;
отличная ремонтопригодность;
доступность конструкций под использование различных видов топлива.

К недостаткам жаротрубной конструкции относятся:

в случае применения жёсткой воды на внутренних поверхностях образуется неравномерная накипь, которую удалять можно только после разборки, что весьма трудоёмко;
высокое потребление воды;
появление застойных зон теплоносителя из-за малой скорости его циркуляции;
необходимость постоянного контроля состояния и периодического обслуживания, для недопущения аварийных ситуаций;
сложность очистки ходов для отвода продуктов сгорания из топочной камеры;
наличие непрогреваемых участков внутри теплообменников из-за низкой скорости циркуляции теплового потока.

Особенности эксплуатации

В жаротрубных котлах принцип работы основан на подогреве воды и образовании пара, поэтому необходимо использовать воду без примесей и постоянно следить за показаниями датчиков с целью обеспечения стандартных режимов работы. Для подготовки воды рекомендуется применять двухступенчатые натрий-катионные фильтры или обратный осмос с натрий-катионированием.

Кроме того, необходимо выполнять деаэрирование для получения необходимого pH уровня, а также введение специальных химических средств, предотвращающих коррозию металла. Связана эта мера с тем, что при пониженной кислотности воды в ней образуются сульфиты и фосфаты железа, которые стимулируют отложения накипи на внутренних поверхностях. Слой накипи опасен в первую очередь для топочной трубы одно- или трёхходового жаротрубного котла, так как она охлаждается только водяной рубашкой.

Периодичность проверки качества воды через каждые 3-4 суток. Это делает встроенная автоматика или лаборатория. Контролируются следующие параметры:

жёсткость;
электропроводимость;
содержание щёлочи, кислорода и кислородного связующего компонента;
уровень pH.

В этот же период следует проводить частичную или полную продувку объёма для удаления шлама. Для этого в устройстве жаротрубных котлов предусмотрена запорная арматура, расположенная в его нижней части. Некоторые конструкции предполагают не периодическую, а постоянную продувку с количеством удаляемой воды 5-10% от общего объёма.

В процессе эксплуатации, чтобы избежать ремонта жаротрубных котлов, важно следить за их внутренним давлением. Большие объёмы поступающей в ёмкость воды благоприятно сказываются на стабильности давления при резких изменениях потребления пара отопительной системой. Однако термоаккумулирующие свойства жидкости даже при небольших колебаниях давления стремятся привести термодинамическую систему в стабильное состояние за счёт стремительного парообразования. В итоге, получаем опасный рост давления пара, который может привести к взрыву котла.

При использовании твёрдого топлива, в дымоходе образуется сажа, которая ухудшает отдачу тепла водяной рубашке и снижает тягу. Поэтому существенно повышается расход топлива при нагреве до заданной температуры и вырастает инерционность системы. По этим причинам необходимо проводить очистку каналов дымоотвода через 25-30 дней непрерывной эксплуатации.

Ремонт котлов

В случае нарушения герметичности, ремонтируем жаротрубные котлы в такой последовательности:

Изучаем документацию и схемы устройства.
Выполняем поиск проблемного участка и локализуем его.
Проводим зачистку поверхности возле трещины до чистого металла на ширину 15-20 мм.
Выполняем сварочные работы при температуре окружающей среды выше +5 0 С. Применяем электроды толщиной 2,5 мм или 3 мм. Навариваем шов со стороны барабана на 2-4 мм больше, чем от трубы. Направление сварки от середины трещины к краям одновременно с применением двух сварочных аппаратов.
Зачищаем шов до блеска и смотрим на его качество. При необходимости устраняем недоделки: не проваренные участки и раковины.
Проводим испытания котла.

Иногда в устройстве жаротрубных котлов из-за неправильной эксплуатации возникает необходимость замены повреждённого участка. Для этих целей применяют газопламенный способ. При этом размеры повреждённой части должны быть не менее 200 мм или диаметра трубы. Сначала локализуют участок, затем вырезают его болгаркой до сохранившегося по толщине и свойствам металла, после чего зачищают и приваривают латку из такой же по составу стали.

Жаротрубные водогрейные котлы применяют в котельных, для отопления частных домовладений, в промышленности и других сферах. Это обусловлено их высокой эффективностью нагрева и экономным расходом топлива, надёжностью и неприхотливостью в эксплуатации. Устройство жаротрубных котлов относительно простое, поэтому их легко можно отремонтировать даже самостоятельно без привлечения специалистов.

Как сделать котел длительного горения на дровах и угле своими руками

Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь заботят 3 параметра — тепловая мощность агрегата, его цена и длительность горения с 1 загрузки. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Единственный способ сократить затраты – сделать котел длительного горения своими руками либо поручить работу мастерам. Представляем 2 конструкции ТТ-котлов, подробные чертежи и порядок изготовления отопителей.

Как увеличивается длительность горения твердого топлива

Мечта многих домовладельцев – поставить котел на твердом топливе, к которому не придется бегать с дровами каждые 4—6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительной техники применяют приставку «продолжительность горения» ко всем подряд теплогенераторам, в том числе и пеллетным, работающим самостоятельно до 7 суток.

Разновидности классических котлов с увеличенной топливной камерой

Продолжительность процесса горения принято обосновывать использованием режима тления при ограниченной подаче воздуха. Но сжигать дрова и уголь подобным способом неэффективно, и вот почему:

Дровяные и угольные котлы достигают своего КПД 70—75% во время максимального горения. При тлении эффективность агрегата снижается до 40—50% (как у обычной буржуйки).
Тлеющие дрова выделяют мало тепловой энергии. Кому нужен «долгоиграющий» теплогенератор, не обогревающий дом в полной мере?
Свежесрубленное дерево определенных пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо невозможно нормально сжечь в режиме тления.

В действительности, твердотопливные котлы длительного горения – это те, что имеют увеличенную топливную камеру, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше в топке дров, тем дольше они горят и выделяют тепло.

Бытовые котлы, способные работать с одной закладки 8—12 часов на дровах и до 24 часов на угле, бывают таких видов:

классические, с принудительной подачей воздуха;
действующие по принципу верхнего горения (типа прибалтийской «Стропувы»).

Эти конструкции ТТ-котлов вполне реально изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструментария и практики в сварочном деле. Еще на просторах интернета можно встретить чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие отопители довольно громоздкие и непростые в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.

Классический котел продолжительного горения

В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом Виталием Дашко. Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Краткий обзор ТТ-котла смотрите на видео:

Надежность и эффективность котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

мощность – 22–24 кВт;
длительность горения (в среднем) на дровах 10—12 часов, минимум – 8 ч;
то же, на угле – до 1 суток;
КПД — 75—77%;
максимальное рабочее давление в системе отопления – 3 Бар, номинальное – 1.5 Бар;
количество воды в котловом баке — 50 л;
масса изделия — 150 кг;
размер загрузочного проема (ширина х высота) 360 х 250 мм;
общий объем топки — 112 л, полезный (под загрузку топлива) — 83 л;
глубина топки — 46 см, оптимальная длина полена – 40 см.

Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения разной мощности, в линейку входят агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера составляет около 450 у. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, чьи контакты указаны на странице «Наши эксперты».

Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:

Теплогенератор успешно функционирует как на дровах, так и на угольном топливе. Полезная вместительность топливника посчитана до нижней кромки загрузочного проема, поскольку камеру нежелательно заполнять доверху. Работа котла происходит в таком порядке:

После закладки и розжига твердого топлива дверцы герметично закрываются.
На электронном блоке управления выставляется желаемая температура теплоносителя, рекомендуется не ниже 50 °С. Затем блок включается в работу нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.
При разогреве до установленной температуры вентилятор отключается, доступ воздуха в топливник прекращается. ТТ-котел находится в режиме ожидания, дрова тлеют очень слабо и практически не дают тепла.
После падения температуры в котловом баке контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

Контроллер изменяет производительность вентилятора по своему усмотрению с целью достичь максимальной эффективности горения. Сжигание тлением в данном самодельном котле отсутствует, он либо находится в состоянии ожидания, либо сжигает дерево и уголь в интенсивном режиме.

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

В отопительной установке реализован классический способ сжигания твердых видов топлива с прямой передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, являющемуся днищем котлового бака. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отбирающий теплоту дымовых газов. Подогретый в канале воздух подается в топку снизу, через колосниковую решетку. Длительность горения обеспечивается за счет:

Большого объема топливника.
Полного перекрытия доступа воздуха в топку в режиме ожидания. После отключения вентилятора срабатывает гравитационная заслонка, закрывающая воздуховод и таким способом не дающая тяге дымохода раздувать угли.

Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:

Инструменты и материалы для изготовления

На заготовки для сборки твердотопливного котла долгого горения обычно идет низкоуглеродистая сталь марок Ст 3, 10, 20. Лучший вариант – Ст 20, сделанные из нее теплогенераторы служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (Ст 35, 45) имеет свойство прикаливаться от высокой температуры, а потому для сварки теплогенератора непригодна.

Если у вас имеется достаточный опыт сварочных работ и возможность купить металл подороже, то камеру сгорания можно изготовить из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением, рассказано в этой статье.

Перечень заготовок, из которых вы станете собирать твердотопливный котел своими руками, приведен в виде таблицы:

Совет. Заготовки лучше всего рубить на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Так вы сэкономите массу времени на ручную резку и зачистку от заусенцев.

Дополнительно потребуются такие материалы:

уголок равнополочный 50 х 4 мм для изготовления колосников;
труба DN50 – на теплообменник и патрубки подключения системы отопления;
труба DN150 – на дымоходный патрубок;
труба профильная 60 х 40 мм для воздушного канала;
полоса стальная 20 х 3 мм;
базальтовый утеплитель плотностью 100 кг/м³ и толщиной 2 см;
гладкий листовой металл 0.3—0.5 мм с полимерной окраской;
готовые ручки на дверцы;
шнур, картон асбестовый.

Из инструментов стоит отметить аппарат сварочный, болгарку и дрель, для сварки используются электроды АНО-21 либо МР-3С. Остальное — стандартный набор измерительных приспособлений и инструментов, имеющийся в каждом доме.

Вентилятор и блок управления польского производства подходит к любому самодельному ТТ-котлу

Применяемый в ТТ-котле комплект автоматики, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры – польского производства (не перепутайте с китайским, он выглядит так же). Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Сборка отопительного агрегата

Первый этап изготовления котла долгого горения заключается в сборке корпуса топливника из металла толщиной 4 мм сваркой на прихватках. Все начинается с днища агрегата, к которому прихватываются боковые стенки, крышка свода и проемы для дверок, как изображено на фото:

Лист днища выпускается в каждую сторону в соответствии с чертежом, в то же время он служит нижним обрамлением дверцы зольника. Внутри камеры на сварке закрепляются полочки из уголков, куда будет опираться колосниковая решетка. Собранный топливник тщательно проваривается по всем стыкам и проверяется на герметичность.

Второй этап – монтаж водяной рубашки из металла 3 мм. Ее толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топливника следует приварить отрезки стальной полосы, выпустив их на 20 мм. К ним прихватываются стальные листы обшивки.

Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне колосниковой решетки и не омывает зольную камеру.

Посередине в шахматном порядке ставятся так называемые клипсы. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке котлового бака и приваренный к топке встык. Второй конец клипсы обваривается вокруг отверстия, как показано на фото:

На фото справа видно, где находится низ водной рубашки, слева – котловой бак

Несколько слов о том, как сделать добавочные клипсы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенок на глубину 50—100 мм, а затем приварить с обеих сторон.

Третий этап – монтаж жаровых труб в верхнюю часть котлового бака. Для этого в задней и фронтальной стенке согласно чертежу прорезаются отверстия, куда вставляются трубы. Их торцы герметично провариваются, как и все стыки водяной рубашки.

Жаровые трубы теплообменника расходятся веером от дымоходного патрубка

Четвертый этап – изготовление дверец и колосниковой решетки. К дверкам изнутри приваривают полосу в 2 ряда, а между ними вкладывают асбестовый шнур, это будет уплотнение притвора. Колосники делают из уголков №5, приваренных наружным углом вниз. Так они служат рассеивателями воздуха, подающегося вентилятором в зольник.

На пятом этапе в стенки котлового бака врезаются штуцеры для присоединения подающего и обратного трубопровода, устанавливается патрубок дымохода и воздушный канал из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольную камеру на середине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.

Этап шестой – приварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной обшивки котла длительного горения.

Этап седьмой, последний. Котловой бак обкладывается с боковых сторон и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется с помощью шнура. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить дверцы.

Плотное базальтовое волокно хорошо утепляет корпус и спокойно выдерживает высокую температуру. Стекловату применять не стоит

В конце к ответному фланцу воздуховода крепится вентилятор, а блок управления устанавливается на котле сверху. Датчик температуры необходимо вложить под базальтовый утеплитель со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений, по вашему желанию:

встроить в котловой бак водяной контур подогрева воды на ГВС;
предусмотреть погружную гильзу для установки термометра – на случай отключения электричества, когда дисплей контроллера погаснет;
то же – для монтажа группы безопасности;
установить электрический ТЭН, подогревающий теплоноситель после прогорания дров.

Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле с целью ее нагрева на хозяйственные нужды. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8—12 мм и выгнуть из нее змеевик в виде спирали. Последняя наматывается внутри котлового бака вокруг жаровых труб, а концы выводятся наружу с задней стороны агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.

Примечание. Практика эксплуатации данных теплогенераторов показала, что монтаж электрического нагревателя необходим тем домовладельцам, кто желает отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях длительности горения хватает, чтобы не бегать в котельную среди ночи с целью подбросить дровишек.

Пленку с крашеного металла лучше снять сразу, а дверки покрыть термостойкой эмалью

Ножки агрегату можно приделать на любом этапе, выбрав подходящие отрезки металлопроката. Подробности и секреты сборки ТТ-котла смотрите в авторском видео мастера — создателя отопительного агрегата:

Котел с верхним горением топлива

На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:

Прибалтийские агрегаты фирмы «Стропува» (Stropuva) и их производные от других изготовителей.
Дровяные печи типа «Бубафоня».

Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.

Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:

В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:

Нельзя подкинуть в топку поленьев, пока не сгорит предыдущая закладка. Физически это возможно, но тогда принцип верхнего сжигания нарушится, пламя охватит все слои топлива.
При работе на свежих опилках и другом мелком мусоре остатки топлива «зависают» на стенках.
Эффективность ТТ-котла не слишком высока, поскольку в нем отсутствует теплообменник. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливника для теплообменника не осталось места.

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, — топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:

Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:

труба DN 400 со стенкой 5 мм – на топливник;
то же, DN 50 – на подачу воздуха и водяные патрубки;
то же, DN 100 – для дымохода;
заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы с диаметром 38 см;
полоса 40 х 4 мм – для распределителей воздуха;
арматура диаметром 16—20 мм периодического профиля – на колосники;
базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг/м³;
тонколистовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):

Схема №1. Взять тонкостенную трубу большего диаметра, хотя найти таковую непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
Схема №2. Два листа металла согнуть в 2 местах под углом 60°, а потом сварить две половинки вместе. Понадобится пресс – листогиб.
Схема №2 в другом исполнении. Варить рубашку из 6 листов – сегментов на клипсах.
Схема №3. Сварить прямоугольный короб, отчего увеличится объем котлового бака.

Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.

Изготовление теплогенератора

Производство работ начинается с вырезания заготовок и проемов в стенке трубы по размерам на чертеже. Из вырезанных частей делаются дверцы, к ним прилаживаются навесы и покупные ручки. Из арматуры варится колосниковая решетка, показанная на фото:

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

В круглой заготовке для груза прорезать отверстие, вставить в него трубу и обварить.
К нижней части груза приварить 6 изогнутых полос, что послужат распределителями воздуха.
Прикрепить к топке днище, установить внутрь колосники.
Вырезав отверстие по центру крышки для воздушной трубы, приладить ее к топливнику. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
Приварить патрубок дымохода.
Смонтировать водяную рубашку по выбранной схеме, герметично обварить все стыки.
Произвести врезки патрубков для теплоносителя.
Выполнить утепление и обшивку котла, установить дверцы.
Поставить на верх воздушной трубы заслонку.

Установить автоматику и наддув на котел длительного верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается вниз.

Проводить испытания котла лучше, конечно, на улице

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь. Но изготовить надежный отопительный агрегат непросто – стыки металла нужно проваривать качественно и герметично. Без опыта и квалификации сварщика не обойтись. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.

Как самому собрать трубный котел: фотоотчет с рекомендациями по сборке

Здравствуйте. Темой сегодняшней статьи станет инструкция самостоятельной сборки компактных отопительных котлов из металлических труб. Многие соотечественники интересуются тем, как собрать котел из трубы своими руками. И это неудивительно, так как цена аналогов заводской сборки высока и не каждому по карману.

Учитывая стабильный интерес к этой теме предлагаю два фотоотчета о сборке котла печи из металлолома. Себестоимость готовых агрегатов минимальна, в то время как эффективность применения высока.

Основные требования, предъявляемые к самодельным трубным котлам и печам

Сборка разборного котла длительного горения типа «Бубафоня»

Так устроен простейший пиролизный котел из трубы

Сейчас расскажу о том, как собрать самодельный твердотопливный котел из трубы.

Преимуществом этого котла является не только малая себестоимость его производства, но и энергоэффективность эксплуатации. Агрегат на одной растопке горит до 5-8 часов, что вдвое больше, чем то, на что способны обычные печи.

Готовый агрегат установлен для пробного запуска

Так как трубы большого диаметра на момент сборки печи не оказалось, в качестве материала для изготовления внешней оболочки использовались два старых газовых баллона для пропана объемом в 50 литров.

Почему два баллона? Высоты одного баллона недостаточно для того чтобы устроить вместительную топку, поэтому высота агрегата наращивается примерно на 40 см. Разумеется, если бы в наличии была труба соответствующего диаметра с толщиной стенки 5-8 мм, то таких проблем бы не было.

Инструкция изготовления разборного отопительного агрегата следующая:

Срезанную крышку оставляем на потом, так как она нам пригодится

Отрезаем верхнюю округлую часть баллонов по линии шва, где она стыкуется с цилиндрической частью;

Перед тем как резать откройте вентиль и дождитесь полного выхода пропана, даже в том случае, если баллон долгое время не применялся по назначению.

Разрез, выполненный на уровне шва

Будьте готовы к тому, что пилить придется долго, так как металла два слоя и уйдет как минимум один отрезной диск на болгарке. Чтобы облегчить работу рекомендую пилить не по самому шву, а опуститься на 3-4 см ниже шва, там металл идет в один слой.

Подготовленный цилиндр привариваем к верхнему шву рабочего баллона так чтобы соединение было герметичным;
Намечаем на стальной пластине внутренний радиус собранного ранее цилиндра;

Наметить радиус можно применяя самодельный циркуль.

Простейший циркуль, собранный из планки и саморезов

Собственно, это кусок бруска, в который вкручены два шурупа, расстояние между которыми равно радиусу нашего цилиндра. Для использования циркуля в пластине сверлится сквозное отверстие, в которое вставляется один из шурупов. Далее циркуль прокручивается вокруг своей оси, царапая периметр окружности.

Вырезаем расчерченный круг и по его центру проделываем отверстие с диаметром 60 мм;

Правильное направление наваренных лопастей

К подготовленному кругу навариваем лопасти, нарезанные с того же баллона донора;

Лопасти располагаем, как это показано на фото, так чтобы воздух закручивался по часовой стрелке.

Поршень вид снизу

В верхней части лопастей для обеспечения большей жёсткости привариваем кольцо с отверстием на 25 мм и внешним диаметром 60 мм;

Поршень вид сверху

В отверстие с обратной стороны был вварен торец трубы и наварены поперечно расположенные пластины для большего веса и для того чтобы блин на трубе не повело от высокой температуры;

Трубу ввариваем, отступая 2 см от верхнего края цилиндра

В верхней части цилиндра, как это показано на фото, вырезается отверстие под трубу сотку;
Привариваем трубу к вырезанному отверстию;
На верхний торец одеваем круглую крышку, которая изначально была срезана с баллона.

Как это работает

Положение поршня после закладки топлива

Как вы могли заметить, собранный жаротрубный котел не имеет ни привычной топки, ни привычной заслонки для чистки отходов горения. На самом деле конструкция гораздо проще, чем кажется.

Положение поршня после того как топливо выгорело

Для эксплуатации снимаем верхнюю крышку, вынимаем поршень, закладываем твёрдое топливо в цилиндр и разжигаем. После того как топливо начало тлеть, вставляем поршень и закрываем крышку после чего процесс горения осуществляется без участия человека.

Котел работает до тех пор, пока не выгорит все топливо, а учитывая небольшую интенсивность сгорания, продолжается это долго.

Так можно открыть доступ к топке

Для того чтобы пополнить количество топлива, снимаем верхнюю крышку и подбрасываем дрова, уголь и все что горит. Чтобы крышку было удобнее снимать, рекомендую приварить к ней рукояти как на кастрюле.

Как чистить? Чистка, как и закладка топлива, выполняется через верх котла. То есть, снимаем крышку вынимаем поршень и открываем доступ к топке. Затем просовываем специально сделанный черпак и выниманием золу наверх. За счет эксплуатационных особенностей количество золы на выходе в таком котле в разы меньше, чем в обычных твёрдотопливных котлах.

Сборка печки каменки из 500 мм трубы

Для сборки печи будем использовать металлолом

Чтобы собрать котел для бани своими руками из трубы потребовались следующие материалы и инструменты:

труба металлическая диаметром 500 мм и высотой 2 метра;
труба металлическая диаметром 300 мм;
труба металлическая 100 мм;
листовая сталь с толщиной стенки 3 мм;
сварочный аппарат;
газовый резак для металла;
УШМ «болгарка» с отрезным диском по металлу;
измерительный инструмент и прочие принадлежности которые можно встретить в большинстве домашних мастерских.

Инструкция сборочных работ следующая:

От торца трубы отмеряем прямоугольник (длина 50 см, ширина 30 см);

Проем для будущей топки

Резаком вырезали часть трубы по сделанным меткам;

Пример диаметральной резки сварочным аппаратом

Из стальной пластины вырезаем окружность с диаметром на 2 мм меньшим внутреннего диаметра трубы;
По центру окружности вырезаем отверстие с диаметром 50 мм;

Монтаж промежуточного дна внутри цилиндра

Вставляем пластину внутрь трубы, как это показано на фото;
Позиционируем пластину так, чтобы она со всех сторон стала ровно и привариваем, установив для большей прочности металлические упоры;
Из стальной пластины вырезаем две створки по длине ранее вырезанного проёма;
Также вырезаем полукруглую створку, которая повторяет радиус трубы;

Привариваем заготовленные створки к проему, как это показано на фото;

Сверху сваренной конструкции привариваем фрагмент трубы, который вырезали в самом начале изготовления котла;
Прихватываем сваркой обрезок трубы меньшего диаметра чем корпус котла и расчерчиваем его периметр;

Режем отверстие под ёмкость для засыпки камня

Далее снимаем с прихваток трубу и вырезаем в стенке отверстие по сделанным меткам;
Вставляем трубу в вырезанный проем до упора и привариваем к срезу проема и с внутреннего торца;

Примерка ограничительных прутков

С внешнего торца трубы привариваем два три прутка, которые будут работать как ограничители для каменной засыпки;
Из листа стали вырезается верхняя круглая пластина со срезанным краем;
По центру пластины вырезается отверстие с диаметром 100 мм;

Из металлической трубы сотки вырезаем дымоход длиной 1,78 м с тем расчетом чтобы его нижний конец уткнулся в вырез на разделительной пластине внутри печки, а верхней торец на 20 см выступал над верхней крышкой;
Устанавливаем и центруем трубу дымохода;

Примерка и сборка верхней части печи

Одеваем сверху заранее подготовленную пластину и привариваем элементы конструкции;

Из металлических пластин вырезаем дно топки и привариваем его в нижней части конструкции;

Задачу по сборке печки можно упростить и сделать вынос топки не округлым, а прямым. В нашем случае передняя часть топки сделана округлой для лучшего вида и на функциональности конструкции это никак не сказывается.

В лицевой части топки примеряем расположение люка для подачи топлива;
Вырезаем люк по сделанным отметкам;

Примерка петель люка

Устанавливаем люк на петли, собранные из гаек и продетого в них прутка;
Задвижку на люк делаем из полосы металла и изогнутых строительных гвоздей;

Сборка верхней крышки

В верхней части печи, где остался вырез в 1/3 круглой пластины, собираем и крепим крышку на петлях;
В верхней части дымохода наваривается обечайка под установку трубы;

Готовая к последующей установке печь

В нижней части бака прямо над топкой вырезается отверстие под внешний диаметр трубы 25 мм и в это отверстие вваривается патрубок для соединения с теплообменником.

Итак, котел в баню из трубы сделан и осталось его только установить.

Вывод

В этой статье я привел два фотоотчёта для того чтобы каждый желающий мог получить общее представление о том, как из металлических труб сделать твердотопливный котел.

Собранные в обзорах агрегаты отличаются простотой изготовления, эксплуатационной эффективностью и эксплуатационной безопасностью. Вопросы по сборке отопительного оборудования задавайте в своих комментариях, буду рад на них ответить. Также не забываем смотреть полезное видео в этой статье.

Устройство и принцип работы жаротрубного котла

Одним из наиболее распространённых видов промышленного теплового оборудования является жаротрубный котёл. Они отличаются несложной конструкцией, высокой надёжностью и возможностью переоснащения.

Имея небольшие габариты они отличаются высокой теплопроизводительностью при этом будучи безопасными. Существует несколько моделей, отличающихся конструкцией, мощностью, потребляемым топливом.

Содержание Показать

Устройство жаротрубного котла

Простой принцип работы определяет конструктив. Форма корпуса может быть разнообразной, но наиболее часто встречается форма цилиндра. С одной стороны располагается камера сгорания, а с обратной система дымоудаления. Горение поддерживается принудительным дутьевым устройством.

Над топкой находятся теплообменники, которые контактируют с дымоотводящим каналом. Для повышенной эффективности нагрева теплообменник изготавливают из труб небольшого сечения.
Наиболее распространенный трёхходовые жаротрубные котлы. Его главное отличие от обычной конструкции это наличие трёх дымоотводящих каналов.

Первым каналом считается топка, а два других находятся выше один над другим. Вентилятор обеспечивает необходимую тягу, а также существует естественная тяга через колосники и вентиляционные отверстия.

Особенностью трёхходовых котлов является снижение температуры нагретых дымовых газов с 1000˚С до 250˚С, обеспечив максимальную теплоотдачу. Но это чревато тем, что водяной уровень нестабильный и не поддаётся контролю. Это решается применением сепаратора, разделяющий пар и воду, и капли не поступают в коллектор.

Помимо указанных частей установки оснащаются следующими узлами для улучшения их характеристик:

каналы воздухоотвода;
манометр для пара;
термометр для теплоносителя;
управляющий блок;
контроллеры давления;
аварийная защита.

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см.
Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.

Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное.
Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо.
На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Виды жаротрубных котлов

Жаротрубные котлы разделяются на две большие категории:

паровые. Образуют пар в специальной ёмкости, который используется как рабочее тело в системе отопления;
водогрейные. В таких происходит нагрев воды, которая используется как теплоноситель. Использование пара в этих котлах исключается во избежания перегрева и разрушения труб.

Отличие жаротрубного котла от водотрубного

Теплогенерирующие котлы большой производительности по своей конструкции разделяются на жаротрубные и водотрубные.
Особенность жаротрубных в том, что поверхность нагрева состоит из трубок, по которым движется сгораемое топливо. А нагрев теплоносителя, находящегося за пределами трубок, происходит путём теплообмена.
Жаротрубные котлы делятся также на пролётные – газы проходят без поворотов и оборотные – газы поворачивают в камере при движении.
Чаще всего это оборудование изготавливается в виде горизонтального цилиндра. Водогрейные котлы, такие как КВР или КВА, содержат нагретую воду внутри. Поверхность нагрева располагается в центре котла или ниже.

Трехходовой жаротрубный котел

С одного торца устанавливается горелка для сжигания газа или дизельного топлива. Выше нагревательных элементов располагаются дымогарный трубопровод, по которому продукты горения направляются в дымоход.
По количеству контуров установки разделяются на двухходовые и трёхходовые. В первых действует реверсивная камера сгорания, где газы упираются в заднюю поверхность агрегата, затем разворачиваются и идут к фронтальной, после отражения от которой газы меняют направление в сторону удаления из котла.
В трёхходовой схеме газы при возвращении в передней поверхности проходят ещё одну жаровую трубу или же через ряд дымогарных труб. После чего, отразившись, газы идут на удаление из агрегата.

Главные преимущества жаротрубных котлов:

простая конструкция;
изготавливаются из недорогого метала;
компактность;
простое обслуживание;
легкий тепловой расчет

Недостатки при эксплуатации жаротрубных котлов:

требования по качеству подпиточной воды. Это связано с небольшими скоростями циркуляции. Поэтому это оборудование запрещается подключать к системам отопления из-за высокого шламообразования в радиаторах;
высокая взрывоопасность. Если в котле имеется большое количество горячей воды и внезапно падает давление из конструктивных поломок, то мгновенно происходит выделение пара, сопровождающееся взрывом;
высокое аэродинамическое сопротивление;
необходимость поддержания температуры большого объёма воды даже в случае отсутствия потребности, иначе при остывании приходится затрачивать много времени на нагрев.

Противоположным принципом работы обладает водотрубный котёл, его элемент нагрева представляет собой ряд труб, по которым движется нагретая вода, а теплообмен происходит путём нагрева труб путём сжигания топлива.
Наиболее распространённым и простым видом теплообменника является узел, состоящий из двух труб, сваренных между собой несколькими поперечными трубами.

Преимущества водотрубных котлов следующие:

нет опасности взрыва;
быстрый теплообмен;
небольшой вес оборудования;
надёжная конструкция;
нет особенных требований к качеству воды.

Минусы такого оборудования:

качество швов и соединений должно быть высоким;
более сложное устройство;
сложное техобслуживание.

На российском рынке больше всего представлено жаротрубное оборудование. Это следствие более простой технологии и несложного обслуживания. Однако благодаря своим преимуществам, часть рынка всё же принадлежит водотрубным котлам, несмотря на низкую популярность.

Читайте также: