Самодельные котлы отопления: принципы конструирования и примеры схем

Самодельные котлы отопления: конструкция и схемы

все о биотопливе и твердотопливных котлах

  • все категории
  • Общая информация 242
  • Брикеты из торфа 8
  • Брикеты топливные 61
  • Древесный уголь 36
  • Дрова 34
  • Пеллеты древесные 91
  • Пеллеты из лузги 16
  • Пеллеты из соломы 21
  • Пеллеты из торфа 13
  • Щепа, стружка, отходы 44
  • Дымоходы 45
  • Енергетические комплексы 10
  • Камины, печи для дома 208
  • Комплектующие 17
  • Пиролизные котлы (печи) 25
  • Твердотопливные котлы 111
  • Отопление, энергосбережение 125
  • Проекты и услуги 4
  • Сбор и утилизация отходов 20

1. Общие принципы
2. Реализация

  • Дровяной котел
  • Пиролизный котел
  • Котел на отработанном масле
  • Электрический котел

3. Заключение

В статье мы разберемся, как может быть устроен самодельный отопительный котел, и приведем несколько примеров работающих конструкций.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ

Все самодельные отопительные котлы для дома основаны на общем принципе: сгорающее топливо отдает свое тепло теплообменнику, который, в свою очередь, нагревает теплоноситель – в большинстве случаев обычную воду.

На эффективность работы котла влияют два основных фактора:

  • Конструкция теплообменника. Чем больше площадь теплового контакта топки и емкости с теплоносителем, тем больше тепла в единицу времени передается то сгорающего топлива воде.
  • Полнота сгорания топлива. Если при недостаточном притоке кислорода вместе с продуктами горения улетучиваются пиролизный газ, который может отдать много тепла при сгорании, или пары жидкого топлива – очевидно, конструкция нуждается в доработке.

Обратите внимание:практическое следствие первого пункта– температура продуктов сгорания должна быть минимальной.Чем она ниже, тем выше КПД котла. Кроме того, низкая температура в дымоходе означает его долговечность и безопасность эксплуатации котла в целом. Лучшие самодельные твердотопливные котлы имеют температуру на выходе не больше 120-150 градусов.

Понятно, что на конструкцию сделанного своими руками котла отопления любого типа накладывает отпечаток два фактора:

  1. Доступность материалов. Жаростойкие сорта нержавеющей стали, понятное дело, куда долговечнее, чем обычный стальной лист. Однако применяется обычно именно последний – просто потому, что его куда легче купить, да и стоит он куда дешевле.
  2. Возможность обработки. Литую печь из чугуна произвольной конструкции просто не создать в гараже или подвале – необходимое для этого оборудование будет, вежливо говоря, дороже, чем готовая чугунная печь.

Именно поэтому традиционный материал – листовая сталь толщиной до 5 миллиметров, традиционные способы ее обработки – резка болгаркой или газовым резаком и электросварка.

Конструкция котла зависит, понятное дело, от типа применяемого топлива.

Кроме того, на нее накладывает отпечаток способ циркуляции теплоносителя в контуре:

  • Для того, чтобы нагрев воды обеспечил циркуляцию за счет естественной конвекции, нужна большая высота водяного бака и больший диаметр как патрубков, так и самих контуров отопления – и подачи, и обратки. Чем ниже диаметр – тем больше сопротивление движению воды и тем ниже шансы получения приемлемой скорости циркуляции без циркуляционного насоса.
  • Наличие насоса позволяет обойтись меньшим диаметром труб и меньшей высотой бака. Однако здесь нас поджидает ловушка: если при греющем котле подача электричества прекратится и циркуляция остановится, велики шансы получить разорванный паром котел.

Отсюда общие для всех типов котлов рекомендации:

1. И патрубки, которыми оснащается отопительный котел, и сами контуры отопления лучше выполнить трубой диаметром не меньше 1 1/4 дюйма (32 мм).

Диаметр трубы на выходе из теплообменника – 32 мм

2. Поскольку при остановке циркуляционного насоса скорость циркуляции воды замедлится, ее температура будет расти.

Раз так – лучше выполнить контур отопления не из металлопластика или тем более полипропилена с их ограниченной устойчивостью к высоким температурам, а из оцинковки с герметизацией резьб льном с суриком или краской.

ДРОВЯНОЙ КОТЕЛ

Самодельный котел отопления на дровах в самом простом варианте представляет собой два цилиндра разного диаметра, помещенные друг в друга. Во внутреннем – топка, внешний – бак для воды. Для уменьшения объема сварочных работ берется готовая толстостенная труба большого диаметра.

Разумеется, возможны разнообразные комбинации форм и размеров в зависимости от имеющихся в вашем распоряжении материалов. Можно, к примеру, сваренную из листа прямоугольную топку поместить внутрь цилиндрического водяного бака; можно и поместить в топку змеевик или теплообменник в виде ряда поперечных или продольных труб.

Огромное достоинство таких котлов – универсальность. Дровяной – не совсем точное название; правильнее будет сказать, что они работают на твердом топливе. В топку с равным успехом можно закладывать и дрова, и пеллеты, и брикеты сухого торфа, и уголь.

Кроме того, самодельный твердотопливный котел прост в изготовлении. Однако оборотная сторона этой простоты – довольно низкий КПД. Заметный выигрыш в этом плане имеет следующая схема.

ПИРОЛИЗНЫЙ КОТЕЛ

При температуре от 200 до 800 градусов и недостатке кислорода дерево разлагается с выделением тепла на древесный кокс и пиролизный газ. Затем к горячему пиролизному газу достаточно подмешать воздух, чтобы заставить его воспламениться – тоже с выделением большого количества тепла.

  • КПД становится выше и достигает в лучших котлах 92%.
  • Котел на одной закладке дров может работать до 12 часов против 4 у традиционных котлов.
  • Топливо сгорает с минимальным количеством твердого остатка.
  • Горение газа легко регулировать автоматически. В результате степень автоматизации работы котла для отопления частного дома мало отличается от электрических и газовых моделей.
  • Оборотная сторона использования раздельного сгорания твердой и газообразной фракций – требования к низкой влажности дров. При влажности выше 30% пиролизный газ с большим количеством водяных паров плохо горит.
  • Большая часть самодельных котлов работает только на дровах, обеспечивающих более низкую по сравнению с углем температуру сгорания.
  • Цена материалов для пиролизного котла будет куда выше, чем у традиционного твердотопливного котла с одной топкой. Однако он окупится в ближайшие три-четыре отопительных сезона.

КОТЕЛ НА ОТРАБОТАННОМ МАСЛЕ

Любопытна конструкция котла на отработке, испаряющего масло перед его сгоранием. После розжига, когда котел выходит на рабочую температуру, капающее в раскаленный поддон масло мгновенно превращается в горючие газы, которые при сгорании нагревают теплообменник.

В качестве топлива без какой-либо модификации может использоваться и солярка.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОТЕЛ

Самодельный электрокотел для отопления конструктивно наиболее прост. ТЭН помещается внутрь трубы, которая ставится вертикально. Снизу подводится патрубок с обратного трубопровода, сверху подключается подача – и, в общем-то, котел готов.

Как всегда, есть нюансы.

  • Электрокотлы при текущих ценах на электричество – наиболее дорогой вид отопления.
  • Инструкция по технике электрической безопасности запрещает подключать котлы мощностью свыше 7 КВт к 220 вольтам. А 380 есть далеко не везде.

Особняком стоят индукционные котлы. Самодельный индукционный котел отопления в самом простом варианте представляет собой толстостенную пластиковую трубу, вокруг которой намотана сотня витков эмалированного провода, подсоединенного к сварочному инвертору с током на выходе около 15 ампер.

Внутрь помещаются те элементы, которые будут нагреваться вихревыми токами – рубленный стальной пруток или обрезки толстой проволоки.

Затем снизу подключается обратный трубопровод, сверху подающий, контур заполняется водой – и можно подавать питание. Циркуляционный насос в данном случае не нужен, конвекция нагретой воды обеспечит циркуляцию.

Внимание: пробные включения без теплоносителя за несколько секунд расплавят пластик.

Дополнительную информацию о самодельных котлах отопления вы найдете в видео в конце статьи. А если вас интересуют альтернативные источники энергии. Успехов в творчестве!

Самодельный газовый котел для отопления частного дома и дачи: изготовление трех проверенных конструкций

Покупать дорогостоящее оборудование для организации отопления в редко посещаемой даче, баньке или небольшом доме не всегда целесообразно. Особенно неразумно, если за загородной собственностью нет постоянного присмотра и не установлена охранная сигнализация. Как быть, если периодически все же требуется обогрев?

С отоплением вполне успешно справится самодельный газовый котел, собранный из подручных материалов или отслуживших бытовых агрегатов. Сделанный собственными руками прибор может стать гордостью хозяина. Сооружение работающей на газу конструкции поможет проявить мастерство.

В предложенной нами статье детально описаны шаги сборки и модернизации газовых агрегатов, которые смогут достойно обогреть частные постройки. Мы привели в качестве примеров наиболее популярные, проверенные на практике варианты самоделок. Наши советы обеспечат домашним мастерам успех в непростом деле.

Стоит ли проектировать газовый котел самому?

Разбор вариантов изготовления газового котла собственными руками начнем с того, что перерабатываемое ими топливо относится к разряду токсичных и взрывоопасных веществ. Газ легко воспламеняется. Малейшие просчеты в конструировании и реализации самоделок могут обернуться серьезными разрушениями, нанесением урона здоровью, потерей имущества.

Потому разработкой модели газового котла мы не рекомендуем заниматься людям, не имеющим технического образования со специализацией в сфере проектирования газового оборудования. Да зачастую и опытные газовщики не возьмутся за подобный проект.

Оптимальным решением вполне обоснованно считается:

  • Переделка твердотопливной модели в газовый котел путем установки в топливник газовой горелки;
  • Усовершенствование отслужившего, но работоспособного агрегата с ориентацией на использование в отопительном контуре. Дополнение заводской модели устройствами для нагрева и стимуляции движения теплоносителя;
  • Изготовление пиролизного котла – оборудования, генерирующего газообразное горючее в результате переработки твердого топлива на первоначальном этапе. На вторичном этапе в дополнительном топливнике дожигается выделяемый в ходе сжигания дров газ.

Если у вас все же возникнет желание досконально изучить вопрос и изобрести вариант самодельного газового котла для устройства автономного отопления в частном доме, готовьтесь к буквальному «хождению по мукам». Вам предстоит получить разрешения и подтверждение безопасности изобретения в ряде государственных надзорных инстанций.

Самостоятельному народному умельцу потребуется:

  • Проверить котел на соответствие требованием безопасности, после чего получить подтверждающий или опровергающий документ.
  • Получить разрешения от ГосТехНадзора, ПожИнспекции МЧС и ГорГаза.
  • Подать заявку на получение патента и сертификата, разрешающего изготовление в разовом или поточном исполнении.

Этот пусть и немногочисленный, но довольно внушительный перечень способен отбить желание изобретать у любого народного доки. Однако он не сможет погасить стремления модернизировать существующий агрегат посредством установки собранных на заводе горелочных модулей. Усовершенствование запросто совмещает безопасность эксплуатации с повышением эффективности.

Самый важный рабочий орган в газовом оборудовании – горелка. Установка ее превратит любой котел в требующийся нам тип нагревателя теплоносителя и горячей воды для санитарных целей.

В зависимости от способа подачи в камеру сгорания воздуха, требующегося для горения, горелки подразделяются на две основные группы:

  • Атмосферные. Их устанавливают в открытые камеры сгорания атмосферных котлов. В них воздух свободно затягивается из помещения, в котором расположен котел.
  • Вентиляторные (они же дутьевые). Такими моделями оснащают закрытые камеры сгорания, в которые воздух нагнетается принудительным способом с захватом его на улице. Для вывода дымовых газов им требуется коаксиальный дымоход и вентилятор.

Дутьевые конструкции слишком сложны для домашнего творчества. Их проще, да и выгоднее купить. Ведь приобретение всех устройств регулировки и безопасности для работы вентиляторной горелки может обойтись дороже, чем покупка модуля в готовом для установки виде.

Атмосферную горелку тоже желательно приобрести, но можно сделать простейшую разновидность собственными руками. Ниже рассмотрим, как и из чего ее можно собрать.

Процесс изготовления атмосферной газовой горелки

Горелку атмосферного типа легче соорудить, так как конструктивно она гораздо проще вентиляторного собрата. Самый характерный и известный большинству россиян пример – горелочный блок в газовых колонках старого образца. В ее конструкции нет энергозависимых элементов, принуждающих газ и воздух смешиваться в требующихся пропорциях.

Воздух в камеру с атмосферным горелочным модулем втягивается самопроизвольно по мере необходимости. Продукты переработки голубого горючего выводятся естественным образом через стандартный дымоход благодаря наличию тяги. Вся работа заключается в сооружении коллектора с газовыми форсунками, через которые с нужной скоростью будет поступать газ.

Чтобы своими руками сделать горелку для оснащения газового котла отопления, потребуется:

  • Вентиль серии ВК-74. Обычно используется на кислородных баллонах, рассчитан на максимальное давление в 20 мПа. В комплектации должна быть накидная гайка на 3/4″, с помощью которой можно герметично подключиться к подающей газ трубе или шлангу. Служить вентиль будет опорной базой для фиксации форсунки.
  • Колпачок под форсунку. Устройство будет удерживать дозатор подачи газа и формировать узконаправленную струю. В вершине колпачка высверливают отверстие, в которое предстоит поставить форсунку. Основанием оно накручивается на вентиль.
  • Форсунка. Купить ее лучше в готовом виде с расчетом на подачу магистрального газа или сжиженной газовой смеси. У форсунок различается диаметр выхода. Вместо форсунок для котлов можно использовать жиклер от газовой горелки.
  • Самодельный инжектор. Его сооружают из стальной трубки с толщиной стенки до 2 мм. Потребуется отрезок трубы примерно в 10 см длинной.
  • Пьезоэлемент. Устанавливается по желанию, хотя и без него можно обойтись. Самоделку можно поджигать спичками.

Все приведенные элементы собираются преимущественно сварным способом. Потому инициативному «самоделкину» очень пригодятся навыки и минимальные познания в сварном деле. Однако там, где возможно применение резьбы, в приоритете должна остаться она.

Канал для подачи газа должен быть безупречен и герметичен, ведь от его состояния зависит безопасность. Между входом газа в устройство и форсункой должно сохраниться расстояние в 10 см, необходимое для смешивания горючего с воздухом.

Котлы отопления своими руками и чертежи

Качественное, доступное отопление дома можно обеспечить с помощью покупного котла, построенного самостоятельно. Конструкция по силам опытному мастеру, поможет сэкономить.

Самодельный котел

Виды отопительных котлов

Существует четыре вида:

  1. Электрические
  2. Газовые
  3. На жидком топливе
  4. Твердотопливные

Выбор имеет положительные, отрицательные стороны.

Электрические

Электрические просты в изготовлении, можно устанавливать во многих местах, компактны, просты в повседневной эксплуатации. Минусы:

  1. Критически зависят от стабильного электропитания
  2. Требуют отдельной мощной проводки (рассчитанной на работу прибора в 5-10 кВт)
  3. Потребляют дорогое электричество

Самодельный ТЭНовый электрокотел в системе отопления Изготовленный в домашней мастерской ТЭНовый электрокотел в системе отопления (для помещения большой площади) Самодельный ТЭНовый электрокотел в системе отопления (с обвязкой, группой безопасности) Схемы устройства, работы электродного, ТЭНового электрокотлов

Газовые

Газовые — распространенные, но установка требует официальных разрешений, эксплуатация самодельных конструкций не допускается. Стоимость магистрального газа постоянно растет.

На жидком топливе

Технологичны, воспроизводимы в гаражной мастерской, требуют больших запасов жидкого топлива (1.5-2 литра на час работы). Стоимость отработанного машинного масла, дизельного топлива постоянно растет.

Схема системы отопления с капельным котлом на солярке Схема на отработанном масле Схема на отработке Схема на отработке масла Схема работы печи на отработке с вентилятором Подробная схема на отработанном масле Печь на отработке с водяным контуром

Твердотопливные

Конструкции проверены десятилетиями эксплуатации. Стоимость угля, дров, сравнительно с другими видами топлива, невысока. Устройства автономны, легко воспроизводимы в условиях гаражной мастерской.

Что потребуется?

Потребуется небольшой набор инструментов, материалов, схемы, эскизы конструкций отопительных котлов.

Инструменты

Вопрос инструментов не настолько важен, как уровень мастерства мастера. Простых навыков начинающего сварщика в гаражной мастерской будет совершенно недостаточно. Уровень требуется выше среднего. Причина требований — работа при высоких температурах, давлении горячей воды. Если сварные швы будут недостаточно качественными, вероятна течь, разрыв.

При сварке деталей рекомендуется использовать двойные швы. Увеличивает расход сварочных электродов, проволоки для полуавтомата, но гарантирует отсутствие течей или прогаров в ходе длительной топки зимой. Швы — уязвимое место самодельного котла.

Потребуются следующие инструменты:

  1. Сварочный инверторный аппарат
  2. Сварочный полуавтоматический аппарат
  3. Угловая шлифмашина
  4. Высокоскоростная дрель, набор сверл по металлу
  5. Приспособления для фиксации деталей при сварке — струбцины, ваймы
  6. Сварочный стол
  7. Маска сварщика
  8. Пневматический краскопульт

Материалы

Если не уделить должного внимания качеству материалов, изготовленная в результате многочасового труда конструкция не оправдает ожиданий, выйдет из строя после нескольких дней эксплуатации. Чаще появляются течи водяной рубашки, начинает пропускать дым сквозь сварные швы система дымовых оборотов.

Избежать проблем можно только применением качественных материалов:

  1. Листовая сталь термостойких марок
  2. Бесшовные трубы
  3. Строительная арматура
  4. Асбестовые листы, уплотнительные шнуры
  5. Газовые, водопроводные фитинги, манометры, биметаллические термометры
  6. ФОМ-лента
  7. Термостойкая краска

Проект

Представлен ряд схем работы, эскизов с размерами наиболее практичных, технологически простых отопительных конструкций.

Твердотопливный котел — схема, основные размеры

Прежде чем выбрать конструкцию, нужно подсчитать потребную мощность. Измеряют в кВт, рассчитывают 1 кВт на 10 кв. метров площади.

Изготовление корпуса

Корпус изготавливают из листовой термостойкой стали толщиной не менее 5 мм. Перед работой, шлифкругом УШМ материал очищается от ржавчины. Производится разметка деталей, резка. Также применяется УШМ.

Неукоснительно соблюдайте правила работы с УШМ. Работайте, используя средства защиты кистей рук (краги), глаз (очки).

Этапы изготовления корпуса показаны на фотографиях.

Топка

Отверстия для топки, поддувала

Отверстия заранее размечаются на лицевой детали корпуса. Прорезаются абразивным кругом шлифмашины (УШМ). Кромка дополнительно обрабатывается — острые края, заусенцы недопустимы (приведет к травмам).

Читайте также:  Плюсы и минусы газобетона

Отверстия для патрубков

Через верхний, нижний патрубки происходит отток горячей, приток холодной воды из системы отопления. Для патрубков рекомендуется применять отрезки бесшовной трубы диаметром не менее 50 мм. Меньшие размеры создают слишком большое сопротивление току воды, приводят к закипанию в котле, когда радиаторы не прогреты. Отверстия прорезают сварочным аппаратом, дрелью, зубилом, кувалдой (способ описан далее в подробностях). Края нужно выровнять напильником, приварить патрубок.

Удобно использовать в качестве патрубков отрезки трубы с резьбой на одной из сторон. Упростит подключение (отключение) к системе. Сварка будет не нужна — достаточно закрутить (открутить) контргайку водопроводным разводным ключом.

Внутренние детали

Внутренние детали отопительного устройства вырезаются по схеме шлифмашиной, дрелью (в местах, где рез УШМ выполнить невозможно). Работают по алгоритму — сверление по контуру детали близко расположенных отверстий, разрубание перемычек зубилом, малой кувалдой).

При раскрое деталей нужно строго соблюдать размерность, не деформировать лист металла. При финишной сборке возникнут проблемы совпадения, слишком большие зазоры.

Сборка отопительного агрегата

После раскроя деталей производится сборка, сварка в два этапа: собирается основание с топочным отсеком, параллельно сваривается водяная рубашка с водотрубной системой. На втором этапе — сваренные части соединяются в одно целое, фиксируются сварочными швами. Нужно делать, как минимум с двумя помощниками, вес деталей большой. Подробности операций видны на фото.

Основные стыки

Сборку деталей, водяной рубашки, водотрубной системы, топочной камеры нужно производить сварочным полуавтоматом, используя качественную проволоку. Позволит создавать ровный, качественный шов. Полуавтоматом очень удобно работать в узких, стесненных местах. Швы нужно делать двойными.

При соединении деталей двойными швами нужно работать тщательно — велик риск непровара.

Топочный отсек

В топочном отсеке сгорает топливо, выделяющаяся тепловая энергия передается воде в окружающей рубашке. Необходимо сваривать тщательно, используя двойные швы. В самом низу топки размещают колосник. Можно приобрести готовый по размеру топки, сделать самостоятельно. Берется арматура, толщиной не менее 20-30 мм, нарезается на отрезки шлифмашиной, сваривается. В топку полученный колосник устанавливается на приваренные по периметру упоры из стального уголка.

От объема топочного отсека зависит мощность. Для обычных конструкций — 1-1.5 кВт на литр объема. Для пиролизных (в них осуществляется дожиг печного газа, выделяющегося при медленном горении топлива в атмосфере бедной кислородом) — 1.5-2.5 кВт на литр объема топки.

Нижняя часть корпуса

В нижней части корпуса располагается дверца поддувала, зольник, дно, крепящиеся к нему опоры. Дверцу поддувала вырезают шлифмашиной, дрелью, навешивают в подготовленный проем корпуса на стальные петли, не забывая о закреплении по периметру уплотняющего асбестового шнура. В закрытом положении дверка удерживается защелкой, любой из доступных мастеру конструкций.

Зольник — ящик из листовой стали, который полностью вынимается через поддувало, позволяет быстро очищать от золы. Опоры нужно изготавливать из отрезков толстостенной трубы диаметром 5-7 см, длиной около 3-6 см. Приваривать нужно качественно, на равном удалении от краев дна — на них будет покоиться вес устройства (вместе с водой — не менее 250-300 кг).

Конструкция для задвижки поддувала

Задвижка поддувала, называемая шибером, может быть изготовлена самостоятельно, приобретена отдельно в готовом виде. При решении о самостоятельном изготовлении, нужно ориентироваться на размеры. Понадобиться стальной уголок, прямоугольный кусок стали, толщиной 5-8 мм. Нужно прорезать ряд вертикальных щелей с шагом в 2-3 см. Щели прорезаются в дверце поддувала. Приваренные уголки удержат пластину шибера, позволят сдвигать в горизонтальной плоскости на 3-5 см. Изменяя размеры щелей, можно будет регулировать приток кислорода в топку, интенсивность горения дров, угля.

Водотрубная система

Тестирование, подключение к системе отопления

После сборки основной части, наложения финального шва, необходимо проверить герметичность. Достаточно залить в него воду. Будут выявлены грубые ошибки сварки. Более глубокие непровары останутся неизвестными, проявятся в самый неожиданный момент в ходе эксплуатации.

Для тестирования отопительного устройства, перед подключением к системе обогрева дома, нужно использовать опрессовочный насос. Можно создать нужное давление, выявить огрехи конструкции.

Используя опрессовочный насос, нужно создавать давление воды внутри не менее 3.5-4 атмосфер. Если не даст течи в ходе проверки, то успешно будет служить при штатных 1.5-2.5 атмосферах внутреннего давления.

Опрессовочный насос — дорогое оборудование, применение требует навыков. Приобретать ради одного раза непрактично. Проще, эффективнее обратиться к водопроводчику, мастеру, занимающемуся установкой отопительного оборудования.

После опрессовки, тестовой топки можно устанавливать на запланированное место, подключать к отопительной системе дома. Нужно включить в обвязку группу безопасности расширительный бак. Группа безопасности — манометр, показывающий давление в системе, автоматический клапан сброса воздуха, аварийный клапан.

Начало сборки

Монтаж дымохода

Для первой топки подойдет временная труба из оцинкованного железа, длиной 2-3 метра. При установке котла на место постоянной эксплуатации, нужно установить более надежный дымоход. Практичнее использовать трубы, выполненные по сандвич-технологии (между внешней и внутренней трубой прокладывается 50-70 мм базальтовой ваты). Применение удобно тем, что в комплекте поставляется необходимый крепеж, дополнительные элементы для провода дымохода через потолочное перекрытие, крышу, для монтажа достаточно двух человек.

При проводе дымохода через потолочные перекрытия, крышу, нужно тщательно гидроизолировать стыки, не забывать о противопожарных мерах — применять только негорючие, термостойкие материалы (сталь, минеральные ваты, силиконовые герметики, цемент).

Первая растопка котла

После окончания сборки конструкции, монтажа дымохода (можно ограничиться временной версией, котел разместить на открытом воздухе) нужно провести первую топку. Выявит возможные, оставшиеся незамеченными огрехи, недоделки в конструкции.

Прежде чем помещать в топку котла топливо, нужно подключить временный контур отопления с радиатором (подойдет однотрубная схема на основе дюймовых пластиковых труб).

Недопустимо напрямую подключать пластиковые трубы к котлу. Потребуются стальные сгоны, длиной 20-30 см.

После заполнения отопительного контура водой, нужно визуально проконтролировать швы водяной рубашки котла с внешней, внутренней стороны. При выявлении течи, нужно отметить место, слить воду, дополнительно проварить шов.

Если недостатков не выявлено, помещается немного топлива (не более 1/3 объема топки). Подойдут хорошо просушенные березовые дрова. Открывают заслонку тяги в дымовой трубе, шибер в нижней части котла, у поддувала. Разжигают в топке огонь. По мере прогорания дров, нагревается вода в рубашке, перемещается по отопительному контуру. Позволит проверить общую работоспособность собранного котла, отдельных элементов — группы безопасности, водяной рубашки.

В ходе первой топки выявятся недостатки сварных швов, если они есть. Выявленные течи, места просачивания дыма отмечают, позже исправляют дополнительной проваркой сварочным полуавтоматом.

Прежде чем накладывать новый шов, нужно удалить угловой шлифмашиной участок старого, иначе есть риск прожига, непровара.

Регулировка зазора шибера

При пробной топке нужно проверить работу шибера, задвижки дымохода. При перемещении-повороте, интенсивность горения в топке должна меняться. Огонь будет затухать, ярче разгораться. Выявив, можно быть уверенным в полной работоспособности, управляемости котла. Манипуляции шибером в поддувале снизят интенсивность горения, растянут закладку дров на более длительный отрезок времени, в случае небольших холодов, температурных скачков межсезонья.

Заключение

Самодельный котел отопления, при грамотной сборке, установке, станет хорошей альтернативой фабричным моделям. Особенно, при периодической эксплуатации, например, для отопления загородного дома, в качестве резервного источника тепла (если есть основной газовый, электрокотел).

Самодельные котлы отопления: принципы конструирования и примеры схем

В статье мы разберемся, как может быть устроен самодельный отопительный котел, и приведем несколько примеров работающих конструкций.

Общие принципы

Все самодельные отопительные котлы для дома основаны на общем принципе: сгорающее топливо отдает свое тепло теплообменнику, который, в свою очередь, нагревает теплоноситель — в большинстве случаев обычную воду.

Внешний вид и схема работы определяются доступностью материалов и тем, какой вид топлива у вас дешевле.

На эффективность работы котла влияют два основных фактора:

  • Конструкция теплообменника. Чем больше площадь теплового контакта топки и емкости с теплоносителем, тем больше тепла в единицу времени передается то сгорающего топлива воде.
  • Полнота сгорания топлива. Если при недостаточном притоке кислорода вместе с продуктами горения улетучиваются пиролизный газ, который может отдать много тепла при сгорании, или пары жидкого топлива — очевидно, конструкция нуждается в доработке.

Обратите внимание: практическое следствие первого пункта — температура продуктов сгорания должна быть минимальной.
Чем она ниже, тем выше КПД котла. Кроме того, низкая температура в дымоходе означает его долговечность и безопасность эксплуатации котла в целом.
Лучшие самодельные твердотопливные котлы имеют температуру на выходе не больше 120-150 градусов.

Реализация

Понятно, что на конструкцию сделанного своими руками котла отопления любого типа накладывает отпечаток два фактора:

  1. Доступность материалов. Жаростойкие сорта нержавеющей стали, понятное дело, куда долговечнее, чем обычный стальной лист. Однако применяется обычно именно последний — просто потому, что его куда легче купить, да и стоит он куда дешевле.
  2. Возможность обработки. Литую печь из чугуна произвольной конструкции просто не создать в гараже или подвале — необходимое для этого оборудование будет, вежливо говоря, дороже, чем готовая чугунная печь.

Решения могут быть самыми неожиданными — фантазии есть где разгуляться.

Именно поэтому традиционный материал — листовая сталь толщиной до 5 миллиметров, традиционные способы ее обработки — резка болгаркой или газовым резаком и электросварка.

Конструкция котла зависит, понятное дело, от типа применяемого топлива.

Кроме того, на нее накладывает отпечаток способ циркуляции теплоносителя в контуре:

  • Для того, чтобы нагрев воды обеспечил циркуляцию за счет естественной конвекции, нужна большая высота водяного бака и больший диаметр как патрубков, так и самих контуров отопления — и подачи, и обратки.
    Чем ниже диаметр — тем больше сопротивление движению воды и тем ниже шансы получения приемлемой скорости циркуляции без циркуляционного насоса.
  • Наличие насоса позволяет обойтись меньшим диаметром труб и меньшей высотой бака.
    Однако здесь нас поджидает ловушка: если при греющем котле подача электричества прекратится и циркуляция остановится, велики шансы получить разорванный паром котел.

Отсюда общие для всех типов котлов рекомендации:

  1. И патрубки, которыми оснащается отопительный котел, и сами контуры отопления лучше выполнить трубой диаметром не меньше 1 1/4 дюйма (32 мм).

Диаметр трубы на выходе из теплообменника — 32 мм.

  1. Поскольку при остановке циркуляционного насоса скорость циркуляции воды замедлится, ее температура будет расти.

Раз так — лучше выполнить контур отопления не из металлопластика или тем более полипропилена с их ограниченной устойчивостью к высоким температурам, а из оцинковки с герметизацией резьб льном с суриком или краской.

Дровяной котел

Самодельный котел отопления на дровах в самом простом варианте представляет собой два цилиндра разного диаметра, помещенные друг в друга. Во внутреннем — топка, внешний — бак для воды. Для уменьшения объема сварочных работ берется готовая толстостенная труба большого диаметра.

Разумеется, возможны разнообразные комбинации форм и размеров в зависимости от имеющихся в вашем распоряжении материалов. Можно, к примеру, сваренную из листа прямоугольную топку поместить внутрь цилиндрического водяного бака; можно и поместить в топку змеевик или теплообменник в виде ряда поперечных или продольных труб.

Этот самодельный дровяной котел отопления сделан из толстостенной трубы большого диаметра и помещенного внутрь нее прямоугольного топливника. Пространство между ними заполнено водой.

Огромное достоинство таких котлов — универсальность. Дровяной — не совсем точное название; правильнее будет сказать, что они работают на твердом топливе. В топку с равным успехом можно закладывать и дрова, и пеллеты, и брикеты сухого торфа, и уголь.

Кроме того, самодельный твердотопливный котел прост в изготовлении. Однако оборотная сторона этой простоты — довольно низкий КПД. Заметный выигрыш в этом плане имеет следующая схема.

Пиролизный котел

При температуре от 200 до 800 градусов и недостатке кислорода дерево разлагается с выделением тепла на древесный кокс и пиролизный газ. Затем к горячему пиролизному газу достаточно подмешать воздух, чтобы заставить его воспламениться — тоже с выделением большого количества тепла.

  • КПД становится выше и достигает в лучших котлах 92%.
  • Котел на одной закладке дров может работать до 12 часов против 4 у традиционных котлов.
  • Топливо сгорает с минимальным количеством твердого остатка.
  • Горение газа легко регулировать автоматически. В результате степень автоматизации работы котла для отопления частного дома мало отличается от электрических и газовых моделей.
  • Оборотная сторона использования раздельного сгорания твердой и газообразной фракций — требования к низкой влажности дров. При влажности выше 30% пиролизный газ с большим количеством водяных паров плохо горит.
  • Большая часть самодельных котлов работает только на дровах, обеспечивающих более низкую по сравнению с углем температуру сгорания.
  • Цена материалов для пиролизного котла будет куда выше, чем у традиционного твердотопливного котла с одной топкой. Однако он окупится в ближайшие три-четыре отопительных сезона.

Возможные конструкции и чертежи самодельных котлов отопления легко найти в интернете и модифицировать, исходя из имеющихся материалов.

Котел на отработанном масле

Любопытна конструкция котла на отработке, испаряющего масло перед его сгоранием. После розжига, когда котел выходит на рабочую температуру, капающее в раскаленный поддон масло мгновенно превращается в горючие газы, которые при сгорании нагревают теплообменник.

Схема корпуса котла этого типа с указанием размеров.

В качестве топлива без какой-либо модификации может использоваться и солярка.

Электрический котел

Самодельный электрокотел для отопления конструктивно наиболее прост. ТЭН помещается внутрь трубы, которая ставится вертикально. Снизу подводится патрубок с обратного трубопровода, сверху подключается подача — и, в общем-то, котел готов.

Как всегда, есть нюансы.

  • Электрокотлы при текущих ценах на электричество — наиболее дорогой вид отопления (см. также настенные электроконвекторы отопления).
  • Инструкция по технике электрической безопасности запрещает подключать котлы мощностью свыше 7 КВт к 220 вольтам. А 380 есть далеко не везде.

Простейший электрокотел: корпус из трубы, один ТЭН и естественная циркуляция теплоносителя.

Особняком стоят индукционные котлы. Самодельный индукционный котел отопления в самом простом варианте представляет собой толстостенную пластиковую трубу, вокруг которой намотана сотня витков эмалированного провода, подсоединенного к сварочному инвертору с током на выходе около 15 ампер.

Внутрь помещаются те элементы, которые будут нагреваться вихревыми токами — рубленный стальной пруток или обрезки толстой проволоки.

Затем снизу подключается обратный трубопровод, сверху подающий, контур заполняется водой — и можно подавать питание. Циркуляционный насос в данном случае не нужен, конвекция нагретой воды обеспечит циркуляцию.

Внимание: пробные включения без теплоносителя за несколько секунд расплавят пластик.

На фото наглядно демонстрируется электромагнитная индукция. Стальной сердечник нагревается вихревыми токами.

Заключение

Дополнительную информацию о самодельных котлах отопления вы найдете в видео в конце статьи. А если вас интересуют альтернативные источники энергии, то см. солнечное отопление. Успехов в творчестве!

Самодельный ракетный котёл. Личный опыт

Темы, посвящённые котлам, самодельным печам и отопительному оборудованию, пользуются неизменной популярностью на FORUMHOUSE. Это неудивительно. Ведь в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, трудностями и дороговизной подключения к магистральному газу, многие задумываются о поиске альтернативы «голубому топливу».

Несмотря на большой выбор готовых заводских изделий, наши энтузиасты создают свои собственные конструкции систем отопления. Особый интерес представляет твердотопливный котёл, построенный пользователем нашего портала с ником Perelesnik. Он привлёк повышенное внимание, т.к. в основу его работы положен принцип действия ракетной печи. В этом материале мы расскажем об основных этапах разработки котла, предшествующих его строительству.

С чего всё началось

Прежде чем перейти к техническим особенностям котла, стоит заострить внимание на предыстории его строительства.

В мой дом заведён газ, но я периодически задумывался над тем, чтобы перейти на отопление твёрдым топливом. Останавливало лишь то, что газовое отопление было выгодно, и переход на дрова оказывался не рентабельным. Дом я отапливал электродным котлом мощностью 7 кВт, работающим в связке с кондиционером, который эксплуатировался «на обогрев». При сильных заморозках дом дополнительно подтапливался котлом, работающим на газе. И вот газ подорожал…

Прежде, чем иди и сразу покупать «нечто» под названием «твердотопливный котёл», Perelesnik начал изучать предмет. Он ознакомился с перечнем оборудования, предлагаемого в магазинах, посмотрел, как работают котлы у соседей, понял, какие наиболее частые проблемы возникают, изучил отзывы в Интернете.

После «мозгового штурма» появился список требований, которым должно отвечать устройство – с точки зрения Perelesnik-а:

  • Возможность стабильной работы на мощности от 2 до 20 кВт. Это связано с особенностями климата в регионе проживания форумчанина. Зимой температура с месяц может держаться около 0°C, а потом резко на неделю упасть до -25…30°C. В осенне-весенний период температура находится в пределах +5…+10°C. Т.к. дом в межсезонье также нужно отапливать, но от котла не требуется максимальная мощность, нужен «гибко» настраиваемый аппарат.
  • Котёл должен быть «всеядным», т.е. гореть в топке должно всё, что может гореть – дрова, топливные брикеты, уголь, отходы и т.д., включая влажное топливо.
  • Конструкция котла должна предусматривать закладку поленьев диаметром до 20 см. Это уменьшит необходимость в колке дров.
  • Должен работать с ночи до утра на одной закладке топлива. При сильном морозе количество полных закладок топлива не должно превышать трёх.
  • Полная энергонезависимость. Устройство должно работать без необходимости его подключения к электрической сети. В случае обрыва проводов или отключения энергии, работу циркуляционного насоса (он должен прокачивать теплоноситель) обеспечивает резервная система питания.
Читайте также:  Покрасочная камера своими руками, как сделать самодельную покрасочную камеру по чертежам

Также среди основных требований к котлу перечислялось:

  • высокий КПД, простая и недорогая конструкция дымохода;
  • небольшое образование сажи и отложений (значит, отпадает необходимость в частой прочистке котла и увеличивается эффективность его работы);
  • безопасность работы котла при любых режимах эксплуатации, жаростойкость узлов;
  • возможность дозагрузки дров при рабочем режиме;
  • удобство эксплуатации котла при его установке в жилом помещении;
  • небольшой вес и габариты.

Самое интересное, что все эти требования планировалось «уложить» в бюджет, не превышающий 500 долларов, за исключением стоимости работы.

Достаточно лишь поверхностно ознакомится с требованиями, чтобы понять, что найти твердотопливный котёл, отвечающий всем пунктам списка, задача непростая. Поэтому Perelesnik решил идти двумя путями:

  1. Попытаться найти готовое заводское изделие.
  2. В случае неудачи – скопировать конструкцию готового котла и сделать его самому.

В ходе поисков и дальнейшего изучения информации, оба варианта отпали. Из-за технических особенностей: «капризности» работы на «мокрых» дровах, невозможности работы на малой мощности и т.д. не подошли пиролизные котлы длительного горения. Также не устроили «самоделки», найденные на просторах «всемирной паутины». Оставался третий вариант – на основе своих знаний и приобретённого опыта разработать конструкцию твердотопливного котла «под себя».

Ракетный котёл – теория

В ходе своих поисков Perelesnik наткнулся на ракетную печь, и эта конструкция его «зацепила».

Ракетная печь привлекла меня тем, что для её работы не требуется какой-то особый дымоход, можно сказать, что он и вовсе не нужен. У ракетной печи отличная тяга, причём без использования всяких вентиляторов. Её конструкция обеспечивает высокотемпературный дожиг печных газов. Она не требовательна к качеству топлива, эффективно работает на разных мощностях.

Дело оставалось за малым – сделать из печки котёл. Забегая вперёд, скажем, что от идеи до воплощения печи «в металл» прошёл почти год. Сюда вошло несколько месяцев на поиски оптимальной конструкции, расчёты, эксперименты. Непосредственно на изготовление котла ушло три месяца, но результат того стоил.

Удалось сделать устройтво, которое отвечало практически всем требованиям списка (за исключением того, что догружать топливо можно лишь тогда, когда предыдущая партия прогорит до состояния углей). Более того, удалось уложиться в планируемый бюджет, хотя для строительства внутренних частей и деталей котла использовалась «нержавейка» и применялась самодельная жаростойкая керамика.

Perelesnik разработал схему, на которой наглядно представлен принцип работы его котла.

Чтобы понять, почему за основу котла была выбрана именно ракетная печь, стоит заострить внимание на теоретической части.

Ракетные печи хорошо известны. Их строят энтузиасты и самодельщики по всему миру. Подкупает простота их конструкции, возможность обойтись без использования дорогих материалов, большая вариативность таких печей. Ракетная печь может быть как небольшой – походной (на них готовят еду), сделанной из кусков металлических труб и консервных банок.

А также большой, отопительной, с массивным теплонакопителем и встроенной лежанкой. Такая «ракета» отлично вписывается в дизайн современного коттеджа.

По словам Perelesnik, большую помощь в разработке его котла оказала книга американских авторов «Ракетные печи». В ней наглядно, и что самое главное – просто и доходчиво – объясняются базовые принципы самостоятельного строительства ракетных печей. Из этой книги также были заимствованы основные размеры и пропорции «сердца» ракетного котла – т.н. «J-трубы».

В «ракете» создаются отличные условия для горения. Топливо и печные газы сгорают полностью. Полученное тепло не «отбирается», пока не завершатся все реакции, и только затем оно используется.

Преимущества и плюсы «ракеты» – это производные от особенностей её конструкции. У ракетной печи, за счёт длинного вертикального и дополнительно утеплённого канала, увеличивается длина пути, которые проходят печные газы.

Газы, во время прохождения по удлинённому каналу, смешиваются с уже нагретым воздухом и приобретают температуру, которая наилучшим образом способствует всем процессам горения. Также сгорает углерод, который при недожоге откладывается в виде сажи.

За счёт большого температурного перепада, который возникает на входе и выходе канала вертикальной трубы, возникает мощная естественная тяга. Соответственно, отпадёт необходимость в строительстве высокого дымохода, который обеспечивает тягу в обычных печах.

Следует учесть, что газы, поступающие в дымовой канал, имеют высокую температуру. Чтобы выработанная печью энергия не вылетала «в трубу», нужно забрать часть этого тепла. Для этого к ракетной печи пристраивается лежанка, куда, по выложенным горизонтально кирпичным каналам, запускаются дымовые газы. Получается теплоаккумулятор. Второй вариант – печь дополняется водяной рубашкой. Отсюда уже рукой подать до твердотопливного котла.

Оттолкнувшись от этой базы, Perelesnik решил – надо делать котёл, работающий по принципу действия ракетной печи.

Всё, что мне осталось – это построить такой котёл. Для этого нужно рассчитать его размеры под требуемую мне мощность, подобрать все необходимые материалы и сделать такой «аппарат».

Об основных этапах строительства ракетного котла, с подборкой фотографий ключевых узлов, будет рассказано во второй части материала. Не пропустите!

А нетерпеливые читатели могут узнать всё о ракетном котле в теме, созданной пользователем нашего портала Perelesnik. На FORUMHOUSE можно знакомиться с пошаговым руководством по разработке системы отопления. Здесь представлены конструкции самодельных пиролизных котлов. На нашем портале есть статьи, где рассказывается, как дёшево отопить загородный дом», также представлен обзор самых популярных твердотопливных каменных печей. Посмотрите видео, где показывается, для чего нужен двухтопливный котёл.

Как сделать твердотопливные котлы своими руками виды, пошаговое руководство по монтажу

Современные твердотопливные котлы – это технологичные установки, которые позволяют качественно отопить частный дом, сэкономив при этом на ресурсах. В этой статье мы расскажем о том, как собрать котел на твердом топливе своими руками, и какие разновидности таких агрегатов бывают.

Каков реальный КПД твердотопливных котлов

Производители отопительного оборудования, в частности твердотопливных котлов, предлагают большой ассортимент продукции с различными характеристиками.

Исходя из конструкции котла на твердом топливе, все изделия можно разделить на такие группы:

  • традиционные отопительные агрегаты;
  • дровяные котлы с пиролизным типом горения (газогенераторные);
  • длительного горения;
  • пеллетные.

Традиционный котел на твердом топливе, самодельный в том числе, по внешнему виду напоминает печь или буржуйку с самыми необходимыми элементами – топочной камерой, дверцей, зольником и дымоходом. С помощью зольника можно регулировать тягу, открывая и закрывая заслонку. Такие конструкции считаются достаточно надежными, поскольку в них нет никаких технологичных элементов, например термодатчиков или градусников, автоматического блока управления или электроники. В данном случае основным элементом конструкции твердотопливного котла является теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю. Теплообменник бывает трубчатым или изготавливается в виде емкости из сплошных стальных листов.

Есть, однако, и более сложные устройства, которые тоже можно отнести к традиционным. Они оснащены перегородками и дроссельными заслонками, чтобы тягу было удобнее регулировать, а горячий воздух проходил большее расстояние до момента выхода в дымовую трубу. Такие перегородки существенно увеличивают КПД котла, поскольку больше тепловой энергии передается теплоносителю, а не просто «вылетает в трубу». Нужно понимать, что КПД котла это очень важный показатель.

Для подобных котлов можно использовать практически любое топливо – дрова, уголь, пеллеты и даже мусор. Главное, чтобы оно было как можно суше. С точки зрения производительности котлы простых конструкций едва ли могут претендовать на 50 % КПД, а в большинстве случаев он составляет всего лишь 15-20 %. Проблема заключается в том, что топливо слишком быстро сгорает, не успевая передать всю тепловую энергию воде в теплообменнике. В результате, большее количество тепла просто выводится в дымоход или его избыток заставляет теплоноситель закипать. Например, дрова нужно добавлять в топку каждый час, а угля хватит на 2-4 часа, но все равно он сгорает с избытком энергии и большими теплопотерями.

Более экономными и производительными являются современные котлы с перегородками и дроссельными заслонками. В них температуру сгорания топлива можно регулировать, а одной загрузки топлива хватает на 8-12 часов. Поэтому КПД таких установок нередко достигает 80 %.

Котлы с пиролизным типом горения

Для пиролизных котлов также используется твердое топливо, в частности дрова, однако, принцип их работы кардинально отличается от описанных выше установок. Они способны намного дольше и эффективнее отапливать дом, а топливо расходуют более экономно. В связи с этим стоимость таких агрегатов примерно в 1,5-2 раза больше, чем остальных.

Секрет газогенераторных (пиролизных) котлов в том, что под воздействием высокой температуры и при недостатке воздуха древесина преобразуется в древесный уголь, выделяя пиролизный газ.

Для такой реакции необходима температура от 200 ℃ до 800 ℃. При этом выделяется большое количество энергии, которая просушивает дрова и нагревает воздух. Пиролизный газ по трубам перемещается в камеру сгорания, где при смешении с воздухом возгорается – так генерируется большая часть тепла.

Активные углероды участвуют в окислительных процессах при горении пиролизного газа, поэтому выходящий из трубы дым состоит преимущественно из углекислого газа и пара – содержание вредных компонентов ничтожно мало. К тому же, пиролизные котлы в принципе выделяют намного меньше дыма, чем классические установки. Поскольку топливо сгорает практически без остатка, газогенераторные котлы нуждаются в чистке довольно редко.

Стоит отметить, что довольно высокой температуры горения можно добиться даже при наличии сырых дров, однако, в таком случае производительность котла упадет практически вдвое, а значит, настолько же увеличится расход топлива.

Благодаря автоматике интенсивность горения в таком котле можно регулировать, чтобы экономить топливо и создать в помещении оптимальную температуру.

Обратите внимание, что изготовить пиролизный котел отопления на твердом топливе своими руками довольно сложно и очень опасно. В случае ошибок в сборке такая установка может взорваться.

Топливные агрегаты длительного горения

Идея создать своими руками твердотопливные котлы длительного горения наверняка многим покажется привлекательной. Прелесть таких конструкций в том, что закладывать дрова в них нужно лишь пару раз в сутки. Котел длительного горения отличается от традиционного агрегата тем, что в нем горение начинается с верхней части закладки топлива. При этом воздух в топливную камеру также подается сверху.

Схема котла длительного горения на твердом топливе предполагает наличие водяного контура вокруг его корпуса, поэтому вода в нем качественно прогревается на любом этапе процесса. Поскольку при работе котла горит не сразу вся закладка, а лишь верхний слой топлива, его хватает почти на 30 часов. Ряд универсальных твердотопливных котлов при использовании угля могут работать до 7 дней на одной закладке.

Данная конструкция не отличается конструктивной сложностью и не имеет каких-либо точных приборов, нуждающихся в подключении к электричеству. Поэтому цена на них вполне приемлема для потребителя. К тому же, собрать по готовым чертежам котел на твердом топливе своими руками вполне под силу домашнему мастеру. Можно сделать котел отопления своими руками и сэкономить немало денег.

Приведем несколько недостатков у данных конструкций. В работающий котел нельзя добавить топливо. Дрова для котла должны быть хорошо просушены (не более 20 % влажности) и распилены на небольшие поленья. Уголь можно применять только высокого качества, с малым содержанием шлаков. Кроме того, агрегаты данного типа ограничены по мощности – как правило, не более 40 кВт.

Еще одна разновидность котлов на твердом топливе – пеллетные агрегаты. Их отличие состоит в том, что в качестве топлива используются гранулы из отходов деревообработки. Большая часть промышленных моделей имеют особый бункер, из которого гранулы автоматически подаются в топку.

Чугунные и стальные конструкции – в чем отличия

Из какого бы материала ни был изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Разберемся в них более подробно.

В первую очередь стоит обратить внимание на материал теплообменника – чугун или сталь. Если вы хотите воспользоваться готовой схемой твердотопливного котла – своими руками чугунный теплообменник сделать вряд ли получится. Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений. Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают.

Чугунным теплообменникам свойственно покрываться сухой ржавчиной – особой пленкой, защищающей стенки агрегата от разрушения. Кроме того, влажная ржавчина также образуется намного медленнее, чем обусловлен длительный срок эксплуатации чугунных изделий – от 10 до 25 лет. Среди прочих преимуществ чугунных теплообменников можно назвать отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании. Чистка таких устройств требуется нечасто, да и нагар практически не снижает КПД котла. В случае необходимости ремонта или усиления мощности агрегата нужно лишь заменить дефектные секции или увеличить их число.

Недостатки чугунных изделий таковы:

  • большая масса котла предполагает наличие отдельного фундамента;
  • затруднения в процессе сборки и высокие затраты на транспортировку;
  • чувствительность к термическим ударам – чугун не любит перепадов температур, поэтому контакт горячей поверхности с холодными дровами или холодной водой может быть губительным для него;
  • большая тепловая инерционность – на разогрев котла требуется длительное время, но и его последующее остывание происходит медленно.

Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными объектами. Это свойство позволяет при сборке котлов отопления на твердом топливе по чертежам оборудовать их чувствительными автоматическими элементами. А благодаря небольшой инерционности такие агрегаты быстро прогреваются и остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. При этом, можно сделать чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, что позволит учесть все нюансы.

По внешнему виду котлы из стали – это сплошные сварные агрегаты, которые довольно сложно перевозить, хотя и чувствительность к механическим повреждениям у них намного ниже аналогов из чугуна.

Возможность ремонта стальных котлов с точки зрения некоторых специалистов весьма сомнительна. Отремонтировать, равно, как и сварить котел своими руками по чертежу в домашних условиях довольно непросто, со временем на швах в нем могут образовываться течи. Справедливости ради, отметим, что все зависит от навыков работника в работе со сварочным аппаратом. Но выполнить ремонт чугунного теплообменника все же проще – требуется только замена секций.

Как правило, котлы с чугунными теплообменниками являются энергонезависимыми, стоят недорого, поэтому они могут стать достойной альтернативой уже установленному отопительному оборудованию в случае отключения электричества. Циркуляция теплоносителя в таких агрегатах происходит естественным путем, без применения насоса. Однако монтаж батарей нужно выполнять так, чтобы вода по трубам при нагревании свободно перемещалась по трубам под воздействием давления в котле.

Сборка котла по готовому проекту

Проще всего будет построить своими руками твердотопливный котел из кирпича. Его конструкция популярна и не требует сложных расчетов. Использовать такой котел можно сразу в нескольких целях, поэтому устанавливают их преимущественно на кухнях. Примечательно, что самостоятельно собрать такой агрегат смогут даже новички.

В процессе работы понадобится болгарка, сварочный аппарат с электродами, листовая сталь, кирпич, материалы для печного раствора, трубы и металлические уголки. Тем, кто никогда не держал в руках сварку, лучше всего выполнить резку деталей по чертежу котла на твердом топливе, а сварочные работы перепоручить профессионалу. Это важно, так как качество швов напрямую влияет на долговечность котла.

Положительный момент самостоятельного сооружения отопительного оборудования состоит в том, что можно подобрать размер твердотопливного котла и топки, а также рассчитать его мощность под конкретные нужды. Кроме того, в нем можно предусмотреть варочную поверхность или кирпичный свод, чтобы тепло аккумулировалось в процессе горения дров, а затем перераспределялось в систему отопления.

Теплообменник чаще всего делают прямоугольным, используя для этого прямоугольный профиль и трубы сечением 40-50 мм. Благодаря профилям облегчается стыковка труб, а швы получаются более прочными.

Пошаговая инструкция сооружения котла на твердом топливе

Итак, весь процесс, как сделать котел своими руками по чертежам, можно разделить на несколько последовательных этапов:

  1. Используя болгарку, из труб и профилей нужно вырезать заготовки. Профили будут стойками, в них газовым резаком нужно прорезать круглые отверстия для стыковки с трубами. Понадобится сделать по 4 отверстия по трубу Ø50 мм в передних стойках и по столько же в задних. Кроме того, нужны еще отверстия для врезки в систему отопления. Наплывы и нагар в результате резки или сварки нужно зачистить болгаркой, чтобы они не мешали движению воды по трубам.
  2. Далее заготовки собирают в единую конструкцию. Работать придется вдвоем – сварщику понадобится помощник, чтобы придерживать трубки в неподвижном положении. Чтобы было удобнее, можно поставить стойки с трубами на ровную поверхность и сварить переднюю и заднюю часть котла.
  3. Теперь нужно обеспечить подачу и отток воды из котла. К готовому каркасу приваривают входящую и обратную трубу, а торцы прямоугольных профилей заваривают кусками металла 60×40 мм.
  4. Прежде чем монтировать теплообменник, его проверяют на герметичность. Для этого его устанавливают вертикально, закрывают нижнее отверстие и наполняют водой. Если протечек на швах нет, значит можно работать дальше.
  5. Из кирпича выстраивают корпус котла и встраивают в него теплообменник, оставляя зазор между ними не менее 1 см. Установить регистр нужно так, чтобы создать подъем в сторону выходящей горячей воды. Перепад уровня между выходным отверстием и передним правым верхним углом теплообменника должен быть не менее 1 см. Это позволит улучшить циркуляцию теплоносителя и избавит от воздушных пробок.
  6. Кирпичная кладка должна перекрыть теплообменник сверху на 3-4 см. Поверх кладки укладывают чугунную плиту. Дымоход устанавливают по усмотрению хозяев – кирпичный, металлический, или выводят в уже готовую трубу.
Читайте также:  Почему капает и бежит вода с внутреннего блока кондиционера

Как повысить производительность котла

Самостоятельно собранный твердотопливный котел, как правило, отличается существенными теплопотерями, связанными с уходом тепла в дымовую трубу. Причем чем прямее и выше дымоход, тем больше теряется тепла. Выходом из положения в данном случае будет создание, так называемого, отопительного щита, то есть дымохода изогнутой формы, который позволяет передать больше тепловой энергии кирпичной кладке. Кирпич, в свою очередь, будет отдавать тепло воздуху в помещении, обогревая его. Нередко такие ходы устраивают в стенах между комнатами. Однако подобный подход осуществим только, если котел расположен в подвале или на цокольном этаже, либо при условии постройки громоздкого многоступенчатого дымохода.

Как вариант, повысить эффективность котла можно, если вокруг дымовой трубы смонтировать водонагреватель. В данном случае тепло уходящих газов будет нагревать стенки дымохода, и передаваться воде. Для этих целей дымоход можно сделать из более тонкой трубы, которую встроить в трубу большего сечения.

Наиболее эффективным способом повысить КПД твердотопливного котла будет установка циркуляционного насоса, принудительно перекачивающего воду. Это позволит повысить производительность установки примерно на 20-30 %.

Безусловно, сконструировать котел нужно так, чтобы теплоноситель мог циркулировать самостоятельно, если в доме отключили электричество. А при его наличии насос позволит ускорить прогрев дома до комфортных температур.

Делаем твердотопливный котел своими руками

Из всей отопительной техники, которую используют сегодня в быту, наиболее давно известны твердотопливные котлы. Благодаря простоте конструкции и принципа работы, доступности топлива агрегаты этого типа получили широкое распространение. Сегодня для многих жителей частных домов в сельской местности подобная техника стала своеобразной «палочкой-выручалочкой». Постоянно растущая цена бытового газа, сложности с получением разрешений на установку газового автономного отопителя способствуют тому, что твердотопливный котел сегодня, как минимум, не утратил своей востребованности у населения, проживающего недалеко от лесных массивов — источником дров.

Твёрдотопливные котлы отопления: слева — смонтированный и действующий, справа — без подключения к контуру, на стадии монтажа.

На сегодняшний день существует два варианта решить проблему автономного отопления на твердом топливе: купить готовое заводское изделие или изготовить твердотопливный котел своими руками. Стоимость современного высокотехнологичного отопительного агрегата достаточно высока, но диапазон цен широк — от 3-х до нескольких десятков тысяч рублей, что делает прибор доступным широкому кругу потребителей.

При наличии определенной технической подготовки твердотопливный котел можно собрать и самостоятельно, используя схемы и рекомендации по изготовлению моделей этих устройств, наиболее популярных при монтировании своими руками.

Концепция твердотопливного котла

Самодельный автономный котел, работающий на твердом топливе – это, по большому счёту, обычная печь, установленная в бочке с водой. Основная задача такого устройства — нагреть за счет тепла от сгорания дров или угля котельную воду, которая будет подаваться в радиаторы домашнего отопления.

Но такое устройство, заманчивое к самостоятельному изготовлению в связи с примитивностью, будет не эффективным в плане обогрева и не рентабельным из-за высокого расхода топлива — простейшие конструкции котлов имеют КПД всего в 10-15%.

Примитивный водяной котёл на твёрдом топливе с экономайзером дымовой трубы

Важно! Работа отопительного котла на твёрдом топливе зависит от качества тяги и, соответственно, приточной вентиляции. Даже качественно изготовленный котел не сможет обеспечить эффективный обогрев помещения, если вентиляция не устроена соответствующим образом.

Самодельные котлы собирают не только из металла, но и монтируют из кирпича. Кирпичные устройства сооружают обычно в загородных домах, где к эстетике устанавливаемого оборудования предъявляются более высокие требования, чем в помещениях хозяйственного или технического назначения.

Котлы из металла являются наиболее простыми устройствами, изготовление которых допускает использование подручных материалов и возможно с помощью доступных инструментов. Но из этого не следует, что их производство и монтаж можно выполнить без, как минимум, эскизов заготовок и узлов, а также чётко разработанной технологии — последовательности, способов выполнения отдельных этапов подготовительных и основных работ.

Выбираем конструкцию обогревательного котла

Печи для обогрева и твердотопливные котлы при сходстве процессов горения различаются по функциональности. Отопительный котёл, в отличие от печи, должен не только обогревать помещение по месту установки, сжигая дрова или уголь, но и снабжать отопительный контур нагретым теплоносителем. Но для выполнения второй задачи мало разместить в печи теплообменник (участок отопительного контура) — необходимо также обеспечить непрерывность горения топлива и равномерность циркуляции теплоносителя через этот змеевик.

Трубный теплообменник твёрдотопливного котла из огнеупорного кирпича

Какую конструкцию котла выбрать, чтобы было легче его изготовить своими руками, с какими сложностями придётся столкнуться в процессе работы? На эти вопросы можно получить ответ еще на стадии проектирования. Чертежи самодельных твердотопливных котлов дают достаточное представление о том, как выглядит та или иная конструкция, и на что следует обратить внимание в процессе изготовления.

Пример схематичного изображения твёрдотопливного котла снаружи: виды спереди, сбоку и сзади.

Каждая разновидность котельного оборудования, работающего на твердом топливе, имеет свои особенности конструкции и нюансы изготовления. Планируя самостоятельную сборку отопительного агрегата, необходимо решить, какой конструкции отдать предпочтение — с нижним или верхним (шахтным) способом горения.

Агрегаты с нижним горением — это оборудование, в котором дверка для загрузки дров расположена в верхней части камеры сгорания, но сгорание топлива происходит снизу, в результате чего верхние слои закладки под собственным весом перемещаются вниз, а дожигание дыма происходит в верхней части. В зависимости от модели, движение воздуха через топку происходит снизу вверх принудительно (вентилятор) или же естественным путём (тяга), что обуславливает независимость от электросети, но пониженную эффективность и меньший объём загружаемого топлива.

Схематичное изображение в разрезе твёрдотопливного котла с нижним горением топлива

В твёрдотопливных котлах шахтной конструкции загрузка дров производится через дверку, которая расположена в верхней части камеры сгорания. Такие агрегаты оборудуются принудительной тягой, которая направлена сверху вниз — гонит дым в нижнюю часть топки, где он в смеси с воздухом сгорает, а по пути подогревает и дополнительно просушивает топливо нижних ярусов.

Схема работы твёрдотопливного отопительного котла с верхним способом горения топлива

К самостоятельному изготовлению больше подходит агрегат с нижним способом горения, так при его сборке можно обойтись без вентилятора для принудительной тяги.

Твёрдотопливный стальной котёл нижнего горения без отделки

Важно! Чем сложнее конструкция оборудования, тем выше технологические требования к качеству исполнения её составляющих, которые не должны иметь отклонений от расчётных параметров. Не менее ответственен и процесс сборки такого агрегата.

По способу горения котлы на твердом топливе могут быть рассчитаны на обычный режим или же работать с выходом на пиролиз — процесс разложения твёрдого топлива на две составляющие и с последующим раздельным их сжиганием. Отдавая предпочтение второму, более сложному, варианту, придется учитывать необходимость установки второй камеры сгорания, что увеличит габариты отопителя и, соответственно, потребует большего количество материалов.

Выбор типа отопительной техники во многом определяется видом твердого топлива, которым будет снабжаться нагревательный прибор. Если у вас под рукой в большом количестве дрова, лучше будет, если сделанный вами котел будет рассчитан на топку дровами. При большей доступности каменного угля подойдет другая модель. Длительность горения закладки, качество обогрева определяются типом твердотопливного котла, его мощностью и эффективностью конструкции.

На заметку: температура горения угля значительно выше, чем у дров, поэтому колосники, теплообменник и корпус котла под уголь изготавливаются из стали большей толщины. Альтернативой может стать создание корпуса и топочной камеры котла из огнеупорного кирпича.

Если нет возможности создать внешний корпус агрегата из стали необходимой толщины, рациональным решением станет кирпичный твердотопливный котел . Футеровка огнеупорным кирпичом позволит создать просторную, удобную и устойчивую к высоким температурам камеру сгорания.

Сооружение камеры сгорания из огнеупорного кирпича с размещением внутри теплообменника

Выбор котла с конструкцией приемлемой сложности необходимо делать после анализа технического исполнения и объективной оценки своей компетенции и возможностей. При наличии сомнений, чтобы исключить вероятность неоправданной порчи материала, лучше отдать предпочтение агрегату простой, понятной по чертежам конструкции — даже такой твёрдотопливный котёл способен обеспечить дом теплом в холодное время года.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

В классическом виде нагревательный агрегат, от которого будет работать домашнее отопление, состоит из следующих элементов:

  • топочная камера (бункер) для сжигания дров, угля, топливных брикетов;
  • колосники, через которые осуществляется подача в камеру сгорания воздушной массы;
  • теплообменник трубчатого типа или накопительная емкость для котловой воды;
  • дымовая труба для вывода наружу продуктов горения топлива;
  • регулятор тяги.

Важное требование, которое придется учитывать ещё на стадии проектировании котла, это размеры топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной, вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного перемешивания. Кирпичные котлы в этом плане предпочтительнее, так как кирпич имеет меньшую теплопроводность, что обеспечивает в керамической топке более высокую температуру горения, чем в металлическом агрегате.

Топочная камера должна быть устроена таким образом, чтобы максимально концентрировать тепловую энергию на нагреве теплообменника.

Топка из стали котла на твёрдом топливе

Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От конструкции этого элемента, качества материала и исполнения зависит КПД котельного оборудования. Название теплообменника определяется материалом его изготовления — чугунный или стальной. Теплообменные змеевики этих агрегатов — трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением труб в обиходе часто называют водяными рубашками.

Чугунные теплообменники рассматривать не будем, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Однако можно использовать готовые узлы из чугуна, снятые со старых агрегатов, демонтированных в силу каких-то причин. Такая замена распространена, когда выполняется модернизация твердотопливного котла или его ремонт.

Для изготовления стального теплообменника используют толстостенные трубы. Нужную конфигурацию трубе придают её гибкой под нагревом либо использованием отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединяемых с фрагментами змеевика электросваркой.

Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.

Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку

Поэтапное изготовление котла на твердом топливе. Тонкости и нюансы

Самый экономичный самодельный твердотопливный котел сделать вам не удастся, однако создать вполне пригодный для обогрева и горячего водоснабжения отопительный аппарат можно. Дело в том, что сборка промышленных изделий выполняется на высокоточном промышленном оборудовании из специально подобранных материалов с соблюдением технологических параметров. В основе каждой заводской модели котла лежат точные тепловые расчеты. Возможности работы в домашних условия несоизмеримо скромнее производственных, поэтому при выборе модели, подлежащей изготовлению, надо исходить из существующих реалий, в том числе, своего личного потенциала как монтажника.

Инструментарий и материалы

Имея чертеж и спецификацию обогревательного агрегата, можно определиться с перечнем необходимого инструмента. Хотите ли вы сделать большой котел или планируете собрать маленький отопительный прибор для дачи на твердом топливе своими руками, список приспособлений будет приблизительно одинаков.

Комплект инструмента для самостоятельного изготовления твёрдотопливного обогревательного агрегата

Для работы потребуется следующий инструмент и приспособления:

  • сварочный аппарат;
  • малая болгарка с отрезным и шлифовочным дисками (защитные очки);
  • электродрель со свёрлами по металлу;
  • газовые ключи №№1,2;
  • молоток;
  • набор рожковых или накидных ключей и отвёрток;
  • пассатижи;
  • угольник на 90 град.

Основной материал при изготовлении — сталь, толщина которой для котла должна быть не меньше 5 мм, для колосников — от 7 мм.

Кроме того, понадобятся:

  • стальной уголок 50х50 — для каркаса котла;
  • листовая нержавеющая сталь — при наличии в конструкции накопительной ёмкости;
  • стальные толстостенные трубы диаметром 32- 50 мм — для изготовления теплообменника-змеевика.

Полный перечень материалов и их расход составляется предварительно на основании технических чертежей.

Изготовление корпуса и теплообменника

Корпус котла, зачастую выполняющий и роль топочной камеры, является основой всей конструкции. Для снижения деформаций стенок под воздействием высокой температуры, ограждающие конструкции топки изготавливаются двухслойными с засыпкой между слоями сухого просеянного песка, играющего роль фиксатора геометрии. Наружные и внутренние оболочки топки выполняются каркасными, что также повышает жёсткость конструкции. Кроме того, для увеличения прочности стенки камеры сгорания снаружи можно обшить стальным уголком или профилем в виде рёбер жёсткости.

Изготовление корпуса твёрдотопливного котла сваркой заготовок из листовой стали

На передней стенке болгаркой или газовым резаком согласно чертежа вырезаются два проёма — для дверцы бункера и подзольника.

Совет! Перед резкой листовой стали необходимо мелком произвести разметку будущих проёмов с выполнением отверстий малого диаметра (3-4 мм) по углам.отверстий — это позволит выполнить резку с большей точностью.

После окончания резки заготовок из листовой стали и профиля для корпуса можно приступать к созданию теплообменника. Используем нарезанные водопроводные трубы, которые путем сварки соединяются в единый герметичный контур. Главная задача — создать герметичный проточный фрагмент максимальной протяжённости для увеличения площади нагрева трубы.

Как сделать теплообменник, правильно расположить трубы и выполнить сварку, рассказывает предлагаемое вашему вниманию видео.

Сборка

По готовности всех элементов конструкции приступают к сборке, которую лучше выполнять по месту монтажа агрегата — иногда габариты и вес готового устройства не позволяют переместить его со сборочной площадки на место окончательного размещения.

Чаще всего установка котла производится на специально сооружённый бетонный фундамент с креплением агрегата сваркой к закладным деталям — анкерам. Монтаж начинают с установки каркаса, после чего выполняют его оборудование комплектующими и листами обшивки. Все сварные соединения выполняются с устройством фасок и обработкой сварных швов — удаление шлака и шлифовка.

На заметку: После сборки корпуса выполняют тщательную визуальную проверку его герметичности, по результатам которой производится дополнительная проварка швов.

В готовый корпус устанавливаются колосники (стальная решетка) и теплообменник, который сваркой подключают к контуру отопления Во время монтажа змеевика важно выполнить проектный угол его наклона, иначе будут созданы препятствия естественной циркуляции теплоносителя в контуре.

Корпус твёрдотопливного котла на стадии устройства наружных рёбер жёсткости

Важно! Изготовление накопительной ёмкости из нержавеющей стали с врезкой её в контур лучше доверить профессионалам, так как работа с этим материалом требует специального оборудования и практических навыков.

По окончании сборки котёл для защиты от коррозии окрашивается двумя слоями жаростойкой краски с предварительной подготовкой поверхности.

Термостойкая краска Ecoterra для покрытия поверхностей, работающих в условиях высоких температур

Изготовленный самостоятельно обогревательный котёл отличается долговечностью и простотой ухода, которая заключается в периодической очистке от золы топки и уходе за дымоходом.

Заключение

После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми элементами выполняют его опрессовку водой под давлением, по результатам которой производят устранение дефектов, а затем — комплекс пусконаладочных работ. Не стоит пренебрегать и установкой регулятора тяги, который облегчит эксплуатацию твёрдотопливного котла в различных погодных условиях.

Ссылка на основную публикацию