Сборка самодельных котлов. Котел отопления своими руками чертежи Как сварить твердотопливный котел

Достаточно часто для отопления частных домов используются отопительные котлы. Сварить котел отопления своими руками может практически каждый желающий, так как данные устройства имеют простую конструкцию. Для изготовления конструкции можно использовать непрофессиональные инструменты и материалы, которые имеются в наличии.

В конструкцию котла, который будет использоваться для отопления собственного частного дома и приготовления пищи, можно вносить некоторые усовершенствования. Подобные изменения смогут повысить эффективность устройства.

Конструкция котла отопления

Данное оборудование имеет схожую конструкцию с обыкновенной печкой. Отличия заключаются лишь в способе отдачи тепла. Котел состоит из таких элементов:

1. Емкость для сжигания твердого топлива.
2. Колосники для подачи воздуха в нужном количестве.
3. Емкость для воды или трубчатые регистры отопления.
4. Дымоход. Предназначен для создания нужной тяги и отвода продуктов сгорания.
5. Заслонки. Используются для того, чтобы регулировать воздушную тягу и перекрывать каналы после угасания огня в печке.

Отопительная система должна снабжаться водяным аккумулятором тепла. Он являет собой емкость, которая устанавливается в верхней части котла и накапливает энергию тепла в процессе топки. Когда данный процесс прекратится, жидкость будет циркулировать в системе и подогревать воздух.

Дополнительно можно установить бак из нержавеющей стали, в котором будет находиться горячая вода. Он монтируется над аккумулятором тепла. Данный элемент отопительной системы является необязательным.

Первым делом понадобится составить точный чертеж отопительного котла. Чтобы рационально использовать жилую площадь, рекомендуется заказать разработку индивидуального проекта подобной конструкции у специалистов.

Вернуться к оглавлению

Инструменты и материалы, которые понадобятся для изготовления отопительного котла

Чтобы сваривать котлы отопления своими руками, понадобится подготовить такие элементы:

1. Лист стали толщиной минимум 5 мм.
2. Уголок из металла.
3. Колосниковая решетка из чугуна.
4. Водопроводные трубы из стали различного диаметра.
5. Дверцы для бункеров.
6. Дроссельные заслонки.
7. Лист нержавеющей стали. Понадобится для того, чтобы изготовить аккумулятор тепла.
8. Просеянный песок.

В процессе изготовления котла для отопления потребуется произвести сварочные работы. Следует подготовить такие инструменты:

Рисунок 1. Схема самодельного котла.

1. Сварочное устройство инверторного типа или любое другое, которое можно использовать в бытовых условиях.
2. Болгарка.
3. Щипцы.
4. Пассатижи.
5. Электродрель.
6. Набор необходимых сверл.
7. Рулетка.
8. Уровень.
9. Угольник.

Мастер должен иметь навыки проведения сварочных работ.

Вернуться к оглавлению

Как правильно изготовить детали корпуса отопительного котла

Основой любого котла является топка, в которой температура может достигать 900-1000°С. Чтобы выполнить ее сборку, будут нужны материалы, которые способны выдержать подобную температуру. Последовательность действий по изготовлению корпуса будет следующей:

1. Если нет в наличии жаропрочной стали, можно использовать обыкновенную. Однако в таком случае, чтобы обеспечить долговечность конструкции, стенки узла нужно сделать двойными. Стенки нужно вырезать из листа стали с помощью болгарки.
2. Из стальной трубы надо будет нарезать нужное количество деталей, которые будут использоваться в качестве ребер жесткости. Из металлического уголка нужно изготовить усилители для стыков между всеми элементами печки.
3. В передней стенке следует проделать отверстие прямоугольной формы, которое соответствует по размерам дверям всех бункеров. Чтобы выполнить сквозное прямоугольное отверстие нужной конфигурации, на металл нужно нанести разметку, после чего по углам выполнить сверление листа с помощью электрической дрели. Используя угловую машинку для шлифования, нужно сделать сквозной порез в средней части, после чего вести его от центральной части к крайней. Таким образом можно будет исключить повреждения листа.

В качественном котле для отопления должно быть предусмотрено несколько емкостей для воды. Баки следует изготавливать из нержавеющей стали. Чтобы сварить листы, понадобится использовать специальное устройство.

Конструкция теплообменника являет собой набор из водопроводных трубок. С помощью сварочного устройства их следует соединить так, чтобы образовался проточный контур с большим внешним основанием.

В таком случае будет обеспечена быстрая и наиболее полная тепловая отдача от сгораемого топлива к тепловому носителю.

Вернуться к оглавлению

Как правильно собрать котел своими руками

Конструкция котлов для отопления отличается высокой металлоемкостью. Подобное устройство в итоге будет иметь большой вес. Поэтому сборку рекомендуется выполнять на месте монтажа оборудования для отопления.

Под котлом нужно обязательно изготовить основание из термостойкого кирпича.

После этого на него надо будет уложить днище зольного бункера. По периметру данного элемента следует установить вертикально стенки конструкции. После этого стенки соединяются сваркой.

Схема самодельного котла изображена на рис. 1.

Внутри изготовленного корпуса на приваренные направляющие надо будет уложить колосники. После этого монтируются тепловые обменники. С внешней стороны к бункеру в вертикальном положении надо приварить ребра жесткости, которые изготавливаются из стального профиля прямоугольной формы. На данном этапе останется лишь смонтировать внешние стенки и верхнюю плиту.

Между стенками необходимо будет засыпать подготовленный просеянный песок, который будет выполнять двойную функцию:

• дополнительно аккумулировать тепло;
• защищать стенки камеры сгорания от возможного перегрева и ускоренного прогорания.

Для засыпки рекомендуется использовать промытый песок, который не содержит пыли и других посторонних элементов. Предварительно песок надо будет прокалить на огне, чтобы исключить всю органику. Если пропустить данный этап, то во время топки котла отопления может появляться не самый приятный запах.

На верхнюю плиту понадобится смонтировать подготовленные емкости из нержавеющей стали, после чего подключить их к соответствующим контурам. После этого останется лишь установить дверцы на свои места.

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

«Котел это по правде печь в бочке с водой»… и КПД такого агрегата будет в лучшем случае 10%, а то и 3-5%. Уж какой-никакой, а твердотопливный котел вовсе не печь, а печь на твердом топливе – не водогрейный котел. Дело в том, что процесс сгорания твердого топлива, в отличие о газа или горючих жидкостей, непременно растянут в пространстве и времени. Газ или масло можно полностью сжечь сразу в небольшом промежутке от сопла до диффузора горелки, а дрова-уголь – нет. Поэтому и требования к конструкции котла отопления на твердом топливе иные, чем для отопительной печи, просто так засунуть в нее водогрейку контура отопления в непрерывной циркуляцией нельзя. Почему так, и как должен быть устроен отопительный котел непрерывного действия, и предназначена разъяснить эта статья.

Свой котел отопления в частном доме или квартире становится необходимостью. Газ и жидкое топливо неуклонно дорожают, а взамен в продаже появляется недорогое альтернативное топливо, напр. из отходов растениеводства – соломы, лузки, шелухи. Это только с точки зрения хозяев дома, не говоря уже о том, что переход на индивидуальное отопление позволит избавиться от потерь энергии в магистралях ТЭЦ и проводах ЛЭП, а они отнюдь не малы, до 30%

Газовый котел самому делать нельзя, хотя бы потому, что никто не даст разрешения на его эксплуатацию. Индивидуальные котлы на жидком топливе для отопления жилых помещений применять запрещено вследствие их высокой пожаро- и взрывоопасности при децентрализованном использовании. А вот котел на твердом топливе можно и сделать своими руками, и оформить его официально, точно так же, как отопительную печь. Это, пожалуй, единственное, что у них принципиально общего.

Особенности твердого топлива

Твердое топливо горит не очень быстро, и в видимом его пламени сгорают далеко не все компоненты, несущие тепловую энергию. Для полного догорания дымовых газов необходима высокая, но вполне определенная температура, иначе возникнут условия для протекания эндотермических реакций (напр. окисления азота), продукты которых унесут энергию топлива в трубу.

Почему котел не печь?

Печь – устройство циклического действия. В ее топку загружают сразу столько топлива, чтобы его энергии хватило до следующей протопки. Избыток энергии сгорания загрузки топлива частично используется для поддержания оптимальной для дожигания температуры в газовом тракте печи (ее конвективной системе), а частично поглощается телом печи. По мере прогорания загрузки соотношение этих частей энергии топлива меняется, и внутри печи циркулирует мощный поток тепла, в несколько раз мощнее, чем текущие потребности в нем для обогрева.

Тело печи представляет собой, таким образом, тепловой аккумулятор: основной обогрев помещения происходит за счет ее остывания после протопки. Поэтому отбирать циркулирующее в печи тепло нельзя, от этого тем или иным образом нарушится ее внутренний тепловой баланс, и КПД резко упадет. Можно, и то не во всяком месте конвекционной системы, взять до 5% на подпитку накопительного бака ГВС. Также для печи не нужна оперативная регулировка ее тепловой мощности, достаточно загрузить топлива исходя из требуемой среднечасовой на время между протопками.

Водяной котел, все равно на каком топливе – устройство непрерывного действия. Теплоноситель в системе все время циркулирует, иначе она греть не будет, а котел должен в каждый конкретный момент дать тепла ровно столько, сколько ушло наружу из-за теплопотерь. Т.е., топливо в котел нужно либо периодически подгружать, либо обеспечить оперативную регулировку тепловой мощности в достаточно широких пределах.

Второй момент – дымовые газы. К теплообменнику они должны подойти, во-первых, возможно более горячими, чтобы обеспечить высокий КПД. Во-вторых, они должны быть прогоревшими полностью, иначе энергия топлива осядет на регистре сажей, которую нужно будет еще и чистить.

Наконец, если печь греет вокруг себя, то котел как источник тепла и его потребители разнесены. Для котла необходимо отдельное помещение (котельная или топочная): вследствие высокой концентрации тепла в котле его пожарная опасность намного выше, чем и печи.

Примечание: индивидуальная котельная жилого дома должна иметь объем не менее 8 куб. м, потолок не менее 2,2 м высотой, открывающееся окно не менее 0,7 кв. м, постоянный (без задвижек) приток свежего воздуха, отдельный от прочих коммуникаций дымовой канал и противопожарную развязку от остальных комнат.

Отсюда следуют, во-первых, требования к топке котла:

• Она должна обеспечивать быстрое и полное сгорание топлива без сложной конвекционной системы. Этого можно добиться только в топке из материалов с как можно меньшей теплопроводностью, т.к. для быстрого догорания газов требуется высокая концентрация тепла.
• Сама топка и связанные с ней по теплу части конструкции должны иметь возможно меньшую теплоемкость: все тепло, ушедшее на их нагрев, останется в котельной.

Эти требования изначально противоречивы: материалы, плохо проводящие тепло, как правило хорошо его накапливают. Поэтому обычная печная топка для котла не пойдет, нужна какая-то специальная.

Теплообменный регистр

Теплообменник – важнейший узел отопительного котла, он в основном и определяет его КПД. По конструкции теплообменника и называют весь котел. В бытовых отопительных котлах применяют теплообменники – водяные рубашки и трубчатые, горизонтальные или вертикальные.

Котел с водяной рубашкой – это та самая «печка в бочке», теплообменный регистр в виде бака окружает в нем топку. Котел с рубашкой может быть и довольно экономичным при одном условии: если горение в топке беспламенное. Пламенная твердотопливная топка непременно требует дожигания отходящих газов, а в контакте с рубашкой их температура сразу падает ниже необходимого для этого значения. В результате – КПД до 15% и усиленное осаждение сажи, а то и кислотного конденсата.

Горизонтальные регистры, вообще говоря, всегда наклонные: их горячий конец (подача) должен быть приподнят над холодным (обраткой), иначе теплоноситель пойдет вспять, а отказ принудительной циркуляции немедленно приведет к тяжелой аварии. В вертикальных регистрах трубы расположены вертикально или в небольшим наклоном в сторону. И там, и там трубы, чтобы газы лучше в них «запутывались», располагают рядами в шахматном порядке.

Относительно направлений движения горячих газов и теплоносителя трубные регистры делятся на:

1. Проточные – газы проходят в общем перпендикулярно току теплоносителя. Чаще всего такая схема применяется в горизонтальных промышленных котлах большой мощности ради меньшей их высоты, что удешевляет установку. В бытовых ситуация получается обратная: чтобы регистр как следует уловил тепло, его приходится делать вытянутым вверх выше потолка.
2. Противоточные – газы и теплоноситель движутся вдоль одной линии навстречу друг другу. Такая схема дает наиболее эффективную теплопередачу и наивысший КПД.
3. Поточные – газы и теплоноситель движутся параллельно в одном направлении. Применяется редко в котлах специального назначения, т.к. КПД при этом плохой, а износ оборудования большой.

Далее, теплообменники выполняются огнетрубными и водотрубными. В огнетрубных дымогарные трубы с дымовыми газами проходят сквозь бак с водой. Огнетрубные регистры работают стабильно, а вертикальные дают неплохой КПД даже в поточной схеме, т.к. в баке устанавливается внутренняя циркуляция воды.

Однако, если рассчитать оптимальный для передачи тепла от газа к воде температурный градиент исходя из соотношения их плотности и теплоемкости, то он оказывается примерно 250 градусов. А чтобы протолкнуть этот поток тепла сквозь стенку стальной трубы в 4 мм (меньше нельзя, очень быстро прогорит) без заметных потерь на теплопроводность металла, нужно еще около 200 градусов. В итоге, внутренняя поверхность дымогарной трубы должна быть раскалена до 500-600 градусов; 50-150 градусов – эксплуатационный запас на обводненность топлива и пр.

Из-за этого срок службы дымогарных труб ограничен, особенно в больших котлах. Кроме того, КПД огнетрубного котла невелик, он определяется отношением температур поступающих в регистр горячих газов и выходящих в дымоход. Давать остывать газам ниже 450-500 градусов в огнетрубном котле нельзя, а температура в обычной топке не превышает 1100-1200 градусов. По формуле Карно выходит, что КПД выше 63% не получить, да еще КПД топки не больше 80%, так что всего получается 50%, что совсем плохо.

В малых бытовых котлах эти особенности сказываются слабее, т.к. при уменьшении размеров котла отношение поверхности регистра к объему дымовых газов в нем увеличивается, это т.наз. закон квадрата-куба. В современных пирозизных котлах температура в камере сгорания доходит до 1600 градусов, КПД их топки под 100%, а регистры фирменных котлов в гарантией на 5 и более лет делают только тонкостенными из жаропрочной спецстали. В них газам можно дать остыть до 180-250 градусов, и общий КПД доходит до 85-86%

Примечание: чугун для дымогарных труб вообще непригоден, трескается.

В водотрубных регистрах теплоноситель течет по трубам, помещенным в жаровую камеру, куда поступают горячие газы. Теперь градиенты температур и закон квадрата-куба действуют наоборот: при 1000 градусах в камере внешняя поверхность труб будет нагрета всего до 400 градусов, а внутренняя – до температуры теплоносителя. В итоге – трубы из обычной стали служат долго и КПД котла около 80%

Но горизонтальные проточные водотрубные котлы склонны к т. наз. «бухтению». Вода в нижних трубах оказывается гораздо горячее, чем в верхних. Она и проталкивается на подачу в первую очередь, давление падает, и воду «выплевывают» более холодные верхние трубы. «Бухтение» не только дает шуму, тепла и комфорта столько же, сколько сосед – пьяница и скандалист, но и чревато порывом в системе из-за гидроударов.

Вертикальные водотрубные котлы не бухтят, но, если проектируется водотрубный котел в дом, регистр нужно располагать на опуске дымохода, в том его участке, где горячие газы идут сверху вниз. У поточного, с одинаковым направлением движения газов и теплоносителя, водотрубного котла, КПД резко падает и на трубах возле подачи интенсивно осаждается сажа, а делать обратку выше подачи вообще недопустимо.

О емкости теплообменника

Отношение емкостей теплообменника и всей системы охлаждения берут не произвольно. Скорость передачи тепла от газов к воде не бесконечна, вода в регистре должна успеть принять в себя тепло, прежде чем уйдет в систему. С другой стороны, нагретая внешняя поверхность регистра отдает тепло воздуху, и оно зря пропадает в котельной.

Слишком маленький регистр склонен к вскипанию и требует точной быстрой регулировки мощности топки, что в твердотопливных котлах недостижимо. Регистр большого объема долго прогревается и при плохой наружной теплоизоляции котла или ее отсутствии теряет много тепла, причем воздух в котельной может прогреться выше допустимого по пожарной безопасности и ТУ на котел.

Величина емкости теплообменника твердотопливных котлов колеблется в пределах 5-25% от емкости системы. Это нужно учесть при выборе котла. Напр., для отопления по расчету получилось всего 30 секций радиаторов (батарей) по 15 л каждая. С водой в трубах и расширительным баком полная емкость системы окажется около 470 л. Емкость регистра котла должна быть в пределах 23,5-117,5 л.

Примечание: существует правило – чем больше теплотворная способность твердого топлива, тем больше должна быть относительная емкость регистра котла. Поэтому, если котел угольный, емкость регистра нужно брать ближе к верхнему значению, а для дровяного – к нижнему. Для котлов медленного горения это правило не справедливо, емкость их регистров рассчитывают исходя из наибольшего КПД котла.

Из чего делать теплообменник?

Чугун как материал для регистра котла современным требованиям не удовлетворяет:

• Малая теплопроводность чугуна ведет к низкому КПД котла, т.к. остужать отходящие газы ниже 450-500 градусов нельзя, сквозь чугун в воду не пройдет тепла сколько нужно.
• Большая теплоемкость чугуна также его минус: котел должен быстро отдать тепло в систему, пока оно не улетучилось куда-то еще.
• Чугунные теплообменники не вписываются в современные требования по массогабаритам.

Для примера возьмем секцию М-140 от старой советской чугунной батареи. Площадь ее поверхности – 0,254 кв. м. Для обогрева 80 кв. м. жилой площади нужна поверхность теплообмена в котле примерно 3 кв. м, т.е. 12 секций. Видали вы батарею на 12 секций? Представьте себе, каков должен быть котел, в котором она поместится. А нагрузка от него на пол точно превысит предельную по СНиП, и под котел придется делать отдельный фундамент. В общем, 1-2 чугунные секции пойдут на теплообменник, подпитывающий накопительный бак ГВС, но для отопительного котла вопрос о чугунном регистре можно считать закрытым.

Регистры современных заводских котлов делают из жаропрочной и жаростойкой спецстали, но для их изготовления нужны производственные условия. Остается обычная конструкционная сталь, но она при 400 и выше градусах очень быстро коррозирует, поэтому огнетрубные котлы из стали нужно выбирать для покупки или разрабатывать очень осторожно.

Кроме того, сталь хорошо проводит тепло. С одной стороны, это неплохо, можно рассчитывать простыми средствами получить хороший КПД. С другой, нельзя давать обратке охлаждаться ниже 65 градусов, иначе на регистр в котле выпадет из дымовых газов кислотный конденсат, который может проесть трубы в течение часа. Исключить возможность его осаждения можно 2 способами:

• При мощности котла до 12 кВт достаточно перепускного клапана между подачей и обраткой котла.
• При большей мощности и/или обогреваемой площади более 160 кв. м нужен еще элеваторный узел, а котел должен работать в режиме перегрева воды под давлением.

Перепускной клапан управляется либо электрически от термодатчика, либо энергонезависимо: от биметаллической пластины с тягой, от плавящегося в специальной емкости воска и пр. Как только температура в обратке упадет ниже 70-75 градусов, он подпускает в нее горячую воду из подачи.

Элеваторный узел, или просто элеватор (см. рис.) действует наоборот: вода в котле нагревается до 110-120 градусов под давлением до 6 ати, что исключает закипание. Для этого температуру горения топлива повышают, что увеличивает КПД и исключает выпадение конденсата. А перед подачей в систему горячую воду разбавляют обраткой.

В том и другом случае необходима принудительная циркуляция воды. Тем не менее, стальной котел на термосифонной циркуляции, не требующий электропитания для циркуляционного насоса, создать вполне возможно. Некоторые конструкции будут рассмотрены далее.

Циркуляция и котел

Термосифонная (гравитационная) циркуляция воды не позволяет обогреть помещение площадью более 50-60 кв. м. Дело не только в том, что воде трудно протискиваться по развитой системе труб и радиаторов: если при полном расширительном баке открыть сливной кран, вода хлынет сильной струей. Дело в том, что энергия на проталкивание воды по трубам при этом берется от топлива, а КПД преобразования тепла в движение в термосифонной системе мизерный. Поэтому и КПД котла в целом падает.

Но для циркуляционного насоса нужно электричество (50-200 Вт), которое может пропасть. UPS (источник бесперебойного питания) на 12-24 часа автономной работы очень дорог, поэтому правильно спроектированный котел рассчитывают на принудительную циркуляцию, а при пропадании электроснабжения он должен без постороннего вмешательства переходить в термосифонный режим, когда отопление еле теплится, но все-таки греет.

Как ставят котел?

Из требования минимальной собственной теплоемкости котла непосредственно вытекает его небольшой сравнительно с печью вес и весовая нагрузка от него на единицу площади пола. Как правило, она не превышает минимально допустимых по СНиП для настила пола 250 кг/кв. м. Поэтому установка котла допустима без фундамента и даже разбора настила, в т.ч. и на верхних этажах.

Ставят котел на ровную устойчивую поверхность. Если пол играет, его придется в месте установки котла все-таки разобрать до бетонной стяжки с выносом в стороны не менее 150 мм. Основу под котел застилают асбестом или базальтовым картоном толщиной 4-6 мм, а на него кладут лист кровельного железа толщиной 1,5-2 мм. Далее, если настил разбирался, низ котла обмуровывают цементно-песчаным раствором до уровня пола.

Вокруг выступающего над полом котла делают теплоизоляцию, такую же, как под низом: асбест или базальтовый картон, а на нем – железо. Вынос изоляции в стороны от котла от 150 мм, а перед дверцей топки не менее 300 мм. Если котел допускает догрузку топлива до прогорания предыдущей порции, то вынос перед топкой нужен от 600 мм. Под котел, который ставят прямо на пол, подкладывают только теплоизоляцию, накрытую стальным листом. Вынос – как в предыдущем случае.

Для котла на твердом топливе обязательно нужна отдельная котельная . Требования к ней приведены выше. Кроме того, почти все твердотопливные котлы не допускают регулировки мощности в широких пределах, поэтому для них нужна полноценная обвязка – комплект дополнительного оборудования, обеспечивающий эффективную и безаварийную работу. Мы о ней поговорим далее, но вообще обвязка котла – отдельная большая тема. Здесь упомянем только о непреложных правилах:

1. Монтаж обвязки ведется в противоток воде, от обратки к подаче.
2. По окончании монтажа его правильность и качество соединений проверяют зрительно по схеме.
3. К монтажу системы отопления в доме приступают только после обвязки котла.
4. До загрузки топлива и, если требуется, подачи электропитания, всю систему заполняют холодной водой и в течение суток контролируют все стыки на протечку. В данном случае вода именно вода, а не какой-то другой теплоноситель.
5. Если протечек нет, или по их устранении, котел запускают на воде, непрерывно контролируя температуру и давление в системе.
6. По достижении номинальной температуры контролируют давление в течение 15 мин, оно не должно изменяться более чем на 0,2 бар, этот процесс называется опрессовкой.
7. После опрессовки котел гасят, системе дают полностью остыть.
8. Сливают воду, заливают штатный теплоноситель.
9. Еще раз сутки контролируют стыки на протечку. Если все в порядке – запускают котел. Нет – устраняют протечки, и снова суточный контроль перед запуском.

Выбираем котел

Теперь мы знаем достаточно, чтобы выбрать котел исходя из предполагаемого вида топлива и его назначения. Приступим.

Дровяные

Теплотворная способность дров невелика, у лучших – менее 5000 ккал/кг. Сгорают дрова довольно быстро, выделяя большой объем требующих дожигания летучих компонент. Поэтому на высокий КПД на дровах лучше не рассчитывать, зато их можно найти почти везде.

Дровяной в дом

Домашний дровяной котел может быть только длительного горения, иначе бьет его по всем статьям. Промышленные конструкции, напр. известный КВр, стоят от 50 000 руб., что все-таки дешевле строительства печи, не требуют электропитания и допускают регулировку мощности для обогрева в межсезонье. Как правило, они работают и на угле, и на любом твердом топливе, кроме опилок, но на угле расход топлива будет много выше: теплоотдача с одной загрузки 60-72 часа, а у специализированных угольных – до 20 суток.

Тем не менее, дровяной котел длительного горения может пригодиться в тех местах, где нет регулярной доставки угля и квалифицированного теплотехнического сервиса. Стоит он раза в полтора дешевле угольного, его рубашечная конструкция очень надежна и позволяет построить термосифонную систему отопления площади до 100 кв. м.. В сочетании с тлением топлива тонким слоем и довольно большим объемом рубашки вскипание воды исключено, поэтому обвязки достаточно такой же, как для титана. Подключение котла длительного горения на дровах тоже не сложнее, чем титана, и может быть выполнено самостоятельно неквалифицированным владельцем.

О кирпичных котлах

Схема устройства котла “Благо”

Кирпич – друг печи и враг котла из-за того, что придает конструкции большую тепловую инерцию и вес. Пожалуй, единственный кирпичный котел, в котором кирпич на своем месте – пиролизный «Благо» Беляева, схема на рис. И то, его роль здесь совсем иная: из шамотного кирпича выполнена футеровка камеры сгорания. Теплообменник водотрубный горизонтальный; проблема бухтения решена тем, что трубы регистра – одинарные, плоские, вытянутые в высоту.

Котел Беляева действительно всеяден, причем предусмотрены 2 отдельных бункера для загрузки разных видов топлива без останова котла. На антраците «Благо» может работать несколько суток, на опилках – до суток.

К сожалению, котел Беляева довольно дорог, из-за шамотной футеровки плохо транспортабелен и требует, как и все пиролизные котлы, сложной и дорогой обвязки. Мощность его регулируется в небольших пределах перепуском дымовых газов, поэтому хороший КПД в среднем за сезон он покажет только в местах с продолжительными сильными морозами.

О котлах в печи

Котел в печи, о которых сейчас столько говорят и пишут – водотрубный теплообменник, замурованный в печную кладку, см. рис. ниже. Идея такова: печь после протопки должна отдать тепло более регистру, чем в окружающий воздух. Скажем сразу: сообщения о КПД в 80-90% не то что сомнительны, а просто фантастичны. Лучшая кирпичная печь сама по себе имеет КПД не выше 75%, а площадь ее наружной поверхности будет не меньше 10-12 кв. м. Площадь же поверхности регистра вряд ли более 5 кв. м. Итого в воду уйдет менее половины накопленного печью тепла, а общий КПД будет ниже 40%

Следующий момент – печь с регистром сразу теряет свойство . Топить ее не в сезон с пустым регистром ни в коем случае нельзя. ТКР (температурный коэффициент расширения) металла много больше, чем у кирпича, и раздувшийся от перегрева теплообменник порвет печь на глазах. Тепловые швы делу не помогут, регистр не лист или балка, а объемная конструкция, и его распирает сразу во все стороны.

Есть тут и другие нюансы, но общий вывод однозначен: печь – это печь, а котел – это котел. И плод их насильственного противоестественного союза печной котел жизнеспособным не будет.

Обвязка котла

Котлы, исключающие вскипание воды (рубашечные длительного горения, титаны) не могут быть выполнены на мощность более 15-20 кВт и вытянуты в высоту. Поэтому обогрев своей площади они всегда обеспечивают в термосифонном режиме, хотя и циркуляционный насос, конечно, не помешает. Их обвязка кроме расширительного бачка включает в себя только воздушный дренажный кран в самой верхней точке трубопровода подачи и сливной кран в низшей точке обратки.

Обвязка твердотопливных котлов других типов должна обеспечивать набор функций, с которым лучше разобраться по рис. справа:

1. группа безопасности: дренажный воздушный кран, общий манометр и прорывной клапан для выпуска пара при вскипании;
2. накопительный бак аварийного охлаждения;
3. его поплавковый кран, такой же, как в унитазе;
4. термоклапан запуска аварийного охлаждения с его датчиком;
5. MAG-блок – сливной вентиль, аварийный сливной клапан и манометр, собранные в одном корпусе и подключенные к мембранному расширительному баку;
6. узел принудительной циркуляции с обратным клапаном, циркуляционным насосом и электроуправляемым по температуре трехходовым перепускным клапаном;
7. интеркулер – радиатор аварийного охлаждения.

Поз. 2-4 и 7 составляют группу сброса мощности. Как уже сказано, твердотопливные котлы по мощности регулируются в небольших пределах, и при внезапном потеплении вся система может недопустимо, вплоть до порыва, перегреться. Тогда термоклапан 4 пускает водопроводную воду в интеркулер, а она охлаждает подачу до нормы.

Примечание: хозяйские денежки за топливо и воду при этом тихо-мирно утекают в канализацию. Поэтому котлы на твердом топливе для мест с мягкой зимой и затяжным межсезоньем непригодны.

Группа принудительной циркуляции в штатном режиме перепускает часть подачи в обратку, чтобы ее температура не упала ниже 65 градусов, см. выше. При отключении электропитания термоклапан захлопывается. В радиаторы отопления поступает воды столько, сколько они пропустят в термосифонном режиме, лишь бы в комнатах жить можно было. А вот термоклапан интеркулера полностью открывается (он держится закрытым под напряжением), и избыток тепла опять уносит в сток хозяйские деньги.

Примечание: если вместе с электричеством пропала и вода, котел нужно срочно тушить. Когда вода из бака 2 вытечет, система вскипит.

Котлы со встроенной защитой от перегрева на 10-12% дороже обычных, но это с лихвой окупается упрощением обвязки и повышением надежности котла: избыток перегретой воды здесь выливается в открытый расширительный бак большой емкости, см. рис., откуда она, остыв, стекает в обратку. Система, кроме циркуляционного насоса 7, энергонезависима и переходит в термосифонный режим плавно, но при внезапном потеплении топливо все равно пропадает зря, а расширительный бак нужно устанавливать на чердаке.

Что касается пиролизных котлов, то типовую схему их обвязки приводим только для ознакомления. Все равно, ее профессиональный монтаж обойдется лишь в небольшую часть стоимости компонент. Для справки: один только теплоаккумулятор к котлу на 20 кВт стоит около $5000.

Примечание: мембранные расширительные баки в отличие от открытых устанавливаются на обратку в ее низшей точке.

Дымоходы для котлов

Дымоходы твердотопливных котлов рассчитываются в общем так же, как печные. Общий принцип: слишком узкий дымоход не даст нужной тяги. Для котла это особенно опасно, т.к. он топится непрерывно и угар может пойти ночью. Слишком широкий дымоход приводит к «просвисту»: холодный воздух по нему опускается в топку, выстуживая печь или регистр.

Дымоход котла должен удовлетворять следующим требованиям: расстояние от конька крыши и между разными дымоходами не менее 1,5 мм, вынос вверх над коньком тоже не менее 1,5 м. На крыше должен быть обеспечен безопасный доступ к дымоходу в любое время года. На каждом изломе дымохода вне котельной должна быть прочистная дверца, каждый проход трубы сквозь перекрытия должен быть теплоизолирован. Верхний конец трубы должен быть снабжен аэродинамическим колпаком, для дымохода котла он, в отличие от печного, обязателен. Также для дымохода котла обязателен сборник конденсата.

В целом расчет дымохода для котла несколько проще, чем для печи, т.к. дымоход котла не такой извилистый, теплообменник считается просто за решетчатую преграду. Поэтому можно строить обобщенные графики для разных расчетных случаев, напр. для дымохода с горизонтальным участком (боровом) в 2 м и сборником конденсата глубиной в 1,5 м, см. рис.

По таким графикам можно после точного расчета по местным данным прикинуть, не было ли грубой ошибки. Если расчетная точка где-то около своей обобщенной кривой, расчет правилен. В крайнем случае, придется нарастить или обрезать трубу на 0,3-0,5 м.

Примечание: если, скажем, для трубы высотой в 12 м кривой на мощность меньше 9 кВт нет, это не значит, что 9 кВт котел нельзя эксплуатировать с трубой покороче. Просто для труб пониже обобщенный расчет уже не получается, и считать нужно точно по местным данным.

Видео: пример строительства твердотопливного котла шахтного типа

Выводы

Истощение запасов энергоресурсов и подорожание топлива в корне изменили подход к конструированию бытовых отопительных котлов. Теперь от них, как и от промышленных, требуется высокая экономичность, малая тепловая инерция и возможность оперативного регулирования мощности в широких пределах.

В наше время отопительные котлы по заложенным в них основным принципам окончательно разошлись с печами и разделились на группы под разные климатические условия. В частности, рассмотренные котлы на твердом топливе пригодны для местностей с суровым климатом и продолжительными сильными морозами . Для мест с иным климатом предпочтительнее будут отопительные приборы других типов.

На дачах и в загородных домах без автономных систем отопления на основе котлов разного вида не обойтись. Надо отдать должное производителям, которые предлагают эффективные модели с автоматикой и большим набором опций. Но для обогрева небольших дачных домиков или теплиц установка дорогостоящего оборудования нецелесообразна, так как сделать котел отопления самостоятельно выйдет дешевле. По основным характеристикам он будет не хуже чем заводские модели.

Выбор типа самодельного котла отопления зависит от того на каком топливе он будет работать. Отсюда классификация:

1. К электрическим котлам отопления не предъявляются высокие требования по безопасности. Конструкция состоит из емкости, которую несложно сделать из отрезка трубы с диаметром больше чем у подводящих патрубков отопительной системы. Внутри устанавливают ТЭНы. Несмотря на простоту изготовления такой котел для отопления экономически не выгоден, так как цена электроэнергии высокая. Поэтому этот вариант выбирают для периодического отопления небольших дачных домиков.
2. У газовых котлов высокий КПД и невысокая цена топлива. Однако из-за взрывоопасности газа требования даже к заводским моделям очень высокие. Поэтому получить разрешение на установку и эксплуатацию самодельного котла отопления практически невозможно, а при монтаже в подвале и теоретически.
3. В изготовлении жидкотопливного котла своими руками ничего сложного нет. Но для нормальной эксплуатации придется установить емкость для хранения мазута или дизтоплива и проложить от нее утепленный трубопровод. Цена горелки и трудности ее настройки могут отбить желание делать такой котел. Тем более что придется договариваться с пожарной инспекцией о получение разрешения на установку.
4. Чаще всего для отопления частного дома устанавливают твердотопливный котел отопления. Его топят дровами, каменным углем, торфом, горючими сланцами. У самодельных котлов этого вида температура на выходе доходит до 120 — 150 ⁰C.

Конструкция твердотопливного и пиролизного котла

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Его собирают из двух стальных или чугунных емкостей вставленных одна в другую. Во внутренней (топка) сгорают дрова, в наружной (бак) нагревается вода. Конструкция состоит из следующих частей:

• топки с дверкой;
• колосников;
• зольника с дверкой;
• сборника сажи;
• дымохода;
• шиберной задвижки;
• патрубков для подключения подающего и обратного трубопроводов системы отопления;
• ножек;
• крышки для закрывания нагревательного бака.

Наружный воздух поступает в топку через зольник и колосники. Интенсивность горения регулируют величиной открытия дверцы. Тяга может быть естественной или принудительной. У правильно рассчитанного и сделанного котла отопления эффективность доходит до 79%.

Достоинства классических твердотопливных котлов:

• низкая стоимость топлива;
• для работы не требуется электроэнергия;
• универсальность по топливу;
• возможность сжигания отходов деревообработки.

Но при выборе этого вида котлов следует учитывать и недостатки:

• одной загрузки топлива хватает максимум на 6 часов;
• требуется место для складирования запаса топлива;
• сложность ухода, так как придется регулярно удалять продукты горения;
• горение твердого топлива инерционно, поэтому возникают сложности с регулированием.

Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы. Конструкция состоит из следующих частей:

• камеры дожигания со встроенной форсункой;
• газифицирующей камеры;
• системы подачи воздуха;
• дымоходной системы с дроссельной заслонкой;
• теплообменника;
• системы циркуляции воды;
• датчика температуры и манометра;
• предохранительного клапана.

Для растопки котла газифицирующая камера наполняется дровами через верхнюю дверцу. После поджога растопки при открытом дросселе на дымоходе запускают вентилятор. Когда дрова разгорятся дверцу, и дроссель закрывают. Из-за снижения количества подаваемого воздуха древесина начинает тлеть при температуре достаточной для запуска пиролизной реакции. Выделяемые газы после прохода через форсунку смешиваются с вторичным воздухом в камере сжигания, воспламеняются, нагреваясь до температуры 1100⁰C, и направляются в теплообменник.

На котле без дымососа, перед добавлением дров открывают дроссель на дымоходе, ждут некоторое время, необходимое для удаления пиролизного газа. После закладки топлива, закрытия дверцы и дроссельной заслонки котел продолжает работать в штатном режиме.

По сравнению с обычными котлами отопления у пиролизных есть немало преимуществ:

• за счет полного сжигания нет необходимости в частой очистке зольника и газоходов;
• легкость управления интенсивностью горения;
• длительность работы без добавления топлива от 5 часов до нескольких суток;
• возможность сжигания не колотых дров;
• использование в качестве топлива обрезков от плит ДВП, ДСП, МДФ и фанеры;
• у пиролизных котлов отопления содержание вредных соединений в дыму в 3 раза меньше.

Однако недостатки тоже есть:

1. Поскольку вентилятор или дымосос работают от электроэнергии, может потребоваться устройство бесперебойного питания.
2. При использовании топлива с влажностью выше 20% снижается эффективность.
3. При низких нагрузках возможны сбои, которые вызывают увеличение отложений дегтя в газоходах. Для нормализации работы котла устанавливают теплоаккумуляторы, в которые отводятся излишки тепла.
4. Для предотвращения появления конденсата на стенках теплообменника, который ускоряет процесс коррозии, температура воды в обратной линии отопления должна быть не меньше 60⁰C.
5. Из-за большой материалоемкости расходы в 2 раза больше чем на обычные котлы.

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы.

Пиролизный котел для отопления своими руками

Если сварить котел отопления на любительском уровне, то аварийные ситуации во время эксплуатации обеспечены. Поэтому без хороших навыков за работу лучше не браться.

Расчет мощности и размеров котла

Изготовление котла отопления своими руками начинают с определения размеров, которые зависят от величины мощности, достаточной для обогрева. При расчете исходят из того что на 10 м² отапливаемой площади нужен 1 кВт мощности. Нетрудно подсчитать что для отопления дома площадью 300 м ² требуется котел мощностью не меньше 30 кВт. Для компенсации теплопотерь нужен небольшой запас.

Правильно спроектировать пиролизный котел отопления с нуля без знания теплотехники вряд ли удастся. Поэтому лучше найти в интернете готовый чертеж по необходимой мощности. Желательно чтобы срок эксплуатации агрегата сделанного по этому проекту был не 1 год. При необходимости можно связаться с автором для уточнения неясных моментов.

Необходимые инструменты и материалы

Для работы нужно запастись следующими инструментами:

• электродрелью и сверлами;
• болгаркой с кругами;
• газовым резаком для вырезания больших отверстий;
• набором слесарных инструментов.

А также материалами:

• листовой сталью толщиной 5 мм для изготовления камер и 4 мм на внешнюю обшивку;
• круглой трубой 57х3,5 для теплообменника и 159х4,5 для борова (горизонтальный участок дымохода на выходе из котла);
• шамотным кирпичом;
• круглой трубой 32х4,5;
• профтрубой 80х30х2 и 80х40х2;
• стальной полосой 30х4 мм;
• вентилятором;
• термометром и манометром.

Количество материалов рассчитывают по чертежу.

Процесс изготовления

Для экономии времени желательно заготовки из листового металла нарубить на гильотине, так как болгаркой трудно выполнить идеальный срез. Такую услугу оказывают покупателям на металлобазах. Изготавливают самодельный котел отопления в следующем порядке:

1. Из заготовок сваривают газовую и камеру сгорания.
2. К боковым стенкам газовой камеры приваривают воздуховоды из профтрубы 60х30х2 с предварительно высверленными отверстиями диаметром 10 мм. Сзади делают вырез для дымохода.
3. В камеру сгорания выводят трубку, по которой будет подаваться вторичный воздух. С лицевой стороной котла ее соединяют профилем 20х20.
4. Теплообменник делают из двух заготовок, в которых вырезаны 2 ряда отверстий для газоотводных труб диаметром 57 мм. После нарезки по размеру и установки на место их обваривают.
5. Готовый теплообменник устанавливают на место.
6. Делают и монтируют дроссельную заслонку дымохода.
7. Приваривают переднюю стенку камер с заранее сделанными отверстиями под трубы, по которым будет подаваться первичный и вторичный воздух.
8. На место, где выходит газоход и установлен дроссель, приваривают заднюю стенку и боров.
9. После зачистки сварных швов внутренний короб готов.
10. Чтобы закрепить внешнюю обшивку к коробу приваривают отрезки уголков с полкой 25 мм.
11. На обшивке в местах, где установлены уголки, просверливают отверстия диаметром 10 — 12 мм.
12. Через отверстия выполняется сварка обшивки с уголками со всех сторон короба, кроме верха.
13. Для проверки герметичности стыков заглушают все отверстия, заливают воду через верх. Места протечек помечают мелом.
14. Воздушные заслонки регулируют шпильками с резьбой. Затем отверстия для воздуха закрывают кожухом с воздуховодом из профтрубы.
15. Делают и навешивают дверки на камеры. Футеруют их пластинами из чугуна или шамотным кирпичом.
16. Низ газовой камеры выкладывают распиленным кирпичом.
17. Для крепления вентилятора к концу трубы воздуховода приваривают фланец.
18. Из шамотного кирпича делают футеровку камеры сжигания.
19. Для улучшения теплопередачи и удобства очистки рекомендуется установить в газоходные каналы завихрители (турболизаторы).
20. Проводят проверку герметичности котла давлением 4 бар, которое создается опресовщиком после заполнения водой. Если давление не падает в течение получаса ― котел готов к работе. В противном случае нужно искать течь.
21. Для предотвращения аварийных ситуаций на подающем трубопроводе системы отопления устанавливают группу безопасности, состоящей из манометра, предохранительного клапана, воздухоотводчика.
22. При желании пиролизный котел нетрудно оснастить системой автоматического регулирования.

Подключение и ввод в эксплуатацию

Перед запуском котел отопления подсоединяют к наружному дымоходу и заполняют водой. Для контроля ее температуры обязательно устанавливают термометр. Ввод котла в эксплуатацию выполняют в следующей последовательности:

1. К вентилятору подключают кабель электропитания, проверяют качество его работы. Воздушные заслонки должны быть в среднем положении.
2. В газовую камеру кладут немного бумаги, сверху несколько полешек, дверку закрывают.
3. Дроссель на дымоходе открывают до отказа, запускают вентилятор, бумагу поджигают.
4. После загорания дров дроссель закрывают.
5. Через нижнюю дверку следят за воспламенением пиролизных газов. Если факел не зажегся, уменьшают количество воздуха, подаваемого в отсек газификации, а в камеру сжигания увеличивают.
6. Когда факел загорится, настраивают интенсивность пламени, добиваясь с помощью воздушных заслонок бело-желтого цвета.
7. После закрытия дверки засекают время до закипания воды. При температуре 100⁰C останавливают вентилятор. Факел должен потухнуть.

Делаем котел из трубы на твердом топливе

Для изготовления котла из трубы своими руками не потребуется много времени. В отличие от прямоугольной конструкции из листовой стали этот вариант более надежен, так как собирается с меньшим количеством сварных соединений.

Что понадобиться для изготовления

Приступая к работе нужно запастись необходимым инструментом:

• сварочным аппаратом и электродами;
• газовым резаком;
• болгаркой;
• комплектом слесарных инструментов.

И материалом:

• отрезком трубы диаметром 425 мм для корпуса, а также 100 и 25 мм;
• листовой сталью толщиной 4 мм;
• двумя патрубками на 25 мм;
• петлями для навески дверок;
• уголком 25 мм;
• арматурными прутьями диаметром 8 мм.

Пошаговый процесс изготовления

Сначала подготавливают детали, из которых будет собран котел из трубы:

1. От трубы диаметром 425 мм отрезают кусок длиной 1 — 1,2 м. Это будет корпус котла отопления вертикальной конструкции.
2. На трубе вырезают два прямоугольных отверстия. Для топки размером 200х100 мм, для поддувала 200х30 мм на расстоянии 50 мм друг от друга. Из вырезанных кусков делают дверки. Расстояние от нижнего края корпуса до поддувала 50 — 70 мм.
3. Сбоку в верхней части корпуса вырезают одно под другим 2 отверстия диаметром 25 мм. Нижнее на расстоянии 150 мм от дверки топки для патрубка обратки, а верхнее в 50 мм от верха корпуса для подачи системы отопления.
4. Из листовой стали вырезают 2 круга диаметром 425 мм для крышек корпуса и 1 диаметром 412 мм для перегородки между топкой и баком.
5. В верхней крышке и перегородке делают отверстия под дымоход, который делают из трубы 100 мм.
6. Ножки делают из трубы 25.
7. Колосник в виде решетки сваривают из арматурных прутьев.

Когда все детали готовы, приступают к сборке:

1. К перегородке приваривают дымоход и устанавливают на прихваченные внутри корпуса опоры из арматуры на расстоянии 300 — 350 мм от топки. Затем крепят сваркой с обеих сторон.
2. На конец дымохода надевают верхнюю крышку. Обваривают оба стыка.
3. Снизу корпуса вставляют колосник. Затем приваривают отрезки уголка 25 на которых он будет стоять.
4. Приваривают нижнюю крышку, а к ней ножки высотой 50 мм.
5. Приваривают петли, навешивают дверки поддувала и топки.

Подключение и первая растопка

Готовый котел для отопления проверяют на герметичность. Для этого на нижний патрубок устанавливают заглушку. Через верхний заливают воду. Если протечек нет, котел подключают к системе отопления.

Дымоход лучше выводить наружу строго вертикально. Если такой возможности нет, его монтируют с минимальным числом изгибов. Горизонтальные участки устанавливают с наклоном не меньше 0,1% от длины.

Для первой растопки достаточно небольшой закладки дров или угля. Иначе при резком повышении температуры на стенках дымохода начнется отложение дегтя. Поэтому из-за уменьшения прохода тяга станет хуже.

Чтобы обеспечить поступление в топку достаточного количества воздуха регулируют положение дверки поддувала. Более удобна для этой цели шиберная заслонка, которую можно купить или сделать самому.

Самостоятельно сваренные котлы для отопления не рекомендуется устанавливать в жилом помещении, так как в отличие от заводских моделей у них нет гарантии безопасной эксплуатации. В случае нештатной ситуации за последствия отвечать придется самому. Но даже при установке в отдельном помещении следует неукоснительно соблюдать правила пожарной безопасности.

Помимо покупки отопительного оборудования, представленного на рынке отечественными или мировыми производителями, всегда существует возможность изготовить котел отопления своими руками, чертежи которого можно свободно найти в сети. При этом можно сэкономить на целом списке опций, без которых ваша отопительная система вполне может обойтись. Все, что для этого нужно, — знание устройства и принципа работы выбранного вами вида котла, материалы, инструменты и практические навыки с ними.

Основные виды отопительных котлов

При желании можно сделать практически любой вид отопительного котла. Тут главное — правильно выбрать, а для этого необходимо знать основные достоинства и недостатки наиболее распространенных видов отопительного оборудования. Итак, отопительные котлы бывают:

• Газовые. Изготовлением этого типа котлов заниматься самостоятельно крайне нежелательно — к газовому оборудованию предъявляются такие технические требования, которые у вас вряд ли получится выполнить в кустарных условиях.
• Электрические. Достаточно высокая популярность котлов этой категории объясняется простой конструкцией и сравнительно невысокими требованиями относительно безопасности при эксплуатации и монтаже.

Важно! Основной недостаток электрических котлов — это высокая цена на электроэнергию. Вследствие этого такое оборудование, как правило, используется для обеспечения периодического отопления, например, гаража или дачи.

• Жидкотопливные. Конструкция таких котлов не отличается большой сложностью. Однако тонкости и стоимость форсунок, которые подают топливо в камеру сгорания, заставят любого хорошенько подумать, прежде чем приступать к изготовлению отопительного прибора, работающего на дизеле или мазуте.
• Твердотопливные. Представители этого вида отопительного оборудования оптимально подходят как для частных домов, так и для разных объектов промышленного или коммерческого сектора. Универсальность в применении и высокий КПД обеспечивают таким котлам наиболее высокий спрос на рынке.

Важно! По принципу действия твердотопливные котлы делятся на пиролизные, дровяные, пеллетные и длительного горения. Наиболее популярными для изготовления своими руками являются котлы длительного горения, в то время как пеллетные и пиролизные из-за высокой стоимости отдельных элементов используются значительно реже.

От чего зависит конструктивное исполнение?

На то, какой именно будет конструкция отопительного котла, могут влиять некоторые условия:

• Вид топлива.
• Доступность и стоимость материалов.
• Способ циркуляции теплоносителя.

Материалы для сборки:

• Наибольшую долговечность показывает нержавеющая жаростойкая сталь. Впрочем, как раз она имеет самую высокую стоимость, а ее обработка является достаточно сложной задачей, с которой не выйдет справиться не имея специальной аппаратуры. То же можно сказать и о чугуне, который, впрочем, стоит значительно дешевле нержавейки.

Важно! Традиционно для изготовления отопительных котлов используется листовая сталь толщиной от 4 мм — данный вариант сравнительно легок в обработке и главное — долговечен и вполне надежен.

• Для обеспечения естественной циркуляции теплоносителя требуется использовать контуры отопления и связующую арматуру крупного диаметра, а накопительную емкость располагать на высоте. Когда такой возможности нет, то придется использовать циркуляционный насос — он даст возможность уменьшить диаметр труб. Впрочем, насосная система отопительного котла является энергозависимой, что следует учитывать при выборе конструкции аппарата, а также его функциональных возможностей.

Важно! Патрубки, которыми будет оборудован ваш котел, должны иметь диаметр, как минимум, 32 мм — для изготовления можно использовать толстостенную трубу из стали. Контур отопления нужно делать из оцинкованной стали, не забывая о герметизации резьбовых соединений.

Особенности конструкции твердотопливных котлов

Наиболее дешевым вариантом для того, чтобы сделать котел отопления своими руками, является дровяной котел. Конструктивно такой прибор представляет собой две емкости, которые помещены одна в другую. Внутренняя выполняет роль топки, а внешняя — функцию нагревательного бака.

Важно! Конструкция дровяного котла достаточно проста, а работать он сможет не только с дровами, но и с некоторыми другими видами твердого топлива.

В конструкцию дровяного котла входит следующее:

• Стальная топка (с дверцей).
• Колосники топки.
• Зольник (с дверцей).
• Дымоход.
• Сажесборник.
• Входной и выходной патрубки.
• Шиберная задвижка.
• Чугунная крышка.
• Ножки.

Важно! Основным минусом деревянного котла является низкий КПД, то есть слишком большой расход топлива или постоянная нехватка тепла в доме.

Конструктивные особенности пиролизных котлов

Пиролизные котлы более дорогие в изготовлении, они обладают двумя камерами сгорания — для пиролизного газа и для топлива, а некоторые их элементы и сами по себе стоят недешево. Тем не менее, данное оборудование пользуется немалым спросом ввиду его экономичности — оно окупается полностью всего за 3-4 сезона.

Классическая схема пиролизного вида котла включает следующее:

• Камера сжигания с форсункой.
• Газифицирующая камера.
• Дымоходная система.
• Система подачи воздуха.
• Водный теплообменник.
• Загрузочная камера.
• Датчики давления и температуры.
• Система циркуляции теплоносителя.
• Регуляторный клапан

Конструктивные особенности пеллетных котлов

Пеллетные котлы были изобретены в окончании XX столетия. Функционируют они на прессованных опилках, а их главный принцип действия заключается в передаче тепла от газа, выделяемого от сгорания последних, который и нагревает теплоноситель в теплообменнике.

Конструкция пеллетного котла включает следующее:

• Корпус.
• Теплообменник с водяным контуром.
• Топочная камера с воздушным окном и дверцей очистки.
• Теплоизоляционная прокладка.
• Дымоуловитель.
• Автоматика управления и контроля.

Важно! В котлах пеллетного типа лучше всего использовать теплообменники из чугуна: они обладают более высоким показателем теплоотдачи и не подвержены коррозии.

Изготовление электрического котла

Сделать котел отопления своими руками — задача ответственная. Главным элементом электрического отопительного прибора является термоэлектрический нагреватель (ТЭН), который необходим для преобразования электроэнергии в тепло.

Важно! Корпус такого агрегата может быть изготовлен из любого материала, а узлы, которые нужны для его работы — датчики, регуляторы, можно приобрести в любом специализированном магазине.

Конструкция электрического котла состоит из следующих элементов:

• Расширительный бачок.
• Предохранительный клапан.
• Циркуляционный насос.
• Фильтрационный узел.

Теплоноситель в системе способен циркулировать как естественным образом, для чего нужно предусмотреть перепад высоты между баком и радиаторами котла, так и принудительным, при помощи насоса. Самый простой вариант электрического котла — установка ТЭНа в систему отопления. Если подобная конструкция не подходит, то можно сделать электрокотел со съемным патрубком — это позволит оперативно добраться до ТЭНа при необходимости замены или ремонта.

Наиболее оптимальным решением для обогрева, к примеру, небольшого коттеджа является отдельно расположенный небольшой электрический котел. Труба такого агрегата будет иметь диаметр примерно 220 мм, а длина корпуса — не более полуметра, что дает возможность установить его практически где угодно (разумеется, с учетом правил безопасности).

Важно! Корпус электрического котла должен быть герметичным. Он оборудуется отверстием для поступления прогретого теплоносителя в отопительную систему и патрубком для подачи уже остывшей воды обратно.

Альтернативные варианты для самостоятельного конструирования

Помимо электрических и твердотопливных котлов, для самостоятельного изготовления также подходит целый ряд других альтернативных отопительных приборов, например:

1. Индукционные — представляют собой трансформаторы, которые состоят из первичной и вторичной обмотки. В котле такого типа электроэнергии на внешней обмотке преобразовывается в вихревый ток, а созданной магнитное поле передается на внутреннюю, которая передает энергию теплоносителю.
2. Конденсационные — сохраняют тепловую энергию конденсата, благодаря чему считаются более эффективными, чем твердотопливные и газовые. Конденсация пара в теплообменнике происходит со специальной конструкцией, которая обеспечивает таким котлам примерно 20% преимущество по КПД в сравнении с традиционным газовым оборудованием.
3. Жидкотопливные — испаряют отработку, а затем сжигают ее пары. Получаемая таким образом энергия отправляется на теплообменник, который нагревает тепловой агент системы отопления. Такое оборудование имеет два существенных недостатка: большое количество выделений в атмосферу и низкий КПД.
4. Комбинированные — универсальное в применении оборудование. Но для его самостоятельного конструирования потребуется сноровка, а также отличные знания принципов работы различных видов отопительного оборудования. Отдельные элементы таких приборов могут стоит достаточно дорого, но в целом комбинированные виды котлов могут окупиться всего за 5-6 сезонов.

Важно! При изготовлении отопительного агрегата любого типа необходимо руководствоваться всеми требованиями правил безопасности и действующих стандартов в отношении выбранной вами категории оборудования.

Самостоятельно изготовить отопительный котел не такое простое дело, как пишут об этом на многих сайтах. Человек решивший сделать котел своими руками должен обладать определенной квалификацией и навыками, иметь необходимые инструменты и материалы, а также уметь создавать на котлы отопления самодельные чертежи, по которым будет изготовляться изделие. Человеческими руками созданы сложнейшие технические конструкции на Земле, поэтому нет ничего удивительного в том, что котлы отопления самодельные по своим техническим данным значительно лучше заводских изделий.

Предприятие создается для того, чтобы получать прибыль, поэтому разрабатывается такая конструкция изделия, которая обладает минимальной себестоимостью при заданных технических параметрах. Но для самостоятельного изготовления чаще всего выбирается сталь более высокого качества и толщины. Обычно никто не экономит и приобретается высококачественная арматура, фитинги и насосы. И на создаваемый котел отопления своими руками чертежи используются либо уже испытанных моделей, либо разрабатываются свои уникальные.

Обладая навыками работы с металлом, имея необходимый материал и инструмент легче всего изготовить самодельные электрокотлы – электродные или ТЭНовые. Если в качестве преобразователя электроэнергии применен ТЭН, то нужно изготовить или подобрать корпус из стали, в которые он будет установлен. Все остальные комплектующие – регуляторы, датчики, термостат, насос и приобретаются отдельно в специализированных магазинах. Электрические котлы можно использовать в закрытых или открытых системах отопления.

Что нужно и как сделать электрокотел отопления своими руками 220в эффективным и надежным?

Нужна емкость из стали, в которую помещаются один или несколько ТЭНов в соответствии с чертежами или эскизами на создаваемое изделие. Еще на этапе проекта на котлы отопления своими руками чертежи должны предусматривать возможность оперативной и легкой замены сгоревшего ТЭНа. Например, корпус можно изготовить из стальной трубы диаметром 220 мм с длиной корпуса около 0,5 м. К торцам трубы привариваются фланцы с патрубками подачи и «обратки» и посадочными местами, в которые устанавливаются ТЭНы. , расширительный бак и датчик давления присоединяются к обратке.

Особенности электропитания электрических котлов

ТЭНы потребляют значительную мощность, обычно более 3 кВт. Поэтому для электрических котлов нужно создать отдельную линию электропитания. Для агрегатов мощностью до 6 кВт применяется однофазная сеть, а при больших значениях мощности необходима трехфазная сеть. Если снабдить самодельный котел отопления ТЭНом с терморегулятором и подключить его через защиту УЗО, то это идеальный вариант. При установке обычных ТЭНов термостат приобретается и устанавливается отдельно.

Электродные котлы отопления

Котлы этого типа подкупают чрезвычайной простотой. Он представляет собой емкость, в которой установлен электрод, вторым электродом служит корпус котла. В емкость вварены два патрубка – подачи и обратки, через которые электродный котел присоединяется к отопительной системе. КПД электродных котлов близок, как и у других типов электрокотлов, к 100% и его реальная величина – 98%. Известный электродный котел «Скорпион» объект жарких дискуссий. Мнения чрезвычайно разнообразные, от чрезмерного восхищения до полного отрицания применения для контуров отопления.

Считается, что электродные котлы были спроектированы для отопления подводных лодок. И действительно, изготовление котлов отопления требует минимума материалов, морская вода с растворенными солями – отличный теплоноситель, а корпус подводной лодки, с которым соединена система отопления, является идеальным заземлением. На первый взгляд – это отличный контур отопления, но можно ли его применить для отопления жилищ и как сделать электрокотел отопления своими руками, повторив устройство котла «Скорпион»?

Электродный котел Скорпион

В электродных котлах теплоноситель нагревает ток, проходящий между двумя электродами котла. Если в систему залить дистиллированную воду, то электродный котел работать не будет. В продаже имеется специальный солевой раствор для электродных котлов с удельной проводимостью порядка 150 ом/см. Конструкция агрегата настолько проста, что сделать электрокотел Скорпион своими руками, при наличии необходимых навыков, довольно просто.

Основой котла служит стальная труба диаметром до 100 мм и длиной до 300 мм.

К этой трубе привариваются два патрубка для подключения к системе отопления. Внутри прибора находится изолированный от корпуса электрод. Корпус котла играет роль второго электрода, к нему подключается нулевой провод и защитное заземление.

Недостатки электродных котлов

Основной недостаток электродных котлов – необходимость применения солевых растворов, которые неблагоприятно сказываются на батареях и трубопроводах отопления. Система отопления в течение нескольких лет может потребовать полной замены радиаторов, особенно алюминиевых (более подробную информацию о которых вы прочитаете ), и трубопроводов. Циркуляционные насосы, которые рассчитаны на работу с антифризом или чистой водой подвергаются большой опасности. Второй огромный недостаток – электродные котлы требуют идеального защитного заземления корпуса, иначе они представляют огромную опасность поражения электротоком. В зарубежных странах продавать и устанавливать подобное оборудование запрещено!

Самодельные твердотопливные котлы отопления

Спрос на твердотопливные котлы в связи с подорожанием газа и электроэнергии растет, соответственно растет и их цена. Альтернатива – , ведь они обойдутся дешевле, а работать будут не хуже заводских изделий.

В домашних условиях сделать чугунную топку невозможно, поэтому для изготовления применяют сталь.

Если есть возможность, то лучше применить жаропрочную легированную сталь (нержавейку) с толщиной не менее 5 мм. Экономить на металле не стоит, т. к. котел делается для себя, на долгие годы. Можно взять за основу готовые чертежи или сделать их самостоятельно.

Особенности изготовления газовых котлов

Теоретически сделать котел отопления газовый своими руками не представляет особой сложности для людей, которые умеют работать с металлом и имеют необходимые навыки и инструменты. Газовые котлы относятся к изделиям повышенной опасности, поэтому на
самодельные газовые котлы отопления нужно получить разрешение для установки в газовой службе, для которого необходим сертификат на изделие.

Следует учитывать, что получение сертификата дело довольно затратное и малейшее отклонение от установленных норм и правил ведет к отказу. Стоит ли рисковать? К тому же современными СНИиП изготовление своими руками котлов отопления работающих на газе запрещено!