Твердотопливные котлы своими руками из кирпича и металла

Твердотопливные котлы своими руками из кирпича с водяным контуром можно изготовить с теплообменниками разной формы и конструкции из отрезков труб или полос листового железа.

С некоторыми вариантами таких котлов можете ознакомиться в данной статье.

Как сделать кирпичный твердотопливный котел своими руками

Такой твердотопливный котёл своими руками может изготовить даже новичок. Для этого понадобится болгарка и навыки работы с ней, а также умение проводить сварочные и печные работы (кладку кирпича).

Хотя можно подготовить все элементы теплообменника котла, подогнать, а сами сварочные работы поручить опытному сварщику. Так как в твердотопливном котле будет циркулировать вода сварочные швы должны быть качественными.

Существует множество конструкций твердотопливных котлов и теплообменников к ним, которые можно изготовить своими руками. Каждая конструкция имеет свои преимущества и недостатки.

В данной статье мы рассмотрим изготовление разных теплообменников для твердотопливных котлов из кирпича. От полностью металлических их отличает то, что из металла изготавливается только теплообменник (регистр, змеевик), а сам корпус — из кирпича.

Вам будут предложены несколько конструкций, в том числе первый теплообменник, который я изготовил своими руками, когда пришлось менять твердотопливный котёл заводского изготовления.

На протяжении уже пяти сезонов отопления он доказал свою эффективность, в крайнем случае, работает не хуже твердотопливного котла заводского изготовления, который был до него. Кроме того, такая конструкция котла позволяет топить поленьями как короткими так и достаточно большой длинны — до 70 см

Такой котёл целесообразно установить в сельском доме или на даче, потому что эта конструкция предусматривает установку плиты для приготовления пищи или кормов для животных.

Если же нет необходимости в установке плиты можно над теплообменником соорудить свод из кирпича или установить «глухую» плиту и заложить её кирпичом. Кирпич будет выполнять роль аккумулятора тепла и ещё некоторое время будет отдавать его в систему, когда топливо в котле уже сгорит.

Можно такой теплообменник устанавливать и в отопительных печах для повышения их КПД и подключения их к водяному отоплению дома. Существуют горизонтальные и вертикальные разновидности таких котлов и соответственно, теплообменников к ним, которые мы и рассмотрим ниже.

Горизонтальный твердотопливный котел своими руками (теплообменник) — вариант 1

Основой конструкции предлагаемого твердотопливного котла является прямоугольный теплообменник (регистр) из труб прямоугольного профиля 60х40 мм и круглых, диаметром 40 и 50 мм с толщиной стенки 3-5 мм.

Трубы прямоугольного профиля используются для облегчения стыка труб, так как круглые трубы стыковать намного сложнее.

Теплообменник монтируется в корпус (топливник) из кирпича, лучше огнеупорного или тугоплавкого.

Изготовление такого теплообменника своими руками начинаем с заготовки отрезков необходимой длинны их труб прямоугольного и круглого профиля.

Рис.1 Горизонтальный теплообменник (вариант 1): 1 — трубы 60х40х4 мм; 2 — трубы 50х5(4-3) мм; 3 — трубы 40х4(3) мм; 4 — труба выхода нагретой воды 50х5(4) мм; 5 — труба входа холодной воды (обратки) 50х5(4) мм;
Размеры: а — 360 мм; б — 400 мм; в — 300 мм; г — 800 мм.

В отрезках труб, которые будут служить вертикальными стойками вырезаем круглые отверстия под трубы. В передних (от топочной дверки) стойках вырезаем с помощью газового резака или обычного сварочного по 4 отверстия под трубы диаметром 50 мм, а в задних стойках – по 4 отверстия 50 мм (в грани шириной 60мм) и по 4 отверстия по 40 мм (в грани, шириной 40 мм).

Кроме этого вырезаем отверстия 50 мм под трубы для подвода холодной (обратки) в нижней передней части котла и отвода горячей воды из верхней части котла в сеть отопления дома. Работу эту необходимо выполнить аккуратно, чтобы отверстия получились по возможности ровными. Все наплывы, образовавшиеся при резке, необходимо удалить с помощью болгарки.

После того, как отверстия будут готовы, свариваем переднюю и заднюю части котла. Для этого стойки и трубы необходимо выставить перпендикулярно на ровной поверхности. Когда эта работа будет закончена, привариваем боковые трубы, следя за перпендикулярностью граней. Работу эту лучше всего, проделывать вдвоём: один удерживает трубы в необходимом положении, а другой выполняет сварочные работы.

После того, когда боковые трубы будут на месте, привариваем отрезки труб для подвода и отвода воды и завариваем торцы труб прямоугольного профиля, которые остались не закрытыми, с помощью вырезанных заранее кусочков металла 60х40 мм.

После окончания сварочных работ, прежде чем монтировать теплообменник, необходимо проверить его на герметичность. Для этого можно закрыть нижнее отверстие для воды любым способом, а через верхнее залить в котёл воду, предварительно установив конструкцию вертикально. Если протечек не будет, теплообменник можно монтировать.

Самодельный теплообменник из листовой стали и труб — вариант 2

При наличии листового металла, толщиной 3-5 мм можно изготовить теплообменник для твердотопливного котла или печного водяного отопления следующей конструкции:

Рис.2 Теплообменник из листовой стали и труб (вариант 2): 1 — труба обратки диам. 50 мм; 2 — профильная труба 60х40 мм; 3 — выходящая труба 50 мм; 4 — труба 60х40 мм; 5 — трубы диаметром 32-40 мм; 6 — боковины из листовой стали толщиной 3-5 мм; 7 — перемычка из трубы 60х40 мм.

Размеры теплообменника могут быть изменены, в зависимости от необходимой мощности котла.

Монтаж теплообменника и кладка корпуса твердотопливного котла своими руками (варианты 1 и 2)

Готовый теплообменник (вариант 1 или 2) монтируется в корпус из кирпича, кладка которого выполняется, по тем же правилам, что и кладка печей или кухонных плит. Размеры кирпичного корпуса рассчитываются так, чтобы обеспечить зазор между кирпичом и теплообменником не менее 1 см.

Размеры теплообменника и всего котла могут изменяться, в зависимости от площади дома, которую необходимо отапливать.

Здесь приведены размеры котла для дома площадью 90-100 м² в системе отопления которого 6 стандартных (7 секций) чугунных радиаторов, двухтрубная разводка выполнена с уклонами стальными трубами диаметром от 50 до 25 мм (наружный диаметр). Схема обвязки котла выбирается в зависимости от сложности системы, количества контуров и используемого дополнительного оборудования.

Кладка стенок котла выполняется на бетонном фундамента, который сооружается по размеру котла. При кладке этого твердотопливного котла сам теплообменник необходимо выставить так чтобы он был установлен не горизонтально а с подъёмом к точке выхода горячей воды.

С помощью уровня выставляем котёл так, чтобы все точки верхней части теплообменника были ниже точки выхода воды – разница между самой нижней точкой (передний правый верхний угол) и верхней точкой выхода воды должна быть не менее 1 см. Это делается для предотвращения создания воздушной пробки в котле при заполнении системы водой и улучшения циркуляции.

Кладка кирпича ведётся по всем правилам, с соблюдением перевязки швов. Кирпичная стенка такого котла должна быть на 2-3 см выше труб теплообменника. Верхняя часть такого котла закрывается стандартной чугунной плитой, которая устанавливается так, чтобы её при необходимости легко можно было снять, для того чтобы периодически очищать котёл от сажи, для предотвращения снижения его КПД.

Дымовую трубу можно выложить из того же кирпича или установить металлическую. Дымовая труба такого твердотопливного котла выводится в уже имеющийся дымовой канал или сооружается отдельно.

Вертикальный самодельный твердотопливный котел из кирпича своими руками

В отличие от двух предыдущих теплообменников горизонтального типа, этот вариант предусматривает размещение теплообменника больше в вертикальной плоскости.

Такой котел на твердом топливе более целесообразно сооружать, если он будет использоваться только для отопления, или же на него можно установить плиту с одной конфоркой. В первом случае дымовая труба может сооружаться прямо на котле или же сбоку (рядом), во втором случае — только сбоку, так как сверху будет установлена плита.

Теплообменник такого котла можно изготовить из листовой стали, толщиной 3-5 мм. Чем больше толщина металла, тем дольше котел будет нагреваться и остывать, а также служить.

Рис. 3 Теплообменник для вертикального самодельного котла: 1 — корпус из металла толщиной 3-5 мм; трубы диаметром 40-50 мм; 3 — входящая труба (обратка); 4 — выходящая труба (с нагретой водой); 5 — место расположения колосниковой решётки.

Как можно повысить эффективность

Чтобы улучшить циркуляцию воды и повысить эффективность её нагревания в таком твердотопливном котле, изготавливаемом своими руками, ввод «обратки» можно осуществить в передней части котла, приварив для этого внизу к обеим боковым полкам трубу квадратного 50х50 мм или прямоугольного профиля 40х60 мм.

Труба приваривается снизу к полкам, так чтобы её верх был на уровне пода (колосниковой решетки) котла, так как это выполнено в горизонтальных котлах (рис.1,2).

Чтобы повысить теплоотдачу такого самодельного котла боковые полки можно выполнить из труб. При этом внизу и вверху к задней полке горизонтально привариваются отрезки трубы 60х40 мм, а между ними вертикально устанавливаются и привариваются трубы диаметром 32-40 мм. Под вертикальные трубы предварительно вырезаются отверстия. Такая конструкция котла немного сложнее, но повышает эффективность его работы.

Рис.4 Теплообменник для вертикального твердотопливного котла из труб

Установка теплообменника (регистра) и кладка топливника

Теплообменник такого котла устанавливается по уровню на прочный бетонный фундамент, на котором предварительно выкладывается из кирпича (обыкновенного глиняного или огнеупорного) по размеру котла поддувальная камера и над ней устанавливается колосниковая решетка.

После установки теплообменника, вокруг него осуществляется кладка стенок топливника из огнеупорного (лучше всего) или качественного глиняного кирпича — в 1/2 кирпича.

Во время кладки монтируются две дверки (на фото внизу):

• нижняя — на уровне колосниковой решетки, для очистки от золы и отходов, а также для поджигания топлива снизу;
• верхняя — для загрузки дров или угля и чистки верхней части топливника.

Можно для поджигания топлива и чистки поддувала установить две разные дверки, как на рис.5.

Топливо в такой котел можно укладывать как горизонтально (короткие поленья), так и вертикально. По сравнению с горизонтальными такой твердотопливный котел позволяет увеличить время горения топлива и уменьшить потери тепла с верхней поверхности.

Рис.5 Вертикальный твердотопливный котел своими руками — внешний вид: 1 — кирпичная кладка; 2 — дымовая труба; 3 — верхняя топочная дверка для загрузки топлива; 4 — нижняя топочная дверка — для поджигания топлива; 5 — поддувальная дверка(вместо двух дверок 4 и 5 можно установить одну); 6 — выходящая труба; 7 — обратка.

Особенности сооружения дымовой трубы

Дымовая труба твердотопливного котла должна иметь высоту не менее 5 м от уровня колосниковой решетки. Труба может сооружаться или устанавливаться непосредственно на котле, как насадная или же быть приставной, сооруженной на фундаменте рядом с котлом.

На рис.5 изображен котел с верхней дымовой трубой без плиты для приготовления пищи. Если же есть необходимость её установить, то фундамент устраивается с расчетом кладки дымовой трубы сбоку.

Кладку трубы необходимо вести одновременно с кладкой стенок котла, толщиной в 1/2 кирпича или же можно установить металлическую, керамическую или асбоцементную дымовую трубу.

Котел шахтного типа из кирпича

Также из кирпича можно соорудить котел так называемого шахтного типа. Его конструкция отличается тем, что топливо загружается через люк в высокую загрузочную камеру (шахту — отсюда и название котла).

Оно поджигается снизу, через нижнюю дверку, а горячие продукты сгорания выходят через другую камеру, в которой расположен теплообменник.

Чаще всего для таких котлов используют прямоугольные теплообменники из листового металла с врезанными в них 2-3 рядами вертикальных труб, через которые проходит пламя и горячие дымовые газы, нагревая таким образом теплоноситель (как на видео внизу). Длительность горения такого котла можно регулировать высотой шахты (загрузочной камеры) и регулировкой подачи воздуха.

Рис. 6 Котел шахтного типа из кирпича.

Как повысить КПД твердотопливного котла, в том числе и изготовленного своими руками

Недостаток всех твердотопливных котлов в том, что часть тепла уносится в дымовую трубу, снижая их эффективность – особенно при прямой и высокой дымовой трубе. Чтобы уменьшить потери тепла, и увеличить КПД котлов на твердом топливе можно воспользоваться способами, которые я применил в своём доме.

Первый способ — использование энергии дымовых газов для дополнительного нагрева помещения

Для этого необходимо, чтобы твердотопливный котёл находился в подвальном помещении или в цокольном этаже дома и перепад высоты между подом топливника котла и верхним срезом дымовой трубы был достаточно большой – не менее 7 м.

Для использования тепла, которое уносится в дымовую трубу, в комнате или между комнатами возводится отопительная печь или отопительный щиток. Твердотопливный котёл располагается так, чтобы он находился под печью или щитком.

Конструкция отопительной печи выполняется так, что через её дымообороты проходят дымовые газы из котла.

При выходе из топливника печи устанавливается задвижка, которая закрывается при топке котла и открывается, когда необходимо протопить печку, например в межсезонье, когда котёл ещё не топится или в другом случае.

Рис. 7 Вариант расположения твердотопливного котла (горизонтального) в доме: 1 — теплообменник; 2 — корпус котла; 3 — плита или 14 — свод из кирпича (как вариант); 4 — обратка; 5 — циркуляционный насос; 6 — запорные краны; 7 — труба с нагретой водой (подающая); 8 — топливник печи; 9 — печь; 10 — задвижки; 11 — перекрытия; 12 — расширительный бак системы отопления; 13- дымовые каналы печи; 15 — топочная дверка; 16 — поддувальная камера.

Если вместо печи соорудить отопительный щиток, то здесь вообще никаких проблем, так как он представляет собой только дымовые каналы. Длина дымовых каналов рассчитывается, как и при кладке печи.

При таком варианте дымовые каналы печи или щитка аккумулируют часть тепла дымовых газов из котла, а в последствии отдают их в помещения. Даже когда радиаторы отопления уже остыли, стенки печи ещё долго излучают тепло, которое бы просто ушло наружу.

Второй способ — использование энергии газов для нагрева воды

Кроме этого, на твердотопливном котле можно установить самодельный водонагреватель, вода в котором будет нагреваться горячими газами, выходящими из котла, через металлическую дымовую трубу.

Проще всего такой водонагреватель изготовить из двух отрезков металлических труб диаметром 300-400 мм и 100-110 мм. Внутренняя труба служит одновременно дымовой трубой твердотопливного котла и нагревательным элементом, передавая энергию дымовых газов воде.

Третий способ — принудительная циркуляция теплоносителя

Этот способ позволяет повысить КПД котла на твердом топливе, который установлен в системе отопления с естественной циркуляцией на 20-25%.

Для этого необходимо параллельно вмонтировать в уже действующую систему циркуляционный насос с помощью байпаса, который позволяет переключать отопление на естественную и принудительную циркуляцию, в зависимости от того есть электроэнергия или нет.

Видео по теме:

Ниже Вы можете просмотреть видеоролик о том, как можно сделать своими руками твердотопливный котел: