Кател водяной отопление своими руками. Котел отопления своими руками: чертежи и типовые конструкции. Выбор типа котла

Центром отопительной системы в частном доме является отопительный котел. Именно он выделяет энергию, которая в дальнейшем преобразуется, поступает в теплоноситель и нагревает отопительные радиаторы. В этой статье мы расскажем как сделать котел отопления своими руками, как сварить котел для отопления частного дома, а также предоставим чертежи и фото инструкции.

Виды отопительных котлов

Перед началом самостоятельного изготовления котла, необходимо определиться с его видом, который зависит от типа топлива, нагреваемого тепловой носитель. При желании можно соорудить котел, работающий от любого топлива. Найти необходимую информацию можно на ресурсах интернета. Однако прежде чем сделать выбор, стоит иметь представление о преимуществах и недостатках самых известных из них.

1. Котлы для отопления, работающие на газу. Данный вид не стоит пытаться изготовить своими руками, так как к ним предъявляется очень много требований, которые вы вряд ли сможете удовлетворить. Ну и не менее важная причина – это высокая вероятность взрыва в ходе эксплуатации. Монтаж газового котла запрещен в подвальном помещении дома.
2. Для изготовления электрического котла вам не потребуется профессиональных навыков и наличия множества материалов. Нельзя не отметить огромный недостаток – высокие цены на электрическую энергию. Это является идеальным вариантом для периодического обогрева домика на даче, но для постоянного использования электрический котел очень дорог.
3. Котел с жидким топливом вполне подходит для изготовления своими руками, но стоимость топлива и особенности настройки форсунок могут вызвать немалые сложности в ходе работ.
4. Среди всех перечисленных вариантов самым оптимальным можно назвать котел, работающий на твердом топливе, в качестве которого можно успешно использовать дрова.

Всем известно, что дрова имеют высокую скорость сгорания, а соответственно не успевают обогреть помещение до нужной температуры при первоначальном КПД. Для того чтобы оптимизировать этот процесс, стоит рассмотреть два способа самостоятельного сооружения котлов на твердом топливе.

Пиролизный вариант котла

Котел такого вида адаптирован под сжигание дров, его дополнительное название – газогенераторный котел. Суть его работы состоит в том, что сгорание дров и выходящих из них летучих веществ осуществляется отдельно. Благодаря пиролизному процессу таким котлам удается сохранять оптимальный температурный режим теплового носителя длительностью от 6 до 12 часов, не подкладывая дрова.

Работа пиролизного котла не может осуществляться без электрической энергии, которая обеспечивает работу вентилятора поддерживающего процесс горения принудительным способом.

Размеры таких конструкций составляют 1,5×0,75×1,7 м. Объем емкости для воды – 500 литров с обеспечиваемой мощностью 50 кВт. Габариты установки могут варьироваться исходя из индивидуальных потребностей.

Как правило, для самостоятельного изготовления конструкции вам потребуется стальной лист толщиной 4-6 мм, чугунный лист 1 см, труба из стали с толщиной стен 4 мм, электроды для сварки и сварочный аппарат. Также запаситесь центробежным вентилятором, колосниковой решеткой, совпадающей с размером камеры горения, автоматическое устройство для регулирования температурного режима, асбестовый лист и уплотнительный шнур.

По окончании процесса изготовления должна быть произведена обвязка котла отопления своими руками с соблюдением технологических требований.

Пеллетный тип котла

Этот вид котельной установки более автоматизирован и менее прихотлив в уходе в процессе эксплуатации. Пеллеты представляют собой гранулированную древесину, для изготовления которой используются опилки и стружка. Поскольку этот материал сыпучий, их подача в камеру для сгорания осуществляется автоматически с помощью шнека, или бункера.

У вас могут возникнуть трудности при изготовлении такого котла из-за отсутствия определенного электрического оборудования: электрического двигателя для обеспечения работы шнека, или бункерной заслонки.

Работа пеллетного котла выполняется таким способом, при котором отпадает необходимость в растопке или добавлении топлива. На это влияют габариты бункера. Благодаря принципу работы котельной установки можно контролировать количество выделяемого тепла, за счет количества подаваемых пеллет в топку.

Эти два вида котлов являются оптимальными для собственноручного изготовления. На каком из них останавливать свой выбор, решать вам. Это определяется многими факторами, главным из которых является необходимость в тепле и наличии определенного вида топлива, которое вы будете применять.

При любом варианте необходимо строго следовать технологии и соблюдать правила безопасности.

Видео

Посмотрите, как можно самостоятельно сделать котел длительного горения:

В этом видео демонстрируется твердотопливный котел шахтного типа с теплоаккумулятором:

Схемы и чертежи

Фото

В основу всех отопительных котлов, изготовленных самостоятельно, положен общий принцип: топливо, сгорая в нём, нагревает при этом теплообменник. Тот – теплоноситель, в качестве которого подавляющее большинство домашних умельцев выбирает воду.

Схема работы такого котла и его внешний вид прямо зависят от двух основных факторов: какие материалы доступны и какое именно топливо в вашем районе наиболее дёшево стоит.

Эффективность работы самодельного котла зависит от:

• Конструкции вашего теплообменника – чем больше имеющаяся площадь прямого теплового контакта ёмкости с теплоносителем и топки, тем большее количество тепла получает теплоноситель в единицу времени.
• Полноты сгорания используемого топлива – если вместе с образующимися продуктами сгорания в трубу улетает пиролизный газ, дожигая который можно существенно повысить КПД, а приток кислорода к месту горения недостаточный – конструкцию необходимо доработать.

Отсюда прямо вытекает, что необходимо добиваться минимальной температуры продуктов сгорания. Чем она ниже, тем КПД котла выше.

Второе достоинство низкой температуры поступающих в дымоход продуктов сгорания – залог безопасной и долговечной эксплуатации вашего котла.

Для ориентира: лучшие модели котлов, работающих на твёрдом топливе, умеют указанный показатель в диапазоне от 120 до 150 градусов.

Практически всё многообразие существующих типов котлов, как заводских, так и изготовленных самостоятельно, использует в работе единый принцип, о котором было сказано в предыдущем разделе.

Реализуется он двумя способами:

1. Водяной котёл отопления своими руками может быть изготовлен по способу «самовар». Топливо сгорает внутри ёмкости, наполненной теплоносителем. Чаще всего указанную схему реализуют при изготовлении котла для русской бани.
2. Самодельный водяной котёл отопления, изготовленный по второму способу, подразумевает прохождение теплоносителя по трубам теплообменника (змеевика) через топку, в которой сгорает топливо. Как вариант этого же способа достаточно часто теплообменник размещается сразу за топкой в месте выхода из неё продуктов сгорания.

Как правило, предпочтение тому или иному варианту отдаётся с учётом возможностей мастера в плане приобретения необходимых материалов.

Но, в любом случае, нельзя забывать, что котёл для водяного отопления является устройством повышенной опасности и требует, в процессе работы, постоянного контроля.

Поэтому в обязательном порядке котлы для водяного отопления дома должны иметь в своей конструкции клапан для сброса избыточного давления, манометр и градусник для определения температуры теплоносителя.

Как сделать котел водяного отопления своими руками?

Тему «водяное отопление своими руками» практически невозможно развернуть в рамках небольшого обзора. Поэтому приведём только некоторые рекомендации. Более подробную информацию желающие смогут найти на нашем сайте и в других источниках.

Наиболее часто используемыми материалами для изготовления котлов является листовая сталь толщиной 4 – 5 мм. Жаростойкая нержавейка, конечно, лучше. Но, узнав цену за лист, большинство выбирает обычную.

Изготавливая самодельный водяной котёл отопления, мастер, как правило, учитывает имеющийся или будущий способ циркуляции в СО теплоносителя.

Если он будет двигаться самотёком (гравитационная циркуляция), то потребуется поднимать водяной бак достаточно высоко, а для разводки использовать трубы больших диаметров. Причём как на подаче, так и на обратке.

Это обусловлено тем, что сопротивление движению теплоносителя обратно пропорционально диаметру труб. Если диаметр будет недостаточно большим, то без установки циркуляционного насоса вам обойтись не удастся.

Самодельные водяные котлы отопления, оборудованные насосами, имеет свои плюсы: трубы меньших диаметров стоят дешевле, бак для теплоносителя можно поднимать не так высоко, и минусы: если во время работы системы пропадёт электропитание, то котёл может просто разорвать перегретым паром. Выбирать вам.

Несколько рекомендаций, которые подойдут для любого выбранного вами типа котла: контуры отопления и патрубки, установленные на котле отопительном, желательно выполнять из труб, диаметр которых равняется 32 мм и более (в дюймах это 1 и ¼”).

При аварийной остановке циркуляционного насоса наблюдается быстрый и резкий рост температуры воды при одновременном снижении скорости её перемещения.

Во избежание выхода из строя отопительного контура по возможности его лучше выполнить из оцинкованных труб, а стыковочные резьбы загерметизировать с использованием льняной пакли и сурика.

Варианты и схемы конструкций котлов отопления

Самодельный котёл для водяного отопления принято разделять по видам используемого топлива на следующие основные типы:

Дровяные котлы

Котлы указанных типов наиболее востребованы при самостоятельном изготовлении в силу простоты их конструкции, доступности необходимых для изготовления такого котла материалов и инструмента и возможности свободного приобретения потребного количества дров.

• Достоинства: простота и универсальность.
• Недостатки – достаточно низкий КПД. Следующая схема, в этом плане, гораздо предпочтительнее.

Простейший вариант подобного котла: толстостенная труба большого диаметра, в которую вставлена труба меньшего диаметра, которая является топкой. Пространство между трубами заполняется теплоносителем.

Котлы, работающие на дровах, являются универсальными. Их можно топить не только дровами, но и, практически, любым твёрдым топливом. (торфяные брикеты, уголь).

Котлы пиролизные

В диапазонах температур от 200 до 800 градусов дерево, процесс горения которого проходит при нехватке кислорода, разлагается на кокс древесный и газ пиролизный.

Стоит добавить к последнему достаточное количество атмосферного воздуха, как он воспламеняется с выделением тепла в больших количествах. Это увеличивает КПД котлов такой конструкции до 92%.

Одной закладки топлива (дров) пиролизному котлу может хватить на 12 часов, в то время, как у котлов традиционных этот показатель не превышает 4 часов.

Наличия твёрдых остатков практически нет. Горение газов легко поддаётся регулировке в автоматическом режиме.

Минус, который имеют котлы для водяного отопления дома указанной конструкции – жёсткие требования к влажности топлива, не более 30%. Иначе, в смеси с водяными парами, пиролизный газ будет плохо гореть.

Материалы для изготовления котла указанной конструкции обойдутся существенно дороже. Чем по первому варианту. Но весь перерасход полностью окупится за 2 – 3 отопительных сезона.

Котлы на отработанном масле

Котёл разжигается, выводится на рабочий режим и на специальный раскалённый поддон начинает капать масло, которое испаряется практически мгновенно.

Получившиеся газы, сгорая, нагревают теплоноситель.
Вместо масла можно использовать солярку.

Котёл электрический

Простейшая конструкция – ТЭН внутри трубы, стоящей вертикально, к которой снизу подводится обратка, а сверху подача. И естественная циркуляция воды.

Минусы: котлы номинальной мощностью более 7 кВт подключать к сетям 220 В запрещено. А 380 Вольт есть не везде.

Второй вариант электрического котла – котёл индукционный. Это простейший вариант самодельного котла подобной конструкции: пластиковая толстостенная труба, на которую навито не менее сотни витков провода эмалированного, подсоединённого к переносному сварочному аппарату, имеющему на выходе ток в 15А.

В трубу засыпаются элементы, нагреваемые вихревыми токами (обрезки проволоки стальной, рубленый пруток и т.п). Подключаем снизу обратку, сверху подачу, подаём воду и можно включать питание.

Материалы и инструменты для установки котла

Основным преимуществом решения изготовить котёл водяного отопления своими руками является то, что для этого не нужно специальное оборудование, инструмент и детали.

Подручное сырьё и материалы найти достаточно легко, а практически весь инструмент есть у любого хозяина собственного дома (дрель, гаечные ключи, отвёртки …).

Для работы потребуется:

• металл листовой, либо труба большого диаметра (вариант – металлическая бочка, старая печь и т.п.);
• трубы стальные;
• радиаторы (если теплоноситель – вода), профильные трубы;
• метизы (гайки, болты и т.п.);
• заслонки (можно купить, найти б/у или сделать самому);
• дверца.

Желательно установить на котёл необходимый минимум автоматики (датчики контроля и измерения температуры, например, или манометр).

Используемые материалы должны иметь надлежащее качество (отсутствие дыр, ржавчины и т.п.).

Неплохо поставить насос для принудительного перемещения теплоносителя.

Алгоритм монтажа печи с котлом водяного отопления следующий:

Определяем место установки котла. Затем делаем разметку и заливаем фундамент.

Готовим кладочный раствор для кирпича. Для него вам потребуется песок и глина в пропорции 2:1 (ориентировочно, может меняться в зависимости от жирности глины). Глину на ночь замачиваем, утром используя миксер (насадку на дрель) мешаем песчано-глиняный раствор.

Укладываем на готовый фундамент лист рубероида или иной гидроизоляции. По своим размерам он должен минимум на 10 см превышать размеры котла.
Заливаем его сверху цементной стяжкой, которую ровняем по уровню.

Используя обычный рядовой красный кирпич (не силикатный) выкладываем внешний контур будущей печи. Внутрь можно укладывать и бой.

Выводим стенки до уровня дверцы поддувала, кладём металлический лист с уклоном наружу, чтобы удобнее было убирать золу.

Крепим дверцу, выкладываем контур поддувала.
Устанавливаем котёл (по уровню), топочную дверцу.
Выкладываем дымоход.

Правильно организовать отопление дома – задача не из простых. Понятно, что лучше всего с ней справятся специалисты – проектировщики и монтажники. Привлекать их к процессу можно и нужно, но вот в каком качестве - определять вам, хозяину дома. Вариантов три: нанятые люди выполняют весь комплекс мероприятий или же часть этих работ, либо выступают консультантами, а отопление вы делаете своими руками.

Независимо от того, какой вариант отопления будет выбран, надо хорошо представлять себе все этапы процесса. Данный материал – поэтапное руководство к действию. Его цель - помочь вам решить задачу по устройству отопления самостоятельно или со знанием дела проконтролировать нанятых специалистов и монтажников.

Элементы системы отопления

В подавляющем большинстве случаев частные жилые дома обогреваются водяными системами отопления. Это традиционный подход к решению вопроса, имеющий неоспоримое достоинство – универсальность. То есть, тепло доставляется во все помещения посредством теплоносителя, а уж нагревать его можно с помощью различных энергоносителей. Их перечень мы рассмотрим далее, при выборе котла.

Водяные системы также дают возможность организовать комбинированное отопление с использованием двух или даже трех видов энергоносителей.

Любая система отопления, где передаточным звеном служит теплоноситель, делится на такие составные части:

• источник тепла;
• трубопроводная сеть со всем дополнительным оборудованием и арматурой;
• приборы отопления (радиаторы или греющие контуры теплых полов).

С целью обработки и регулирования теплоносителя, а также производства работ по обслуживанию в отопительных системах применяется дополнительное оборудование и запорно – регулирующая арматура. К оборудованию относятся следующие элементы:

• расширительный бак;
• циркуляционный насос;
• гидравлический разделитель (гидрострелка);
• буферная емкость;
• распределительный коллектор;
• бойлер косвенного нагрева;
• приборы и средства автоматизации.

Примечание. Обязательным атрибутом водяной системы отопления является расширительный бак, остальное оборудование устанавливается по мере необходимости.

Общеизвестно, что при нагреве вода расширяется, а в замкнутом пространстве ее дополнительному объему деваться некуда. Во избежание разрыва соединений от повышенного давления в сети ставится расширительная емкость открытого или мембранного типа. Она и принимает лишнюю воду.

Принудительную циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос, а при наличии нескольких контуров, разделенных гидрострелкой или буферной емкостью, используется 2 и более перекачивающих агрегатов. Что касается буферной емкости, то она работает одновременно как гидравлический разделитель и теплоаккумулятор. Отделение котлового контура циркуляции от всех остальных практикуется в сложных системах коттеджей с несколькими этажами.

Коллекторы для распределения теплоносителя ставятся в системах отопления с теплыми полами либо в случаях, когда применяется лучевая схема подключения батарей, об этом мы расскажем в следующих разделах. Бойлер косвенного нагрева – это резервуар со змеевиком, где вода для нужд ГВС подогревается от теплоносителя. Для визуального контроля над температурой и давлением воды в системе устанавливаются термометры и манометры. Средства автоматизации (датчики, терморегуляторы, контроллеры, сервоприводы) не только осуществляют контроль над параметрами теплоносителя, но и регулируют их в автоматическом режиме.

Запорная арматура

Кроме перечисленного оборудования, водяное отопление дома управляется и обслуживается с помощью запорно–регулирующей арматуры, отображенной в таблице:

Когда вы ознакомились, из каких элементов состоит система отопления, можно приступать к первому шагу на пути к цели – расчетам.

Расчет системы отопления и подбор мощности котла

Осуществить подбор оборудования невозможно, не зная количества потребной на обогрев здания тепловой энергии. Определить его можно двумя способами: простым приближенным и расчетным. Первый способ любят использовать все продавцы отопительной техники, поскольку он достаточно прост и дает более-менее корректный результат. Это вычисление тепловой мощности по площади отапливаемых помещений.

Берут отдельную комнату, измеряют ее площадь и полученное значение умножают на 100 Вт. Энергия, необходимая на весь загородный дом, определяется суммированием показателей для всех комнат. Мы предлагаем более точный метод:

• на 100 Вт умножать площадь тех помещений, где с улицей контактирует только 1 стена, на которой имеется 1 окно;
• если комната – угловая с одним окном, то ее площадь надо умножать на 120 Вт;
• когда в помещении есть 2 наружных стены с 2 окнами и более, ее площадь умножается на 130 Вт.

Если считать мощность приближенным методом, то жители северных регионов РФ могут недополучить тепла, а юга Украины – переплатить за слишком мощное оборудование. С помощью второго, расчетного способа выполняется проектирование отопления специалистами. Он более точен, так как дает четкое понимание, сколько теряется тепла через строительные конструкции любого здания.

Прежде чем приступить к вычислениям, дом надо обмерить, выяснив площади стен, окон и дверей. Затем надо определить толщину слоя каждого строительного материала, из коего возведены стены, полы и кровля. Для всех материалов в справочной литературе или интернете следует найти значение теплопроводности λ, выражаемое в единицах Вт/(м · ºС). Его подставляем в формулу для расчета термического сопротивления R (м2 ºС / Вт):

R = δ / λ, здесь δ – толщина материала стены в метрах.

Примечание. Когда стена или кровля сделана из разных материалов, то необходимо рассчитывать значение R для каждого слоя, а потом суммировать результаты.

Теперь можно узнать количество тепла, уходящее сквозь внешнюю строительную конструкцию, по формуле:

• QТП = 1/R х (tв – tн) х S, где:
• QТП – теряемое количество теплоты, Вт;
• S – это измеренная ранее площадь строительной конструкции, м2;
• tв – сюда надо подставить величину желаемой внутренней температуры, ºС;
• tн – уличная температура в самый холодный период, ºС.

Важно! Расчет следует производить для каждой комнаты отдельно, поочередно подставляя в формулу значения термического сопротивления и площади для внешней стены, окна, двери, полов и кровли. Потом все эти результаты надо суммировать, это и будут теплопотери данного помещения. Площади внутренних перегородок учитывать не нужно!

Расход тепла на вентиляцию

Чтобы узнать, сколько тепла теряет частный дом в целом, надо сложить потери всех его комнат. Но это еще не все, ведь надо надо учесть и нагрев вентиляционного воздуха, который тоже обеспечивается системой отопления. Чтобы не вдаваться в дебри сложных расчетов, предлагается узнать этот расход теплоты по простой формуле:

Qвозд = cm (tв – tн), где:

• Qвозд – искомое количество теплоты на вентиляцию, Вт;
• m – количество воздуха по массе, определяется как внутренний объем здания, помноженный на плотность воздушной смеси, кг;
• (tв – tн) – как в предыдущей формуле;
• с – теплоемкость воздушных масс, принимается равной 0.28 Вт / (кг ºС).

Для определения потребности в тепле всего здания остается сложить величину QТП для дома в целом со значением Qвозд. Мощность же котла принимается с запасом на оптимальный режим работы, то есть, с коэффициентом 1.3. Тут надо учесть важный момент: если вы планируете использовать теплогенератор не только для отопления, но и для подогрева воды на ГВС, то запас мощности должен быть увеличен. Котел обязан эффективно работать сразу в 2 направлениях, а потому коэффициент запаса надо принимать не менее 1.5.

На данный момент существуют различные виды отопления, характеризующиеся применяемым энергоносителем или видом топлива. Какое из них выбрать – решать вам, а мы представим все виды котлов с кратким описанием их плюсов и минусов. Для обогрева жилых зданий можно приобрести следующие виды бытовых теплогенераторов:

• твердотопливные;
• газовые;
• электрические;
• на жидком топливе.

Выбрать энергоноситель, а следом и источник тепла вам поможет следующее видео:

Твердотопливные котлы

Делятся на 3 разновидности: прямого горения, пиролизные и пеллетные. Агрегаты популярны благодаря низкой стоимости эксплуатации, ведь по сравнению с прочими энергоносителями дрова и уголь стоят недорого. Исключение – природный газ в РФ, но подключение к нему зачастую обходится дороже, чем все тепловое оборудование вместе с монтажом. Поэтому дровяные и угольные котлы, имеющие приемлемую стоимость, покупаются людьми все чаще.

С другой стороны, эксплуатация источника тепла на твердом топливе очень напоминает простое печное отопление. Нужно затрачивать время и силы, чтобы заготавливать, таскать дрова и загружать их в топку. Также требуется серьезная обвязка агрегата, дабы обеспечить его долговечную и безопасную работу. Ведь обычный твердотопливный котел отличается инерционностью, то есть, после закрытия воздушной заслонки нагрев воды прекращается не сразу. А эффективное использование генерируемой энергии возможно лишь при наличии теплового аккумулятора.

Важно. Котлы, сжигающие твердые виды топлива, вообще не могут похвастать высокой эффективностью. Традиционные агрегаты прямого горения имеют КПД около 75%, пиролизные – 80%, а пеллетные – не более 83%.

Наилучший выбор с точки зрения комфорта – это теплогенератор на пеллетах, отличающийся высоким уровнем автоматизации и практически не имеющий инерционности. Он не требует теплоаккумулятора и частых походов в котельную. Но цена оборудования и пеллет часто делает его недоступным широкому кругу пользователей.

Газовые котлы

Отличный вариант - провести отопление, функционирующее на магистральном газе. В целом водогрейные газовые котлы весьма надежны и эффективны. КПД самого простого энергонезависимого агрегата составляет не менее 87%, а дорогого конденсационного – до 97%. Отопители компактны, хорошо автоматизированы и безопасны в работе. Обслуживание требуется не чаще 1 раза в год, причем походы в котельную нужны только для контроля или изменения настроек. Бюджетный агрегат выйдет гораздо дешевле твердотопливного, так что газовые котлы можно считать общедоступными.

Так же, как и теплогенераторам на твердом топливе, газовым котлам требуется устройство дымохода и наличие приточно-вытяжной вентиляции. Что касается других стран бывшего СССР, то стоимость горючего там значительно выше, чем в РФ, оттого популярность газового оборудования неуклонно снижается.

Электрические котлы

Надо сказать, что электрическое отопление – самое эффективное из всех существующих. Мало того что КПД котлов составляет порядка 99%, так вдобавок они не требуют дымоходов и вентиляции. Обслуживание агрегатов как таковое практически отсутствует, разве что чистка 1 раз в 2-3 года. И самое главное: оборудование и монтаж очень дешевы, при этом степень автоматизации может быть какой угодно. Котел просто не нуждается в вашем внимании.

Сколь приятны достоинства электрокотла, столь же существенен главный недостаток – цена электроэнергии. Даже если пользоваться многотарифным счетчиком электричества, обойти по этому показателю дровяной теплогенератор не удастся. Такова плата за комфорт, надежность и высокий КПД. Ну и второй минус – отсутствие на подводящих сетях необходимой электрической мощности. Такая досадная неприятность может разом перечеркнуть все помыслы об электрическом отоплении.

Жидкотопливные котлы

По стоимости отопительной техники и ее монтажа обогрев на отработанном масле или дизельном горючем обойдется примерно так же, как и на природном газе. Схожи у них и показатели эффективности, хотя отработка по понятным причинам несколько проигрывает. Другое дело, что данный вид отопления смело можно назвать самым грязным. Любое посещение котельной закончится, как минимум запахом солярки либо испачканными руками. А уж ежегодная чистка агрегата – это целое событие, после которого вы измажетесь сажей по пояс.

Применение солярки для отопления – не самое выгодное решение, цена горючего может крепко ударить по карману. Поднялось в цене и отработанное масло, разве что вы имеете какой-нибудь дешевый его источник. Это значит, что ставить дизельный котел есть смысл, когда нет других энергоносителей или в перспективе - подведение магистрального газа. Агрегат легко переходит с солярки на газ, а вот печь на отработке сжигать метан не сможет.

Схемы систем отопления для частного дома

Системы отопления, реализуемые в частном домостроении, бывают одно – и двухтрубными. Различить их несложно:

• по однотрубной схеме все радиаторы присоединяются к одному коллектору. Он является одновременно подачей и обраткой, проходя мимо всех батарей в виде замкнутого кольца;
• в двухтрубной схеме теплоноситель подается к радиаторам по одной трубе, а возвращается – по другой.

Выбор схемы системы отопления для частного дома – дело непростое, здесь точно не помешает консультация специалиста. Мы не погрешим против истины, если скажем, что двухтрубная схема – более прогрессивная и надежная, чем однотрубная. Вопреки расхожему мнению о малых затратах на монтаж при устройстве последней отметим, что она не просто дороже двухтрубной, но и сложнее. Очень подробно данная тема раскрыта на видео:

Дело в том, что в однотрубной системе вода от радиатора к радиатору остывает все сильнее, поэтому необходимо наращивать их мощность за счет добавления секций. Кроме того, раздающий коллектор должен иметь больший диаметр, чем магистрали двухтрубной разводки. И последнее: автоматическое управление при однотрубной схеме затруднено из-за взаимного влияния батарей друг на друга.

В небольшом домике или даче с числом радиаторов до 5 можно смело внедрять однотрубную горизонтальную схему (расхожее название – ленинградка). При большем количестве приборов отопления она нормально функционировать не сможет, потому что последние батареи будут холодными.

Еще один вариант – использовать однотрубные вертикальные стояки в двухэтажном частном доме. Подобные схемы встречаются довольно часто и работают успешно.

Теплоноситель при двухтрубной разводке доставляется ко всем радиаторам с одинаковой температурой, так что наращивать число секций не нужно. Разделение магистралей на подающую и обратную дает возможность автоматически управлять работой батарей посредством термостатических вентилей.

Диаметры трубопроводов меньше, да и система в целом проще. Существуют такие разновидности двухтрубных схем:

тупиковая: сеть трубопроводов делится на ветви (плечи), по которым теплоноситель движется по магистралям навстречу друг другу;

попутная двухтрубная система: здесь обратный коллектор является как бы продолжением подающего, а весь теплоноситель протекает в одном направлении, схема образует кольцо;

коллекторная (лучевая). Самый дорогой способ разводки: трубопроводы от коллектора прокладываются отдельно к каждому радиатору, способ прокладки – скрытый, в полу.

Если взять горизонтальные магистрали большего диаметра и проложить их с уклоном 3-5 мм на 1 м, то система сможет работать за счет гравитации (самотеком). Тогда циркуляционный насос не нужен, схема будет энергонезависимой. Справедливости ради отметим, что без насоса может функционировать как однотрубная, так и двухтрубная разводка. Лишь бы были созданы условия для естественной циркуляции воды.

Систему отопления можно сделать открытой, установив в самой верхней точке расширительный бак, сообщающийся с атмосферой. Такое решение применяется в самотечных сетях, иначе там сделать нельзя. Если же установить на обратную магистраль недалеко от котла расширительную емкость мембранного типа, то система будет закрытой и работать под избыточным давлением. Это более современный вариант, находящий свое применение в сетях с принудительным движением теплоносителя.

Нельзя не сказать о способе обогрева дома теплыми полами. Его недостаток – в дороговизне, поскольку понадобится уложить в стяжку сотни метров труб, в результате чего в каждой комнате получается греющий водяной контур. Концы труб сходятся к распределительному коллектору со смесительным узлом и собственным циркуляционным насосом. Важный плюс – экономичный равномерный прогрев помещений, очень комфортный для людей. Напольные контуры обогрева однозначно рекомендованы к применению в любых жилых зданиях.

Совет. Владельцу небольшого дома (до 150 м2) можно смело порекомендовать брать на вооружение обычную двухтрубную схему с принудительной циркуляцией теплоносителя. Тогда диаметры магистралей будут не больше 25 мм, ветвей – 20 мм, а подводок к батареям – 15 мм.

Монтаж системы отопления

Описание монтажных работ мы начнем с установки и обвязки котла. В соответствии с правилами агрегаты, чья мощность не превышает 60 кВт, могут устанавливаться в помещении кухни. Более мощные теплогенераторы должны располагаться в котельной. При этом для источников тепла, сжигающих разные виды топлива и имеющих открытую камеру сгорания, нужно обеспечить хороший приток воздуха. Также требуется устройство дымохода для отвода продуктов горения.

Для естественного движения воды монтаж котла рекомендуется выполнять таким образом, чтобы его патрубок обратки находился ниже уровня радиаторов первого этажа.

Место, где будет находиться теплогенератор, необходимо выбирать с учетом минимально допустимых расстояний до стен или другого оборудования. Обычно эти промежутки указаны в руководстве, прилагаемом к изделию. Если этих данных нет, то придерживаемся таких правил:

• ширина прохода с лицевой стороны котла – 1 м;
• если не нужно обслуживать агрегат сбоку или сзади, то оставляем промежуток 0.7 м, в противном случае – 1.5 м;
• расстояние до ближайшего оборудования – 0.7 м;
• при размещении двух котлов рядом между ними выдерживается проход 1 м, друг напротив друга – 2 м.

Примечание. При монтаже настенных источников тепла боковые проходы не нужны, надо соблюсти только просвет спереди агрегата для удобства обслуживания.

Подключение котла

Следует отметить, что обвязка газовых, дизельных и электрических теплогенераторов практически одинакова. Тут надо учитывать, что подавляющее большинство настенных котлов оборудовано встроенным циркуляционным насосом, а многие модели – и расширительным баком. Для начала рассмотрим схему подключения простого газового или дизельного агрегата:

На рисунке изображена схема закрытой системы с мембранным расширительным баком и принудительной циркуляцией. Этот способ обвязки встречается наиболее часто. Насос с байпасной линией и грязевиком находится на обратной магистрали, там же стоит расширительная емкость. Давление контролируется с помощью манометров, удаление воздуха из котлового контура происходит через автоматический воздухоотводчик.

Примечание. Обвязка электрического котла, не укомплектованного насосом, осуществляется по такому же принципу.

Когда теплогенератор снабжен собственным насосом, а также контуром для подогрева воды на нужды ГВС, разводка труб и монтаж элементов выглядит следующим образом:

Здесь показан настенный котел с принудительным нагнетанием воздуха в закрытую камеру сгорания. Для удаления дымовых газов служит двустенный коаксиальный газоход, выведенный на улицу горизонтально сквозь стену. Если топка агрегата – открытая, то нужен традиционный дымоход с хорошей естественной тягой. Как правильно установить дымоходную трубу из сэндвич – модулей, изображено на рисунке:

В загородных домах большой площади нередко приходится состыковывать котел с несколькими контурами отопления – радиаторным, теплыми полами и бойлером косвенного нагрева для нужд ГВС. В такой ситуации оптимальным решением будет задействовать гидравлический разделитель. Он позволит организовать независимую циркуляцию теплоносителя в котловом контуре и одновременно послужит распределительной гребенкой для остальных ветвей. Тогда принципиальная схема отопления двухэтажного дома будет иметь такой вид:

По этой схеме на каждом контуре отопления предусмотрен собственный насос, благодаря чему он работает независимо от остальных. Поскольку к теплым полам следует подавать теплоноситель с температурой не более 45 °С, на этих ветвях задействованы трехходовые клапаны. Они подмешивают горячую воду из основной магистрали тогда, когда снижается температура теплоносителя в контурах теплых полов.

С теплогенераторами на твердом топливе дело обстоит сложнее. Их обвязка должна учитывать 2 момента:

• возможный перегрев из-за инертности агрегата, дрова никак не удастся потушить быстро;
• образование конденсата при поступлении в котоловой бак холодной воды из сети.

Чтобы избежать перегрева и возможного закипания, циркуляционный насос всегда ставится на обратке, а на подаче сразу за теплогенератором должна стоять группа безопасности. Она состоит из трех элементов: манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана. Наличие последнего имеет решающее значение, именно клапан сбросит лишнее давление при перегреве теплоносителя. Если вы решили организовать , то нижеприведенная схема обвязки обязательна для исполнения:

Здесь же байпас и трехходовой клапан защищают топку агрегата от выпадения конденсата. Клапан не пропустит в малый контур воду из системы, пока температура в нем не достигнет 55 °С. Подробную информацию по этому вопросу можно получить, просмотрев видео:

Совет. Твердотопливные котлы в силу особенностей эксплуатации рекомендуется использовать совместно с буферной емкостью – теплоаккумулятором, как это изображено на схеме:

Многие домовладельцы ставят в помещении топочной два разных источника тепла. Их надо правильно обвязать и подключить к системе. На этот случай мы предлагаем 2 схемы, одна из них – для твердотопливного и электрического котла, совместно работающих с радиаторным отоплением.

Вторая схема объединяет газовый и дровяной теплогенератор, подающие тепло на обогрев дома и приготовление воды для ГВС:

Чтобы смонтировать отопление частного дома своими руками, сперва необходимо решить, какие трубы для этого выбрать. На современном рынке предлагается несколько видов металлических и полимерных труб, пригодных для устройства отопления частных домов:

• стальные;
• медные;
• из нержавеющей стали;
• полипропиленовые (ППР);
• полиэтиленовые (PEX, PE-RT);
• металлопластиковые.

Магистрали отопления из обыкновенного «черного» металла считаются пережитком прошлого, поскольку более всего подвержены коррозии и «зарастанию» проходного сечения. Кроме того, самостоятельно выполнить монтаж из таких труб нелегко: нужны хорошие навыки сварочных работ, чтобы осуществлять герметичную стыковку. Тем не менее, некоторые домовладельцы по сей день используют стальные трубопроводы, когда устраивают автономное отопление дома.

Медные или нержавеющие трубы – отличный выбор, только больно уж дорогой. Это надежные и долговечные материалы, не боящиеся повышенного давления и температуры, так что при наличии средств эти изделия однозначно рекомендованы к применению. Медь стыкуется посредством пайки, что тоже требует кое-каких навыков, а нержавейка – с помощью разборных или прессовых фитингов. Предпочтение следует отдавать последним, особенно при скрытой прокладке.

Совет. Для обвязки котлов и прокладки магистралей в пределах котельной лучше всего использовать любой вид металлических труб.

Дешевле всего вам обойдется отопление из полипропилена. Из всех видов ППР труб надо выбирать те, что армированы алюминиевой фольгой либо стекловолокном. Низкая цена материала – единственный их плюс, поскольку монтаж отопления из полипропиленовых труб – дело достаточно сложное и ответственное. Да и по внешнему виду полипропилен проигрывает остальным пластмассовым изделиям.

Стыки трубопроводов ППР с фитингами осуществляются пайкой, причем проверить их качество не представляется возможным. Когда при пайке прогрев был недостаточен, соединение обязательно потечет впоследствии, если же его перегреть, то расплывшийся полимер наполовину перекроет проходное сечение. Причем увидеть это во время сборки не удастся, огрехи дадут знать о себе позже, при эксплуатации. Второй существенный недостаток – большое удлинение материала во время нагрева. Чтобы избежать «сабельных» изгибов, трубу надо крепить на подвижных опорах, а между концами магистрали и стеной оставлять просвет.

Куда проще сделать своими руками отопление из полиэтиленовых или металлопластиковых труб. Хотя цена этих материалов выше, чем полипропилена. Для новичка они наиболее удобны, так как стыки здесь выполняются достаточно просто. Трубопроводы можно закладывать в стяжку или стену, но с одним условием: соединения должны быть сделаны на прессовых фитингах, а не разборных.

Металлопластик и полиэтилен используется как для открытой прокладки магистралей, так и скрытой за любыми экранами, а также при устройстве водяных теплых полов. Недостаток труб из материала PEX – в его стремлении вернуться в первоначальное состояние, отчего проложенный коллектор отопления может выглядеть слегка волнистым. Полиэтилен PE-RT и металлопластик такой «памяти» не имеют и спокойно изгибаются как вам нужно. Подробнее о выборе труб рассказано в видеоролике:

Обычный домовладелец, зайдя в магазин отопительной техники и увидев там широчайший выбор различных радиаторов, может сделать вывод, что подобрать батареи для своего дома не так-то легко. Но это первое впечатление, на самом деле их разновидностей не так уж много:

• алюминиевые;
• биметаллические;
• стальные панельные и трубчатые;
• чугунные.

Примечание. Есть еще дизайнерские приборы водяного отопления самых разнообразных видов, но они дороги и заслуживают отдельного подробного описания.

Секционные батареи из алюминиевого сплава имеют наилучшие показатели теплоотдачи, недалеко от них ушли и биметаллические обогреватели. Разница меж теми и другими в том, что первые сделаны целиком из сплава, а вторые имеют внутри трубчатый стальной каркас. Это сделано с целью использования приборов в централизованных системах теплоснабжения высотных домов, где давление может быть довольно высоким. Поэтому устанавливать биметаллические радиаторы в частном коттедже не имеет смысла вообще.

Следует отметить, что монтаж отопления в частном доме выйдет дешевле, если приобрести стальные панельные радиаторы. Да, их показатели теплоотдачи меньше, чем у алюминиевых, но на практике вы вряд ли ощутите разницу. Что касается надежности и долговечности, то приборы успешно прослужат вам не менее 20 лет, а то и более. В свою очередь, трубчатые батареи стоят значительно дороже, в этом отношении они ближе к дизайнерским.

Стальные и алюминиевые приборы отопления объединяет одно полезное качество: они хорошо поддаются автоматическому регулированию с помощью термостатических вентилей. Чего не скажешь о массивных чугунных батареях, на которые ставить такие вентили бессмысленно. Все из-за способности чугуна долго нагреваться, а затем какое-то время сохранять тепло. Также из-за этого снижена скорость прогрева помещений.

Если затрагивать вопрос эстетики внешнего вида, то предлагающиеся ныне чугунные ретро-радиаторы гораздо красивее любых других батарей. Но и стоят они баснословных денег, а недорогие «гармошки» советского образца МС-140 подойдут разве что для дачного одноэтажного дома. Из вышесказанного напрашивается вывод:

Для частного дома покупайте те приборы отопления, которые вам нравятся больше всего и устраивают по стоимости. Просто учтите их особенности и верно подберите по размерам и тепловой мощности.

Подбор по мощности и способы подключения радиаторов

Подбор количества секций или размер панельного радиатора осуществляется по количеству тепла, потребного для обогрева помещения. Это значение мы уже определили в самом начале, остается раскрыть парочку нюансов. Дело в том, что теплоотдачу секции производитель указывает для разницы температур теплоносителя и воздуха комнаты, равной 70 °С. Для этого вода в батарее должна прогреваться минимум до 90 °С, что случается весьма редко.

Получается, что реальная тепловая мощность прибора будет существенно ниже указанной в паспорте, ведь обычно температура в котле поддерживается на уровне 60-70 °С в самые холодные дни. Соответственно, для надлежащего обогрева помещений требуется установка радиаторов, имеющих не менее чем полуторный запас по теплоотдаче. Например, когда для комнаты нужно 2 кВт теплоты, вы должны взять приборы отопления мощностью не менее 2 х 1.5 = 3 кВт.

В помещении батареи ставятся в местах наибольших тепловых потерь – под окнами или у глухих наружных стен. При этом подключение к магистралям можно осуществить несколькими способами:

• боковое одностороннее;
• диагональное разностороннее;
• нижнее – при наличии у радиатора соответствующих патрубков.

Боковое присоединение прибора с одной стороны чаще всего применяется при его подключении к стоякам, а диагональное – к горизонтально проложенным магистралям. Эти 2 способа позволяют эффективно использовать всю поверхность батареи, что будет нагреваться равномерно.

Когда монтируется однотрубная система отопления, то используется и нижнее разностороннее подсоединение. Но тогда эффективность прибора снижается, а значит, и теплоотдача. Разница в прогреве поверхности проиллюстрирована на рисунке:

Существуют модели радиаторов, где конструкцией предусмотрено присоединение патрубков снизу. Такие приборы имеют внутреннюю разводку и по факту в них реализована односторонняя боковая схема. Это хорошо видно на рисунке, где батарея показана в разрезе.

Много полезной информации по вопросу выбора отопительных приборов можно узнать, просмотрев видео:

5 типичных ошибок во время монтажа

Конечно же, выполняя монтаж системы отопления, можно допустить гораздо больше пяти огрехов, но мы выделим 5 наиболее вопиющих, могущих привести к плачевным последствиям. Вот они:

• неправильный выбор источника тепла;
• ошибки в обвязке теплогенератора;
• неверно выбранная система отопления;
• небрежный монтаж самих трубопроводов и арматуры;
• неправильная установка и подключение приборов отопления.

Котел недостаточной мощности – одна из типичных ошибок. Она допускается при подборе агрегата, призванного не только обогревать помещения, но и готовить воду на нужды ГВС. Если не учесть дополнительную мощность, необходимую для нагрева воды, теплогенератор не будет справляться со своими функциями. В результате теплоноситель в батареях и вода в системе ГВС не нагреется до нужной температуры.

Детали играют не только функциональную роль, но и служат целям безопасности. Например, установка насоса рекомендуется на обратном трубопроводе перед самым теплогенератором, вдобавок на байпасной линии. Причем вал насоса должен находиться в горизонтальном положении. Другая ошибка – установка крана на участке между котлом и группой безопасности, это делать категорически недопустимо.

Важно. При подключении твердотопливного котла нельзя ставить насос перед трехходовым клапаном, а только после него (по ходу теплоносителя).

Расширительный бак берется объемом 10% от общего количества воды в системе. При открытой схеме он ставится в самой верхней точке, при закрытой – на обратном трубопроводе, перед насосом. Между ними должен располагаться грязевик, смонтированный в горизонтальном положении пробкой вниз. Настенный котел присоединяется к трубопроводам посредством американок.

Когда система отопления выбрана неверно, вы рискуете переплатить за материалы и монтаж, а потом понести дополнительные затраты, чтобы довести ее до ума. Чаще всего ошибки встречаются при устройстве однотрубных систем, когда на одну ветвь пытаются «навесить» более 5 радиаторов, которые потом не греют. К огрехам при монтаже системы относится несоблюдение уклонов, некачественные соединения и установка не той арматуры.

Например, на входе в радиатор ставится термостатический вентиль либо обычный шаровой кран, а на выходе – балансировочный вентиль для настройки системы отопления. Если же производится монтаж труб к радиаторам в полу или стенах, то их надо обязательно утеплить, чтобы теплоноситель не остывал по дороге. При стыковке полипропиленовых труб надо скрупулезно придерживаться времени нагрева паяльником, чтобы соединение вышло надежным.

Выбираем теплоноситель

Общеизвестно, что для этой цели чаще всего служит отфильтрованная и по возможности обессоленная вода. Но в определенных условиях, например, периодическом протапливании, вода может замерзнуть и разрушить систему. Тогда последнюю заполняют незамерзающей жидкостью – антифризом. Но следует учитывать свойства этой жидкости и не забыть удалить из системы все прокладки из обычной резины. От антифриза они быстро раскисают и возникает течь.

Внимание! Не всякий котел может работать с незамерзающей жидкостью, что отображается в его техническом паспорте. Это надо проверять при его приобретении.

Как правило, система заполняется теплоносителем напрямую из водопровода через подпиточный вентиль и обратный клапан. В процессе заполнения из нее удаляется воздух через автоматические воздухоотводчики и ручные краны Маевского. При закрытой схеме осуществляется контроль за давлением по манометру. Обычно в холодном состоянии оно лежит в диапазоне 1.2-1.5 Бар, а во время работы не превышает 3 Бар. В открытой схеме надо следить за уровнем воды в баке и отключать подпитку при ее истечении из трубы перелива.

Антифриз в закрытую систему отопления закачивается специальным ручным или автоматическим насосом, снабженным манометром. Чтобы процесс не прерывался, жидкость надо приготовить заранее в емкости соответствующей вместительности, откуда и перекачивать ее в трубопроводную сеть. Заполнять открытую систему проще: антифриз можно просто заливать или закачивать в расширительный бак.

Заключение

Если хорошенько разобраться со всеми нюансами, то становится ясно, что смонтировать систему отопления в частном доме своими силами – вполне реально. Но надо понимать, что это потребует от вас массу времени и усилий, в том числе и для контроля за монтажом в том случае, если вы решите нанять для этого специалистов.

Не всегда имеется возможность организовать газовое отопление в частном доме, а стоимость электрического отопления не позволяет его использовать. Кроме этого, нередко домовладельцы желают иметь дублирующую систему отопления для меньшей зависимости от поставок энергоносителей. В таких случаях домовладельцы обращаются к проверенному годами дедовскому способу отопления с использованием твердого топлива. При этом возникает вопрос, какое твердотопливное отопительное устройство даст возможность эффективно обогреть жилище.

Оборудование, работающее на твердом топливе

Сравнительный анализ отопительных устройств: котел или печь

Основные определения

Печь

Отопительный агрегат, работа которого основана на сжигании твердого топлива, в результате чего происходит выделение тепловой энергии с последующей передачей его в атмосферу помещения, называется печью. Устройство современных печей позволяет достичь максимально возможной эффективности для устройств подобного рода. Их КПД может составлять до 90%, что в определенной степени зависит от умений истопника.

Печь

Принято считать, что мощность печи достаточна только для домов с небольшой площадью, не более 70 кв. м. Усовершенствованные их конструкции, относящиеся к системам и Кузнецова, могут отопить большие площади, размер которых составляет более 150 кв.м. Несмотря на простоту конструкции Булерьяна, он обладает значительной мощностью и привлекательным внешним видом. Булерьян представляет собой , имеющую определенные конструктивные особенности в виде наличия труб, вмонтированных в металлический корпус. За счет перемещения воздуха по этим трубам при помощи конвекции нагревается помещение.

Печь Кузнецова характеризует применение специфического механизма движения дымовых газов за счет собственной массы. В этом устройстве создается повышенное давление и присутствует турбулентность, что позволяет повысить передачу тепла его стенками. Это повышает КПД и снижает расход энергоносителя. Конструкция гармонично вписывается в интерьер помещения.

Котел

Основным отличием котлов от печей является способ передачи тепла. В этом случае происходит нагрев теплоносителя, который в свою очередь передает тепловую энергию отапливаемым помещениям. Таким образом, теплогенератор непосредственного участия в обогреве помещений не принимает. Котел, работающий на твердом топливе, имеет техническую возможность осуществлять отопление значительных площадей. В качестве теплоносителя, в большинстве случаев, используется вода, возможно применение антифриза или масла, что менее распространено. В домах с большим числом комнат и большой этажности использование котлов предпочтительнее. Иногда использование котлов является единственно возможным способом организации отопления частного домостроения.

Котел

Монтаж отопительных устройств

Печь

Кладка печи возможна в процессе возведения дома, но очень проблематично ее сооружение в уже готовом здании. Исключением являются металлические конструкции печей. Процесс их установки связан с необходимостью создания дымохода. Кладка традиционной кирпичной печи требует творческого подхода с отступлением от типовых проектов. Также возникает необходимость в адаптации конструкции устройства, выполняемой по системе Кузнецова. Планировка должна быть произведена таким образом, чтобы помещения имели сопряжение с печью. Также при сооружении печи необходимо предусмотреть фундамент и проход для дымохода.

Этап строительства печи

Котел

Конструкция котлов не имеет особых требований к планировке дома, что подразумевает возможность их монтажа в доме, который уже введен в эксплуатацию. В случае, если твердотопливный котел используется как альтернатива газовому, то имеется возможность их подключения в одну общую систему. Для перехода с одного вида топлива на другое достаточно осуществить переключение подачи теплоносителя.

Установка котельного оборудования подразумевает организацию для него отдельного помещения. Котел должен быть оборудован дымоходом, а помещение – системой вентиляции.

Установка котла

Таким образом, организация печного отопления сопряжено с определенными сложностями, в число которых входит дефицит квалифицированных специалистов-печников.

Эксплуатация отопительных агрегатов

Тепло в доме – важная задача

Любая конструкция устройства, работающего на твердом топливе, требует ухода в процессе эксплуатации и периодической загрузки энергоносителя. Подача топлива может быть реализована в автоматическом режиме при использовании котлов, что в любом случае требует технического обслуживания.

Независимость от других источников энергии имеет свою цену, которая выражается в необходимости участия человека в процессе эксплуатации котельного оборудования. Закладка топлива должна осуществляться несколько раз в день, в зависимости от конструктивных особенностей отопительного прибора и отапливаемых площадей. Печи классической конструкции нуждаются в большем количестве топлива по сравнению с котлами. Кроме того, твердотопливные котлы имеют более продолжительный интервал между загрузками.

Такая работа этих устройств обеспечивается увеличенным размером топки и более полным сжиганием топлива с применением оригинальных технических решений. Снижение числа закладок с интервала 2-3 часов до 2-3 раз в сутки является приемлемым показателем.

Котельное оборудование

Современное котельное оборудование имеет в своем составе автоматику, что значительно упрощает его эксплуатацию. При этом теряется элемент энергонезависимости, так как автоматическое управление работой котла требует наличия электроэнергии.

Котлы на твердом топливе имеют определенную специфику, касающуюся использования различных видов топлива. Нежелательно загружать в дровяной котел уголь и наоборот. Универсальные котлы имеют стоимость, по сравнению со специализированными устройствами, на 30-50% выше.

При отоплении дровами печи и котлы потребляют его примерно в равных количествах. Более экономична печь Кузнецова.

При сравнении котлов и печей, последние не являются явными лидерами по эксплуатационным характеристикам. Стоимость отопительных котлов, простота монтажа, возможность обогрева большей площади, а также более комфортный процесс обслуживания и значительная долговечность говорят в пользу использования их для отопления частных домов.

Классификация котлов по способу сжигания топлива

В зависимости от характера процессов, происходящих при горении топлива в котле, они могут быть:

• прямого горения;
• пиролизными;
• длительного горения;
• пеллетными.

Существуют также конструктивное решение с возможностью применения комбинации различных видов топлива.

Выбираем котел

Традиционный котел

Традиционный котел

Наиболее дешевый вариантом отопительного котла является устройство, топливом которого служат дрова или уголь. Самые простые из них энергонезависимы, так как не требуют электроэнергии для работы автоматики, что имеет существенное значение при естественной циркуляции теплоносителя. Загрузка устройства дровами происходит довольно часто, нормальная эксплуатация его требует очистки камеры сгорания и зольника. При сжигании угля интервал между загрузками его увеличивается по сравнению с дровами. Следует понимать, что для стабильной работы подобного теплогенератора требуется сооружение склада для хранения запаса теплоносителя.

Пиролизный котел

Стоимость пиролизного котла существенно выше, чем у классической конструкции. Это обусловлено наличием дополнительной камеры, необходимой для реализации процесса дожигания топлива при его тлении. КПД таких агрегатов может достигать 85%, а периодичность загрузки составляет около 8 часов. Такие показатели являются явными преимуществами пиролизных котлов.

При эксплуатации этих аппаратов важно, чтобы влажность дров не превышала 25%. В противном случае котел теряет все свои преимущества при более высокой стоимости оборудования.

Пиролизный котел

Котел длительного горения

Характерной особенностью котлов, имеющих длительный период горения, является направление горения топлива. Оно может происходить как снизу вверх, так и в противоположном направлении. Горение может происходить на протяжении 12 часов при использовании дров, и до двух суток – на угле. Это обстоятельство значительно упрощает эксплуатацию устройства. Эффективность его достаточно высокая, КПД находится на уровне 75%.

Котел длительного горения

Достичь столь продолжительного времени горения стало возможно за счет увеличения размера топки и организованной специальным образом подаче воздуха в ее пространство. Достоинство этого котла является одновременно его недостатком, так как нет возможности загружать топливо по ходу процесса горения до полного прогорания предыдущей закладки.

Пеллетные котлы

По стоимости эти отопительные устройства наиболее дорогостоящие. При этом уровень автоматизации максимален для подобных агрегатов. Обслуживание оборудования не требует постоянного контроля со стороны человека. Важно, чтобы в бункере было достаточное количество пеллет, тогда в течение периода от одних до шести суток горение будет осуществляться в автоматическом режиме. Преимуществом пеллетного котла является экономичность и высокий КПД, находящийся на уровне 80-85%.

Пеллетный котел

Обвязка котла

Обвязка котла

Обвязка твердотопливного котла своими руками представляет собой комплекс оборудования и деталей, необходимых для создания системы отопления. Помимо котла в нее входят трубы, отопительные и контрольно-измерительные приборы, расширительный бачок и иные элементы.
Обвязка требуется для достижения следующих целей:

• обеспечение циркуляции теплоносителя и равномерного распределения тепла в помещениях;
• безопасность и бесперебойность функционирования;
• отсутствие воздуха в системе;
• создание условий для организации нескольких контуров.

Схемы циркуляции теплоносителя

Обвязка котла может быть выполнена с применением различных систем. Одна из них предусматривает применение гравитационного контура и применяется для организации отопления в небольших домах. Перемещение теплоносителя по трубам происходит естественным путем. В этом случае котел располагается в точке, которая находится ниже радиаторов. Для предупреждения гидроударов используется расширительный бачок. С целью стабилизации давления в системе может быть использован насос.

Схема циркуляции теплоносителя

Другой вариант обвязки котла своими руками использует естественную циркуляцию жидкости в отопительной системе. Основным условием реализации этой схемы является подмешивание в обратной линии теплоноситель из контура, служащего для подачи. Это возможно при установке трехходового вентиля.

Теплообменный регистр

Теплообменник для котла своими руками – одна из основных его деталей, от него зависит мощность всей системы. Котлы, устанавливаемые в частных домах, могут быть оборудованы теплообменниками в виде водяной рубашки, выполняться трубчатыми, горизонтально или вертикально.

Дымоходы для котлов

Требования к дымоходу твердотопливного котла своими руками подчиняются общим требованиям. Его не следует выполнять с малым поперечным сечением, чтобы тяга находилась на достаточном уровне. Чрезмерно широкий дымоход приведет к возникновению риска проникновения холодного воздуха в топку и выстуживания системы.

Дымоход для котла так же важен, как и для печи

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 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 ю конструкции.

На заметку: температура горения угля значительно выше, чем у дров, поэтому , 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;

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.