Все классические водогрейные котлы, сжигающие дрова или уголь, имеют общий недостаток: топливо быстро прогорает и нужно часто посещать топочную, чтобы загрузить новую порцию. Продолжительность процесса зависит от типа установки и размеров камеры сгорания, обычно дрова прогорают за 4—8 часов. Угля хватает на больший промежуток времени – до 10—12 часов. Возникает проблема добавления топлива ночью или во время длительного отсутствия, в последнем случае дело может закончиться размораживанием труб и радиаторов отопления. Избавить от этих неприятностей могут котлы на твердом топливе длительного горения.
Устройство и описание работы котла
Традиционный способ сжигания дров и угля подразумевает нижнее горение топлива, для этого воздух подается снизу, через колосниковую решетку. Иначе действует принцип работы котла длительного горения на твердом топливе, дрова в таких агрегатах горят сверху. Камера сжигания имеет круглую форму, как и весь корпус водогрейной установки, в нем устроены 2 дверцы, — для закладки топлива и выгрузки золы. Пространство небольшой зольной камеры, находящейся внизу, отделено от топки колосниковой решеткой.
В котлах заводского изготовления в верхней части цилиндрического корпуса имеется проем, через него в топку подается воздух, нагнетаемый вентилятором. Изнутри к проему крепится воздушный канал в виде трубы, на конце которой закреплен стальной «блин» с отверстием для воздуха. Труба состоит из нескольких секций разного диаметра, образуя телескопическую конструкцию. Блин, являющийся грузом, сделан из металла толщиной до 10 мм, его диаметр меньше размера топки для свободного перемещения внутри нее. На нижней поверхности груза для лучшего рассеивания воздуха имеются металлические ребра. Телескопическая конструкция с грузом на конце оборудована механическим приводом поднятия – опускания. Общее представление о конструкции дадут чертежи котла длительного горения на твердом топливе.
Корпус топки окружен водяной рубашкой, к нее внизу и вверху врезаны штуцеры для входа и выхода теплоносителя. Дымоходный патрубок находится сверху и удаляет продукты сгорания из верхней зоны топки. Заводские отопительные котлы длительного горения оборудованы вентилятором для нагнетания необходимого количества воздуха в зону горения. Производительность вентилятора управляется приборами автоматики.
Камера сгорания заполняется топливом до нижней кромки загрузочной дверцы или немного выше, но чтобы дрова не выпадали. Розжиг производится через ту же дверцу вручную, после чего с помощью подъемного механизма сверху на разгоревшееся топливо опускается груз и дверца закрывается. Автоматика включает вентилятор подачи воздуха, управляя его оборотами в зависимости от температуры выходящего теплоносителя. Начинается верхнее длительное горение топлива, при этом на него оказывает давление груз, который постепенно опускается по мере прогорания до самой колосниковой решетки.
Преимущества и недостатки самодельных котлов
Все большую популярность приобретают дровяные котлы длительного горения, изготовленные своими руками, причиной тому являются очевидные достоинства таких агрегатов:
- Продолжительность работы от одного заполнения топки дровами в 2 раза больше, чем у традиционных котлов, а от 1 загрузки угля – в 3 раза.
- Простота конструкции позволяет изготовить котельную установку самостоятельно, что выйдет намного дешевле заводского аналога.
- Возможность усовершенствования конструкции. Например, «законодатель мод» в этом направлении, бренд STROPUVA указывает в технических характеристиках рабочее давление в 1.6 Бар. Это невысокий показатель, усилив конструкцию, можно изготовить своими руками котел на твердом топливе рабочим давлением до 3 Бар.
- Нетребовательность к виду топлива. В камеру сгорания можно класть дрова, уголь, опилки и прочие горючие отходы. Главное, обеспечить к нему доступ воздуха. К влажности древесины также нет особых требований.
Мастера–умельцы несколько упростили конструкцию, чтобы самодельные котлы длительного горения на угле или дровах можно было изготавливать в домашних условиях. Изменение касается способа подачи воздуха в топку. Складывающаяся телескопическая конструкция довольно сложна в изготовлении и требует дополнительных затрат.
Вместо нее ставят стальную трубу, длина которой на 300—500 мм больше высоты топки, приваривая в конце «блин» и рассеиватели воздуха. Другой конец просто торчит из крышки котла, на нем делают воздушную заслонку для регулировки подачи воздуха, поворачиваемую вручную. Вентилятор для нагнетания не используется, горение происходит за счет естественной тяги. Изменения в конструкции можно проследить, изучив чертежи котлов на твердом топливе, сделанных своими руками.
При естественной тяге большую роль играет герметичность нижней дверцы зольника. Подсос воздуха через ее притвор может вызвать традиционное горение «снизу вверх», что повлияет на длительность работы от одной загрузки топлива.
Недостатки самодельных котлов длительного горения во многом повторяют недоработки в конструкции заводских агрегатов. Но есть пути для их исправления:
Трудности в изготовлении цилиндрического корпуса. Без вальцовочного станка или хотя бы трубогиба очень сложно сделать круглый корпус из листового металла. Как вариант, мастера применяют для топки баллоны из-под пропана или трубы соответствующего диаметра. Это прибавит веса конструкции, поскольку стандартные трубы больших диаметров имеют толщину стенки от 5 мм. Для изготовления водяной рубашки лучше применить тонкостенные трубы.
Заводские котлы длительного горения затруднительно разжечь, загрузив камеру сгорания на четверть. Не всегда требуется длительная работа агрегата, иногда нужно немного протопить дом. Корпус котла круглый и высокий, через дверцу для загрузки очень непросто наполнить топку на четверть и разжечь. В самодельных агрегатах можно предусмотреть дополнительную дверцу посередине, не забывая о ее качественной герметизации.
В силу особенностей конструкции дровяные или угольные котлы длительного горения не рекомендуется загружать топливом «на ходу», надо дождаться полного сгорания предыдущей порции. Если во время работы поднять груз и открыть дверцу для закладки дров, то из нее повалит дым прямо в помещение. Вам придется закидывать дрова по-быстрому и кое-как, это неприемлемо. Недостаток лечится установкой теплоаккумулятора, который специалисты рекомендуют включать в обвязку любого твердотопливного котла.
В верхнем положении труба подачи воздуха самодельного котла будет торчать на высоту, равную высоте топки. Это следует предусмотреть, выбирая место для размещения водогрейной установки.
Некоторые рекомендации по изготовлению
Чтобы использовать в своем котле любой вид твердого топлива и обеспечить ему долговечность, в качестве топки лучше использовать трубы из жаропрочной легированной стали. Но поскольку данный материал имеет приличную стоимость, можно принять бесшовную трубу из стали марки 20, которую применяют на производстве для перемещения пара низкого и среднего давления.Для справки: баллоны для пропана сделаны из углеродистой стали Ст3 обычного качества.
Если вы решили выполнить камеру сгорания из баллона, надо учесть, что ее и так небольшой объем уменьшится за счет срезанного верха и устройства зольника. Некоторые мастера решают вопрос просто: делают самодельные дровяные котлы длительного горения из двух газовых баллонов, тогда объем топки получится достаточным. Другой вариант – не делать зольника совсем, а отрезанный верх баллона выполнить как съемную крышку. Первое решение приведет к трудностям очистки, а второе вполне приемлемо, если обогревать надо небольшой дом.
Закончив изготовление котла, дверцу зольника надо тщательно герметизировать. Для этого ее нужно как можно плотнее подогнать к проему на регулируемых петлях, а по периметру притвора изнутри отделать асбестовым шнуром. Если вы решили предусмотреть промежуточную дверцу для небольших загрузок топлива, то тщательная герметизация касается и ее. На трубе, подающей воздух в топку, следует предусмотреть приспособление для фиксации ее в поднятом положении, если крышка в вашем котле предусмотрена несъемной.
Заключение
В условиях, когда стоимость любых твердотопливных агрегатов достаточно велика, установка котлов длительного горения, сделанных самостоятельно, для многих домовладельцев остается единственной перспективой. Такие преимущества, как длительность работы и всеядность по топливу могут нивелировать присущие этому виду котлов недостатки.
