Кирпичный котел со скелетным теплообменником своими руками

Для обогрева собственного дома можно сконструировать твердотопливный котел своими руками. Благодаря доступной поэтапной инструкции, работу любой мастер выполнит качественно и быстро.

Механизм работы

Существуют различные виды твердотопливных котлов и теплообменников к ним, которые могут быть сконструированы самостоятельно. Пользуются популярностью вертикальные и горизонтальные кирпичные конструкции. Работают они следующим образом:

  1. Посредством сжигания топлива нагревается воздух и, поднимаясь, выводится через дымоход.
  2. При движении нагретый воздух передает тепло ТО, который, в свою очередь, нагревает воду.
  3. Происходит циркуляция Н2О (холодная вода замещается горячей).

Существует еще один вид отопительного устройства — кирпичный шахтный котел, отличительной чертой которого является загрузка топлива через специальный люк. Для его сооружения применяются теплообменники прямоугольной формы, которые выполнены из листового металла, оснащенного в несколько рядов вертикальными трубами, пропускающими через себя пламя и нагретый газ. Эта разновидность котла позволяет изменять длительность горения с помощью регулировки высоты загрузочного места (шахты) и подачи воздуха.

Вернуться к оглавлению

Шахтный котел – конструкция и принцип действия

Шахтный котел длительного горения отличается от других продолжительностью горения и особенностями устройства. Часто подбрасывать топливо не требуется, он имеет топливную камеру большого объема, горение медленное. Разработано два вида шахтных котлов: с обычным горением и пиролизный. Каждый имеет сходное устройство из двух камер: в одной сжигается топливо, во второй устроен теплообменник.

Шахтный котел с обычным сгоранием более простой по устройству. Половину всего объема занимает топка высотой почти на весь агрегат, но небольшой ширины и глубины. Сбоку или сверху находится люк для загрузки топлива. Топочное отделение при взгляде сверху внутрь напоминает шахту, отсюда такое название. Под топочной камерой находится зольник, отделенный от нее колосником. Через зольниковую дверку открывается доступ не только к нему, но и к топке. Шибером, расположенным под дверкой, регулируется поступление воздуха.

Шахтный котел не требует особого контроля за счет своей длительности горенияШахтный котел не требует особого контроля за счет своей длительности горения

Вторая важная часть – камера с теплообменником, наполненным водой или, если котел не используется для водяного отопления, жаротрубный. Газы поступают в нее из топливника через отверстие и выходят через дымоход, попутно нагревая теплообменник. Из него вода по трубам поступает в систему или горячий воздух прогревает помещение.

Пиролизный котел шахтного типа имеет схожую конструкцию, но изготавливается с некоторыми дополнительными элементами:

  1. Камерами, в которых сгорает и догорает угарный газ. Располагаются снизу теплообменного пространства, стенки обложены шамотным кирпичом.
  2. Несколько труб с большим количеством маленьких дырочек. Через них подается воздух для камер сгорания и догорания.
  3. Вверху у стенки расположены задвижки для разделения двух камер.

Принцип действия пиролизного котла несколько другой. При топке ограничивают поступление воздуха, медленное горение вызывает образование большого количества газов, которые поступают в дополнительные камеры и сгорают. В котлах сжигают любое твердое топливо: уголь, дрова, пеллеты. Одной закладки угля хватает для пяти суток, дров – не более тридцати часов. За счет полного сгорания такие котлы обладают высоким КПД – до 90%.

Из какого кирпича лучше сложить печь

Нужно отличать обычный жаростойкий кирпич от печного. Во-первых, последний может выдерживать температуру выше 1000 градусов. Во-вторых, если его резко охладить, в структуре не образуются трещины.

Для постройки печек используют четыре вида печного кирпича:

  1. Кварцевый. Данный кирпич является результатом обжига песка и глины.
  2. Углеродистый — состоит из графита.
  3. Шамотный. Лучше всего подходит для камина. Но нельзя сбрасывать со счётов его уникальные теплоизоляционные качества. Он способен выдерживать температуру до 1600 градусов. При этом не трескается и не теряет своих качеств. Единственный минус — это желтоватый оттенок.
  4. Основной — применяется, когда нужно сложить металлургическую печь.

В действительности строгих правил относительно выбора материалов для кладки при строительстве нет. Тем не менее существуют некоторые рекомендации, которые лучше выполнять, главная из них касается шамотного кирпича. Его нужно класть в самых горячих местах, а именно в районе топки и дымохода. Для всех остальных зон марка должна быть не ниже М-200.

Внимание! Лучшим для печки считается кирпич марки М-500.

Почему лучше устанавливать трубчатые теплообменники

Конструкцию теплообменника, предварительно сваренную из бесшовных труб, устанавливают непосредственно в топку. Существует множество вариантов проверенных конструкций, разных размеров и конфигураций, например, хорошо зарекомендовавшие себя печи Кузнецова.

Чертежи таких теплообменников можно скачать в интернете или изготовить самостоятельно.

Наиболее часто применяются трубчатые теплообменные поверхности двух типов:

  1. Простой регистр выполняется в форме прямоугольника, могут устанавливаться как с одной стороны топки, так и с двух, и даже трех. Такие теплообменники просто обслуживать, при необходимости их замены или при ремонте, они легко вынимаются из топки, без разборки кладки. Поверхности нагрева со сложной конфигурацией требуют тщательного расчета, чтобы обеспечить надежную циркуляцию в горячих зонах и не допустить местный перегрев труб в топочной камере.
  2. Теплообменный аппарат “паук” относится к сложным конструкциям и требует в обязательном порядке использовать бесшовные трубы. Эффективность работы у него выше, чем у простого теплообменника, поскольку он создает свод топочной камеры, что позволяет ему максимально снять температуру от дымовых газов.

В некоторых случаях в печь водяного отопления устанавливается плоские стальные теплообменники, действующие по принципу водяной рубашки. Если сравнивать плоскую и трубчатую систему, то преимущества будут у последней.

При одной и той же геометрии, у трубчатых теплообменников поверхность нагрева больше. Так, если развернуть стальную бесшовную трубу по ГОСТ 12132-66 с Ду=50 мм, то ее окружность составит 3,14х50= 157 мм.

При этом она займет в топке ширину только 50 мм, то есть ее поверхность в три раза выше, чем у плоской модели “водяной рубашки”. Для того чтобы воспользоваться этим преимуществом, собирать такую конструкцию нужно с зазорами между труб.

Установленные межтрубные зазоры позволяют не только эффективно очищать поверхность нагрева от сажевых отложений, но и повышают площадь нагрева от кирпичных стен.

Открытый огонь в топочной камере, через зазоры хорошо и быстро прогревает кирпич, что повышает в целом систему обогрева в доме или бане.

Устройство продолжительного горения – классическая схема

Предлагаемая конструкция имеет мощность 22 кВт, КПД 75%. Работает на дровах 10 часов без догрузки, на угле – сутки. Топка имеет объем 83 литра до нижнего края загрузочного отверстия. Котел оборудуется автоматикой польского производства: блоком управления с термодатчиком KG Elektronik SP-05 и вентилятором DP-02. Общий вид показан на чертеже.

Работает устройство следующим образом:

  1. В топливник загружаются дрова и поджигаются. Дверцы закрываются герметично.
  2. На блоке управления выставляется требуемая температура нагрева, не менее 50°. Нажимается кнопка блока и вентилятор начинает нагнетать воздух.
  3. Когда достигается выставленная температура, прекращается подача воздуха вентилятором. Дрова медленно тлеют, тепла дают очень мало.
  4. Через некоторое время температура падает. Вентилятор опять включается и продолжается горение.

Электронный блок регулирует процесс горения, который происходит при максимальной эффективности. Тление практически отсутствует, применяются режимы интенсивного горения и ожидания.

На следующем рисунке показан вид изнутри.

Твердое топливо сжигается по классической схеме: тепло напрямую передается на стенки водяной рубашки и свод бака. В него вмонтирован теплообменник, забирающий тепло от газов. В топку черех воздуховод снизу подается подогретый воздух. Топливо, загруженное в больших количествах, обеспечивает продолжительное время работы котла. В ожидании, когда отключается вентилятор, воздух полностью перекрывается гравитационной заслонкой, срабатывающей от автоматики, естественная тяга перекрывается.

Чертеж демонстрирует заднюю часть с жаротрубным теплообменником.

Процесс изготовления твердотопливного котла из кирпича своими руками

Какие необходимы материалы и инструменты для строительства?

Для постройки понадобится колосниковая решетка.

Чтобы соорудить твердотопливный котел своими руками, нужно обладать малейшими знаниями в сварочных работах, навыками каменщика и уметь пользоваться газовым резаком. Желательно разбираться в разметке и раскройке рабочего материала, а также иметь представление о работе с электроинструментами. С таким багажом знаний удастся быстро соорудить качественный твердотопливный котел за минимальную цену. Для этого потребуются следующие материалы:

  • глина, кирпич;
  • колосниковая решетка;
  • трубы;
  • гравий;
  • вода;
  • листовой металл;
  • дверцы;
  • водный насос и устройство для нагрева воды.

Необходимо подготовить и такие инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • газовый резак;
  • маркер, который хорошо виден на металле;
  • лопатка для шпаклевки;
  • уровень;
  • плоскогубцы;
  • рулетка;
  • электродрель.

Чтобы обезопасить себя, важно подготовить средства индивидуальной персональной защиты (очки и маска) и только после этого приступать к изготовлению кирпичного котла.

Вернуться к оглавлению

Этапы работы

Сначала нужно заложить фундамент для будущей постройки.

Популярностью пользуются вертикальные твердотопливные отопительные приборы, сконструировать которые можно самостоятельно следующим образом:

  1. Подготовить теплообменник и снять с него размеры для изготовления топочной камеры.
  2. Соорудить фундамент из кирпичной кладки или бутового камня.
  3. Проложить основу котла гидроизолированной рубероидной прокладкой.
  4. Низ камеры и поддувало с дверцей выложить печным кирпичом и разделить их между собой решеткой из чугуна.
  5. Установить ТО и выложить из кирпича стенки, оставив зазор в 1,5—2 см.
  6. Впереди крепится дверца, закрывающая уложенное топливо, а сзади оставляется отверстие для дымохода.
  7. Сверху камерных стенок прокладывается чугунная варочная плита либо толстый металлический лист, обложенный слоем из кирпича, если не планируется использовать котел для приготовления пищи.
  8. Канал для выхода дыма располагают сбоку или сверху топочной камеры, сделав его из металлической трубы или стройматериала.
  9. Когда кладка хорошо просохнет, патрубки теплообменника крепят к трубопроводу, используя соединительные муфты или приваривая сваркой.
  10. В завершение производят пробную топку и проверяют работу отопительного устройства.

Вернуться к оглавлению

Устройство печи и ее свойства

Просмотрев эскизы и проекты кирпичных печей, и выбрав конкретный вариант, следует обращать внимание не столько на ее внешний дизайн, сколько на внутреннюю структуру. Устройство отопительно-варочной печи определяет ее эксплуатационные качества, а в конечном итоге – и срок службы.

Внутренняя конструкция отопительно-варочной печи не зависит от места расположения самого прибора в доме. Кухонная печь может находиться посредине помещения, в углу или у стены.

Основные конструктивные элементы отопительно-варочной печи:

  • Шанцы (тепловоздушные каналы);
  • Зольник (или поддувало);
  • Колосниковая решетка (для сообщения топки с зольником);
  • Под (скат к колосникам);
  • Топочная камера;
  • Прогар (дымоотвод);
  • Свод топки (отделяет зону горения от зоны догорания в топочной камере);
  • Отдушник (отверстие, через которое в отопляемое помещение поступает тепло);
  • Наружная стена;
  • Дымооборот (Канал, соединяющий топочную камеру с дымоходом);
  • Перекрытие;
  • Дымоход;
  • Отступ (пространство между дымоходом и печью);
  • Дымовые задвижки;
  • Теплоотдающие стены.

Подробное устройство печи

Теплоотдача печи определяется количеством тепловой энергии, выделяемой печью в час, и зависит от количества использованного топлива. Теплоемкость (возможность сохранять тепло от сожженного топлива) измеряется в часах. Разные печи имеют разный уровень теплоемкости, которая также зависит от степени утепления стен и перекрытий, окон и дверей дома.

Расположение печи в доме влияет на количества тепла. Дом с печью, стоящей посредине, будет теплее.

Сколько стоит самостоятельно построить уличный печной комплекс из кирпича

Для изготовления кирпичной печи своими руками потребовалось купить:

Кирпич:

  • Обычный – 1100 шт.
  • Шамотный – 200 шт.
Сколько стоит самостоятельно построить уличный печной комплекс из кирпича

Вся работа по строительству печного комплекса проделана самостоятельно, примерно за месяц (при работе по 9-10 часов в день).

В дальнейшем пользователь установил на мангал б/у решетки от колосников, которые он как следует почистил.

Теперь в кирпичной печи можно отлично готовить вкусную пищу на углях.

Задать вопрос StooDent и скачать чертежи и порядовку его уличного печного комплекса можно в теме: «Строительство печного комплекса 3в1».

Советуем прочесть статьи:

Сколько стоит самостоятельно построить уличный печной комплекс из кирпича
  1. Лучшие уличные печные комплексы: обзор различных вариантов.
  2. Закрытая каменная беседка — летняя кухня: своими руками.
  • В чём преимущества закрытой беседки.
  • Как расположить беседку на участке.
  • Как залить плитный фундамент под беседку.
  • Как возвести вальмовую крышу и уложить гибкую черепицу.
  • Как утеплить и отделать беседку.
  1. Бюджетный тандыр женскими руками.

Из статьи вы узнаете:

  • Может ли женщина самостоятельно построить тандыр.
  • Как рассчитать размер тандыра и построить его своими руками.
  • Какие хитрости упрощают процесс возведения тандыра.
Сколько стоит самостоятельно построить уличный печной комплекс из кирпича

Посмотрите видео — уличный комплекс с печью древних ариев.

Плюсы и минусы котла со скелетным теплообменником

У печей оборудованных водяным контуром, которые используются для обогрева индивидуального коттеджа, существуют как преимущества, так и недостатки. Собственнику жилья необходимо их учитывать, перед тем как принимать решение об установки такого источника нагрева.

Кроме того потребуется выбрать размеры топки, которые по тепловым показателям обеспечат надежное отопление дома. При использовании твердого топлива объем топочной камеры должен обеспечить работу источника в течение 8-12 часов от одной загрузки.

Преимущества печи со скелетным теплообменником:

  1. Низкие удельные нормы расхода топлива на выработку тепловой энергии по сравнению с обычными печами.
  2. КПД печи с водяным отоплением может достигать КПД твердотопливного котла.
  3. Низкая стоимость монтажа и установки за счет использования имеющейся печи и дымоотводящих каналов.
  4. Возможность обвязки контура отопления с внутридомовой отопительной системой.
  5. Конструктивная возможность интегрировать печь в существующий дизайн помещения.

К минусам печей со скелетным теплообменником, работающих на твердом топливе, можно отнести необходимость постоянного обслуживания печи по загрузке топлива, отсутствие системы защиты и регулирования. В связи с этим в помещении могут создаваться зоны недогрева или перегрева.

Преимущества

Если теплообменник купить, то необходимости в проведении сварочных работ не будет.

Котел, выполненный из кирпича, считается простой и эффективной обогревательной конструкцией, которую целесообразно использовать для отопления частных домов. Плюсом такого сооружения считается возможность собственноручного изготовления, что позволяет значительно сэкономить, а также быть уверенным в качестве используемых материалов и готового котла. Сам процесс изготовления состоит из минимального количества этапов, не требующих большого количества сварочных работ. Купив готовый теплообменник, не применяют сварку. Кирпичный котел является многофункциональным, так как его можно применять в качестве обогревающего устройства для помещений. Дополнительно, как варочную плиту для приготовления пищи.

Кроме этого, такой котел обладает способностью поддерживать необходимую температуру теплоносителя на протяжении долгого времени, позволяя сохранять атмосферу в помещении здоровой и комфортной. Кирпичная печь позволяет сжигать даже отходы из пластмассы или резины Однако важно знать, что в топке утиля не должно быть более 1/3 части от общего количества топлива.

Меры безопасности!

Чтобы такой котел действительно был эффективным и экономичным вариантом отопления, прослужил долгую службу и не стал причиной ожогов или аварий в доме, учитывайте основные моменты противопожарной безопасности.

ТТ котел

ТТ котел

  1. Необходимо следить за температурой в системе и не допускать его перегрева.
  2. Нельзя устанавливать запорный вентиль на трубопроводе.
  3. Рядом с котлом нельзя держать легко воспламеняющиеся предметы.
  4. Необходимо следить за вентиляции в помещении.
  5. Для котла нужно оборудовать отдельное помещение.

На этапе подготовительных работ, продумайте место, где будет установлен котел.

В идеале, конечно, оборудовать отдельную котельную, ведь  эксплуатация ТТ котла длительного горения несколько  отличается от привычной кирпичной  печи  на дровах. Да и внешне  этот агрегат не будет радовать глаз, и служить украшением  дома.

Учитывая, что твердое топливо все-таки создает определенную грязь, ТТ котел длительного горения лучше устанавливать  нежилом помещении.

Но если его мощность небольшая (не превышает 30-35 кВт), то можно просто отделить (зонировать) основное помещение от «котельной» с помощью кирпичной стенки.

Обязательно предусмотрите систему вентиляции в помещении, где будет происходить  эксплуатация  этим котлом. На постоянной  основе  с улицы должен поступать кислород.

Вариант из кирпича и металла – дешевле и проще

Облегчит и удешевит создание шахтного котла с нижним горением применение кирпича. Из металла делаем только теплообменник вертикального типа. Его можно изготовить

  • из листового материала;
  • из листов металла с врезкой труб;
  • только из труб.

Наибольшая эффективность чисто трубного теплообменника, но он и самый трудный в изготовлении. Внешний вид показан на рисунке, размеры подбираются изготовителем.

На прочном бетонном фундаменте выкладываем поддувальную камеру, устанавливаем колосник. Ставим теплообменник, делаем вокруг него кладку стенок из качественного кирпича. При кладке устанавливаем две дверки. Нижняя дверца ставится так, чтобы можно было поджечь топливо и очистить топку и поддувало от золы. Можно установить две отдельные дверки вместо одной большой. Верхняя дверка служит для загрузки дров, угля, ее можно расположить на лицевой части котла, а можно сверху в виде люка.

На рисунке внизу показан общий вид шахтного котла со стенками из кирпича.

Несколько замечаний по кладке кирпичных стен котла и монтажу. Достаточной будет толщина облицовки в полкирпича. Теплообменник выставляем, чтобы выход горячей воды оказался в самой высокой точке. Это предотвратит создание воздушных пробок, улучшит циркуляцию воды. Кладка проводится с перевязкой швов, поднимается на 2–3 см выше обменника. Дымовую трубу выкладываем из кирпича или устанавливаем из металла.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...