Самодельный котёл для водяного отопления на дровах. Твердотопливный котел своими руками – инструкция Водяной котел для дома своими руками

Приняв решение соорудить котел для отопления частного дома своими руками, придётся разобраться с несколькими вопросами. Начинают с выбора используемого топлива. Вариантов тут достаточно много:

Есть наработки (скорее теоретические), такие как комбинации нескольких видов топлива для разных этапов нагрева, совмещённые в одной конструкции. Практически не применяются, ввиду сложности расчетов и отсутствия опыта практического использования. Часто конструируют универсальные «мультитопливные» котлы, работающие на разных типах горючего одного вида (твёрдого или жидкого). Имеют меньший КПД в сравнении с адаптированными под конкретное топливо, но за счёт универсальности популярны в среде самодельщиков.

Низкое распространение самодельных газовых котлов объясняется высокой взрывоопасностью газа и сложностью получения разрешительных документов. Технически, самодельный отличается от своих собратьев только конструкцией горелки и повышенными мерами безопасности. Рассчитывая КПД котла, необходимо учитывать реальную (не теоретическую) калорийность (теплотворность) газа. Обвязка газового котла отопления своими руками практически не изготавливается – используют стандартные покупные элементы – фильтры, расширительный бачок, взрывной клапан.

Биогаз для самодельных котлов набирает заслуженную популярность, сдерживаемую необходимостью находиться в непосредственной близости от биогазового реактора. Использование пиролизного газа происходит в твердотопливных одноимённых котлах, где он является побочным продуктом безкислородного горения, и в рамках этого «газового» блока не рассматривается.

Большинство самодельщиков изготавливают котлы на газе с одним контуром отопления, ссылаясь на трудности в проектировании двухконтурной системы.

Хотя если внимательно разобраться, то станет ясно, что изготовление и монтаж двухконтурного газового котла своими руками, при соответствующей квалификации, не составляет особого труда

Электричество как носитель энергии

Электроотопители — самая распространённая группа самодельных котлов. Это обусловлено относительной простотой изготовления, большим выбором различных водонагревательных элементов, хорошей проработанностью вопроса на практике. Изготавливая своими руками, надо решить какой тип нагрева будет использован – активный, с помощью ТЭНов, или реактивный, с помощью реактора. Нагревание подготовленной воды происходит при прохождении через неё тока.

Соорудить своими руками электрокотел отопления реакторного типа значительно сложнее, ввиду применения химически инертных электродов и подготовленной воды (теплоносителя) с омическим сопротивлением. Мастера, изготавливающие котлы для отопления своими руками, стараются использовать прямой электрический нагрёв воды, получая приемлемый КПД, небольшие габариты и низкую стоимость комплектующих. По большому счёту нужен насос, ТЭН, приемлемых габаритов бак, и элементы автоматики. В сети много различных схем и инструкций, как собрать и осуществить монтаж котлов отопления своими руками.

Использование отработанного масла

Принцип работы сродни котлам на жидком топливе. Помимо своей основной функции — нагрева воды, они выполняют ещё одну немаловажную роль – это утилизацию отработанного в столовых, барах и кафе масла. Собирая своими руками котел отопления на отработанном масле, мы помогаем нашей экологии, используя при этом бесплатный источник энергии.

Котлы на твёрдом топливе

Собирая самодельные котлы для отопления частного дома надо знать, что нагрев теплоносителя, в большинстве конструкций, основан на прямом нагреве воды при сжигании топлива. Нагрев по типу конденсационных котлов в самодельных устройствах не используется.

После природного газа наиболее высокой калорийностью обладает уголь, пеллеты, а так же:

Пеллеты в самодельных котлах

Использование обычного режима горения пеллет в самодельных котлах экономически не целесообразно, так как добиться высокого КПД можно только используя покупную горелку специального типа – пеллетную. Её цена на данный момент неподъёмная для самодельщиков, а так же относительно высокая стоимость пеллет существенно сдерживают изготовление котлов этого типа.

Принципы самостоятельного конструирования

Конструирование котла условно можно разбить на четыре части: теоретические расчеты, составление схемы будущего котла (или коррекция имеющейся схемы), приобретение необходимых компонентов и непосредственно сборка и налаживание.

Ключевым моментом в самостоятельном конструировании является расчет параметров будущего котла. По известным формулам, рассчитывается объём отапливаемого пространства в кубометрах. Следующим этапом будет расчет выходной мощности котла, независимо от типа топлива. При расчете мощности необходимо использовать поправочный коэффициент, учитывающий теплоизоляцию помещения.

Зная необходимую мощность можно определяться с типом топлива и соответственно с конструкцией котла.

Конкретные схемы и расчеты в статье не приводятся — это материал отдельной брошюры. Формат этого материала предусматривает лишь предварительное ознакомление и теоретическое обоснование для самостоятельного моделирования. Даётся общее направление поиска необходимой для конструирования справочной информации.

Твердотопливные котлы – это не только способ обеспечить автономное отопление дома, но и сэкономить на энергоресурсах.

Действительно ли так выгодно делать твердотопливный котел своими руками? Или же лучше купить готовый агрегат от надежного производителя? Например, на сайте компании Теплодар https://www.teplodar.ru/catalog/tverdotoplivnye-kotly/ представлено 11 моделей отопительных котлов на твердом топливе и 37 их модификаций.

Прежде чем воодушевляться идеей создания твердотопливного котла своими руками, следует разобраться, какие же конструкции сегодня вообще в ходу. В целом все существующие разработки можно разделить на 4 группы:

• котлы традиционные,
• пиролизные дровяные (газогенераторные),
• длительного горения,
• котлы пеллетные.

Традиционные конструкции напоминают обычную печь для дома или буржуйку с минимумом необходимого – окно для загрузки топлива, топочная, зольник и дымоход. Зольник часто выполняет и роль заслонки, с помощью которой регулируют тягу. Никакой тебе автоматики, электроники, градусников и прочих деталей, а значит, гораздо меньше шансов, что что-то выйдет из строя. Главный конструкционный элемент твердотопливного котла – это теплообменник, через который теплоноситель получает «заряд» тепловой энергии. Теплообменник может быть трубчатым или представлять собой емкость для воды из сплошных листов стали.

Впрочем, сегодня традиционными можно назвать и котлы, которые отличаются более сложной системой дроссельных заслонок и перегородок внутри агрегатов – с их помощью можно более тонко регулировать воздушную тягу, а также увеличивать путь горячего воздуха к трубе. Благодаря перегородкам возрастает КПД котла – устройство отдает больше тепловой энергии теплоносителю, в трубу попадает меньше горячего воздуха.

Такие котлы – практически всеядны. Уголь, дрова, пеллеты, да хоть мусор – лишь бы сухое, лишь бы горело. Конечно, совсем простые конструкции не отличаются экономностью – их КПД едва достигает 50%, а зачастую составляет всего-навсего 15–20 процентов. Такие низкие показатели обусловлены тем, что сгорание топлива происходит за очень короткий период времени, выделяется слишком много тепловой энергии, которая попросту вылетает в трубу, или перегревает теплоноситель . Те же дрова сгорают за считанные минуты и для поддержания тепла внутри дома придется как минимум раз в час выполнять полную загрузку топочной дровами. Уголь горит 2–4 часа, опять же, выделяя слишком много энергии. Более современные котлы с дроссельными заслонками и перегородками лишены этого недостатка, они способны выдавать и все 80 % КПД, и гореть на полной загрузке до 8–12 часов, в зависимости от материала, регулируя температуру сгорания.

Пиролизные котлы для дома работают на том же твердом топливе, однако используют совершенно иной принцип работы, выдавая на порядок больше тепловой энергии и отапливая дом на одной закладке в разы дольше. Неудивительно, что такие агрегаты и стоят в полтора-два раза дороже классических твердотопливных устройств. В чем же фишка? Суть работы пиролизного (газогенераторного) котла заключается в так называемой сухой перегонке топлива – под воздействием высоких температур и при недостаче кислорода древесина выделяет пиролизный газ, а в топочной остается древесный уголь.

Реакция пиролиза осуществляется при температуре от 200 до 800°С, причем процесс этот происходит с выделением тепловой энергии, которая идет на подсушивание дров и прогрев воздуха. Затем пиролизный газ поступает в камеру сгорания, где он смешивается с воздухом и возгорается – так и получают основную массу тепловой энергии. Следует отметить, что в процессе сгорания пиролизного газа активные углероды также участвуют в процессах окисления, в результате чего дым на выходе из трубы практически не содержит вредных соединений, состоит в основном из водяного пара и углекислого газа. Впрочем, и выброс СО 2 в окружающую среду в три раза меньше, чем в случае с использованием обычного дровяного или угольного котлов. Чистить пиролизный агрегат придется гораздо реже – в процессе такого поэтапного сгорания топлива образуется минимум золы и сажи, практически все выгорает.

Помимо преимуществ, связанных с высоким КПД, следует отметить возможность получения высоких температур даже из влажных дров. Во-вторых, процессы горения пиролизного газа легко управляются автоматикой, что позволяет своевременно регулировать интенсивность сгорания и экономить топливо.

Максимальная мощность пиролизных агрегатов достигается при использовании сухой древесины (10–20 % содержания влаги). В целом использование сырого топлива снижает мощность котла практически на 50 %, при этом расход топлива увеличивается вдвое. Можно ли сделать пиролизный котел для дома своими руками? Это не только сложно, но и опасно – ошибки в конструкции могут привести даже к взрыву такого самодельного агрегата.

Эта конструкция понравится тем, кто нечасто бывает дома или не хочет постоянно загружать топливо. Агрегаты длительного горения представляют собой разновидность твердотопливного котла, в котором процесс горения (тления) происходит в верхней части топливного слоя, соответственно, и воздух подается сверху. По всему диаметру корпуса идет встроенный водяной контур, благодаря чему теплоноситель прогревается хорошо независимо от того, на какой глубине происходит горение. За счет горения только верхнего слоя длительность работы котла на одной загрузке дров составляет до 30 часов, а некоторые модели, которые подходят для любого вида топлива, могут работать на угле почти неделю! В большинстве котлов нет никакого энергозависимого оборудования, к тому же стоят они относительно недорого, и их можно сконструировать самостоятельно.

Правда, у таких конструкций есть и минусы, в частности, подкидывать топливо в процессе горения котла невозможно. Влажные дрова для топки не подходят, они должны быть хорошо просушены как минимум до 20 % влажности и распилены на короткие бруски. Если отапливать углем, то только высококачественным, с низким содержанием шлаков. Еще один существенный минус – ограниченные мощности агрегатов. Большинство самых популярных моделей работают в рамках 40 кВт.

Упомянем также и о пеллетных котлах – это разновидность твердотопливных, с той лишь разницей, что вместо дров или угля используются топливные гранулы из отходов деревообрабатывающей промышленности. Большинство агрегатов оборудованы специальным бункером, откуда топливо попадает в топочную в автоматическом режиме.

Неважно, делаете ли вы твердотопливный котел своими руками или собираетесь приобрести готовый – вы должны стремиться к получению агрегата с оптимальными характеристиками. Какие именно показатели должны быть у хорошего агрегата?

Начнем с того, какой теплообменник лучше – стальной или чугунный. Чугунный в домашних условиях не изготовить – потребуются не только навыки, но и литейное оборудование, которое так просто в магазине не купишь. Большинство готовых моделей для дома представлены секционными конструкциями, которые отделяются друг от друга при транспортировке и снова собираются при монтаже. В процессе эксплуатации чугун покрываются так называемой сухой ржавчиной, которая, как правило, не прогрессирует и служит своего рода защитной пленкой. Значительно медленнее протекает и влажная коррозия, чем обусловлена долговечность изделий из чугуна – некоторые производители дают гарантию на 10 лет эксплуатации, а в целом такой для дома может прослужить 25 лет. Плюс чугунных теплообменников в более простом обслуживании – чистить их нужно нечасто, поскольку даже существенный нагар не уменьшает КПД котла. Ремонт котла или увеличение его мощности осуществляется также очень просто – путем замены секций или добавления их количества. Среди главных недостатков числятся:

• большой вес котла, из-за чего ему даже бывает нужен отдельный фундамент,
• большие затраты при транспортировке и неудобство в процессе монтажа,
• боязнь термического удара – нельзя загружать в топочную холодные дрова, подавать в разгоряченную систему холодную воду и т. п.,
• высокая тепловая инерционность – долго нагреваются, но и долго остывают.

Сталь намного эластичнее чугуна, а потому разница температур ей не страшна, даже если по обратной линии будет поступать холодная вода. Благодаря этой способности в твердотопливных котлах из стали допустимо использовать чувствительную автоматику. К тому же благодаря меньшей инерционности такие котлы быстрее нагреваются и быстрее остывают, что позволяет оперативно регулировать температуру в помещениях.

Стальные котлы представляют собой монолитную сварную конструкцию, из-за чего перевозка агрегата усложняется, хотя в целом вес котла намного меньше и он не так боится механических повреждений, как чугунный. Что касается ремонтопригодности, то мнения специалистов тут разделяются – кто-то считает, что после появления течи котел лучше выбросить, поскольку в домашних условиях невозможно создать сварной шов такого же качества, как на заводе, а кто-то утверждает обратное. Видимо, все зависит от индивидуального мастерства обращения со сваркой. Однако в любом случае ремонт чугунного агрегата выглядит проще – нужно лишь заменить прохудившуюся секцию.

Большинство чугунных агрегатов независимы от источников электропитания, да и среди стальных много таких – они и стоят дешевле, и не требуют установки циркуляционных насосов. Правда, при установке радиаторов отопления следует придерживаться специальной системы, чтобы теплоноситель под естественным давлением, возникающим внутри котла при нагревании, перемещался по трубам. Вследствие дешевизны такие котлы рекомендуется приобретать даже если в доме уже есть отопительный агрегат – он будет выручать вас в моменты отключения электричества.

Кирпичный твердотопливный котел для дома – один из самых простых и популярных в деревенских условиях. Часто такие котлы можно увидеть в кухонных помещениях – там они совмещают несколько функций. И самое главное – изготовить его может даже человек, никогда не бравший в руки сварочный аппарат.

Из инструментов вам понадобится болгарка с дисками по металлу, сварка, электроды, печной кирпич и раствор для его кладки, листовой металл, уголки, трубы. Если вы действительно не обладаете сварочными навыками, лучше остановиться только на разметке и порезке деталей, а уже сварочные работы получить человеку опытному, знающему. Все-таки сварочные швы в теплообменниках должны быть очень качественными.

Плюс самодельного котла в том, что вы сами можете рассчитать его мощность, габариты, выбрать размеры камеры сгорания топлива. При желании вы сможете установить плиту для приготовления пищи или кормов для домашнего скота, или же сделать кирпичный свод, который будет аккумулировать тепло во время горения топлива и отдавать его в систему.

Чаще всего можно встретить горизонтальную конструкцию регистра, которая изготавливается из круглых труб диаметром 40-50 мм и прямоугольного профиля. Последний упрощает стыковку труб и позволяет делать более качественные швы.

Как сделать твердотопливный котел - пошаговая схема

Шаг 1: Нарезаем заготовки

С помощью болгарки нарезаем трубы и прямоугольный профиль на отрезки нужной длины. В отрезках прямоугольного профиля, которые будут служить вертикальными стойками, следует проделать круглые отверстия под трубы. Это делается с помощью газового резака. Всего нужно 4 отверстия под трубы диаметром 50 мм в передних стойках, и еще 4 того же диаметра в задних. Не забудьте прорезать отверстия для подключения к отопительной системе. Все наплывы, которые образовались при сварке или резке, следует зашлифовать с помощью болгарки, чтобы они не мешали циркуляции воды.

Когда конструкция будет собрана, необходимо приварить отрезки труб для отвода и подвода теплоносителя. Также следует заварить прямоугольные трубы с торца отрезками металла 60 мм на 40 мм.

Шаг 4: Проверка регистра

Перед установкой теплообменника не забудьте проверить его герметичность. Делается это легко и просто – конструкция устанавливается вертикально, нижнее отверстие закрывается любым удобным способом, а через верхнее заливается вода. При отсутствии протечек можно смело монтировать теплообменник.

Дальше готовый теплообменник монтируют в кирпичный корпус, который возводится по тем же правилам, что и любая плита. Между кирпичом и теплообменником должен оставаться зазор не менее 1 см. Теплообменник очень важно выставить так, чтобы сохранялся небольшой подъем в сторону точки выхода горячей воды. Разница между точкой выхода и правым передним верхним углом должна составлять не меньше 1 см. Такой прием необходим для улучшения циркуляции теплоносителя и предотвращения возникновения воздушной пробки при заполнении системы водой.

Кирпичную стенку выводят на 3-4 см выше труб теплообменника. Верхнюю часть закрывают чугунной плитой. Дымовая труба может быть по вашему усмотрению металлической или кирпичной – твердотопливный котел может быть выведен и в уже имеющийся дымовой канал.

Все самодельные отдают часть нужного тепла в дымовую трубу, и чем выше и прямее труба, тем больше будут потери. Чтобы увеличить эффективность агрегата, первым делом нужно усложнить путь отхода дыма – сделать отопительный щит, который представляет из себя удлиненный и изогнутый во многих местах дымоход. Проходя по этим каналам, дым отдает все тепло кирпичу, а кирпич в свою очередь обогревает помещение. Часто отопительные щиты монтируют в межкомнатных стенах, таким образом, отапливают сразу несколько комнат.

Но чтобы использовать эту возможность, необходимо либо установить котел в подвальном помещении либо пристроить к стене многоступенчатый дымоход, который занимает много места. Еще один способ эффективно использовать тепловую энергию – установить водонагреватель, который будет обеспечивать вас теплой водой, нагретой за счет горячих газов, выходящих через дымовую трубу. Проще всего такую конструкцию соорудить из металлических труб разного диаметра – труба поменьше, размещенная внутри емкости из трубы большего диаметра, будет служить дымоходом и одновременно нагревательным элементом, передавая тепло в воду.

И самое главное – установив циркуляционный насос в уже действующую систему, вы автоматически повышаете КПД на 20-30 %.

Естественная циркуляция однозначно необходима, когда дом будет отключен от электричества, однако в остальное время включайте насос и радуйтесь быстрому повышению температуры воздуха в доме.

Печи с котлом водяного отопления — довольно популярное решение для загородного дома. В статье мы разберем две довольно простых схемы, которые можно реализовать своими руками.

Русская печь и трубы… Странное сочетание.

Зачем это нужно

Печное отопление остается вторым по экономичности способом обогреть жилье. Наиболее дешевое — магистральный газ. Увы, он есть не везде; в отсутствии централизованного газоснабжения приходится запасаться дровами.

Однако дровяная (и вообще твердотопливная) печь имеет одну проблему: она эффективно прогревает лишь непосредственно примыкающие к ней помещения. Причем довольно неравномерно.

Что в результате?

• Отдаленные комнаты приходится оставлять холодными или обогревать электричеством . Что, мягко говоря, недешево.

Обратите внимание: кроме того, мощные электрические обогреватели часто просто не от чего запитать.
Максимум нагрузки на одну розетку — всего 3,5 КВт; при мощности устройства свыше 7 КВт оно и вовсе должно подключаться строго к трем фазам.

• Окна в отсутствие тепловой завесы постоянно запотевают и покрываются изморозью.

Решение очевидно: нужно развести тепло от печи по помещениям, смонтировав под окнами . Нужен сущий пустяк: оборудовать печь теплообменником и придумать простую и эффективную разводку.

Печь на фото способна обогреть лишь то помещение, в котором установлена. Однако стоит развести от нее тепло по радиаторам — и тепло станет во всем доме.

Разводка отопления

Простейшая и безотказная , с естественной циркуляцией. Так называемая гравитационная система отопления использует свойство жидкостей при нагреве увеличиваться в объеме.

Плотность при этом уменьшается, и теплоноситель вытесняется в верхнюю точку контура; остывая, он возвращается по опоясывающей дом трубе в котел.

Как выглядит более детальное описание схемы?

• От теплообменника контур поднимается вертикально вверх, формируя так называемый разгонный коллектор. В его конечной точке монтируется открытый .
  Он служит для компенсации теплового расширения теплоносителя; туда же вытесняется воздух из системы отопления.
• От расширительного бака основной контур возвращается к теплообменнику по периметру дома, попутно отдавая тепло радиаторам.
  Для естественного движения остывающей воды необходим постоянный уклон по всей длине розлива. Чем ниже конечная часть контура — тем быстрее циркуляция в нем.

Контур выполняется трубой диаметром не меньше 32 миллиметров: сопротивление движению воды растет при уменьшении внутреннего сечения трубы. Радиаторы врезаются параллельно ей и снабжаются дросселем на подающей нитке, отсекающем вентилем на обратной и воздушником в любой из верхних пробок. Подключение — нижнее или диагональное.

Теплообменник

Простое решение

Дано: готовая кирпичная печь. Это может быть отопительная, отопительно-варочная печь или вообще камин — для нас непринципиально.

Цель: развести от нее тепло по дому с минимальными затратами.

Простейший выход — изготовить и поместить в топку обыкновенный змеевик. Впрочем, форма теплообменника может быть любой.

Важны лишь три фактора:

1. Максимальный перепад высоты между входом и выходом.
2. Максимальная площадь поверхности.
3. При этом теплообменник не должен препятствовать горению и загрузке топлива.

Совет: теплообменник лучше изготовить из жаростойкой нержавейки. Да, цена материала будет намного выше по сравнению с коррозионно-нестойкой сталью; но и срок службы в этом случае окажется практически неограниченным.

Эффективное решение

Однако в том случае, если печь строится с нуля, можно постараться сделать наш самодельный котел максимально эффективным.

Какие условия для этого желательно выполнить?

• Продукты сгорания топлива должны покидать дымоход с минимально возможной температурой. Чем больше тепла печные газы отдадут внутри печи — тем выше ее КПД.
• Теплообменник желательно расположить вне топливника. С чем связана столь странная инструкция? Ведь пламя топки — область с самой высокой температурой!
  Дело в том, что пламя — это сгорающие летучие частицы. Отбирая у него тепло и охлаждая, мы провоцируем неполное сгорание топлива. Стало быть, опять-таки снижаем КПД печи.
• Вода в теплообменнике должна двигаться навстречу тепловому потоку. То есть холодный теплоноситель должен контактировать с наиболее холодными печными газами, нагревшийся — с более горячими.
  Таким образом, мы сохраняем постоянно большую дельту температур между двумя средами, и, значит, делаем нагрев наиболее эффективным. Кроме того, резко уменьшается количество конденсата на теплообменнике, губительного для коррозионно-нестойкой стали.

Решение простое до смешного: колпаковый дымоход с помещенным в него теплообменником, вмещающим большой объем теплоносителя.

Простейший вариант такого теплообменника — регистр, несколько сваренных вместе в единый контур труб большого диаметра.

Вертикальный регистр из стальных труб — эффективный и дешевый в изготовлении теплообменник.

Чего мы достигаем такой схемой?

1. Печные газы задерживаются в колпаке . Причем наиболее горячие собираются в его верхней части. Движение по дымоходу за пределы колпака продолжают отдавшие тепло продукты сгорания, опустившиеся вниз.
2. Ничто не препятствует горению в топливнике . Тем самым мы обеспечиваем максимально полное сгорание горючего.
3. Естественная циркуляция в помещенном в колпак теплообменнике происходит снизу вверх . То есть с нижними слоями наиболее холодных продуктов сгорания контактирует теплоноситель, только что поступивший в теплообменник. По мере нагрева он перемещается вверх, и там нагрев продолжают более горячие печные газы.

Все условия соблюдены. Эффективность предложенной схемы — максимальная для самодельного отопительного устройства.

Заключение

Видео в конце статьи предложит вам еще несколько любопытных схем печного отопления с разводкой тепла к отопительным приборам. На каком варианте остановить свой выбор — решать вам. Теплых зим!

Водная отопительная система – наиболее распространенный способ создания тепла в доме. Главным элементом системы является котел водяного отопления, который нагревает теплоноситель.

Виды

Сделать своими руками можно такие виды котлов:

1. Электрические котлы.

Существуют , но, учитывая взрывоопасность газа, браться за самостоятельное производство таких агрегатов нельзя.

Все виды котлов имеют два общих признака:

1. Наличие емкости для нагрева воды . Может иметь вид цилиндрического бака или представлять собой систему соединенных между собой трубок.
2. Наличие источника тепла . В котлах длительного горения это дрова, пеллеты или любой другой вид твердого топлива. В электрических устройствах для частного дома теплоноситель нагревается благодаря малой электропроводности нихромовой нити или самой воды. Также его нагрев может происходить благодаря вихревым токам, которые возникают из-за работы индукционной катушки.

Первый элемент играет ключевую роль, поскольку от него зависит эффективность, КПД самодельного котла. Больше всего его важность ощущается в твердотопливных котлах длительного горения, ведь он должен впитывать как можно больше созданного тепла.

Эта его способность зависит от площади. Чем она больше, тем больше тепла он впитывает, и тем больше охлаждается угарный газ. В правильно сделанном отопительном котле длительного горения он охлаждается до 120-150 °С .

Котел длительного горения

Этот котел имеет как минимум две модификации.

Конструкция первой модификации котла длительного горения состоит из следующих элементов:

1. Зольной камеры с дверкой, на которой размещается поддувало.
2. Топочной камеры с дверкой.
3. Теплообменника.
4. Патрубков для подачи и возврата теплоносителя.
5. Отверстия для выхода угарных газов. Размещается вверху топочной камеры.
6. Регулятора тяги (включает в себя датчик температуры в виде биметаллической пластины или емкости, наполненной воском, а также цепной механизм, который управляет поддувалом).
7. Корпуса.
8. Теплоизоляции.
9. Обшивки.
10. Ножек.

Читайте также: Водогрейные котлы для частного дома

В этом котле длительного горения зольная камера имеет такую же глубину и ширину, как и топочная. Она размещена под камерой для сгорания.

Самостоятельно можно сделать два виды теплообменника:

1. Трубчатый.
2. Водяную рубашку.

Первый представляет собой вертикальные трубы, которые соединены горизонтальными трубками , или горизонтальные трубки, концы которых приварены к двум плоским вертикальным герметичным металлическим коробкам. При этом один конец каждой трубы находится выше второго. То есть имеется небольшой наклон. В обоих вариантах трубы размещаются в шахматном порядке. Благодаря этому дым как будто запутывается между трубками теплообменника и отдает больше тепла.

Такой узел размещают в топке. Его ставят в верхней части камеры. При этом движение теплоносителя должно быть противоположным движению дыма. В котле с таким теплообменником всегда делают дополнительный корпус. Между ним и топочной камерой должно быть пространство в несколько сантиметров. Благодаря этому не будет перегреваться теплоизоляционный материал , который размещается вокруг корпуса.

Что касается водяной рубашки, то такой теплообменник представляет две размещенные одна в одну емкости . Внутренняя является топочной камерой. Между емкостями образуется пространство. Во время работы котла оно заполняется водой, которая впитывает тепло от раскаленных стенок топочной камеры.

Вторая модификация котла для отопления дома имеет схожее строение:

1. Корпус. Представляет собой конструкцию из двух труб, которые вставлены друг в друга. Пространство между ними заполняется водой.
2. Зольная и загрузочная дверки.
3. Распределитель воздуха. Круглая пластина с приваренными снизу вертикальными пластинами и сделанным по центру отверстием. Этот распределитель подает воздух к дровам через трубу, которая приварена к сделанному в нем отверстию. Наверху трубки имеется заслонка.
4. Верх с отверстием по центру. Через это отверстие проходит труба подачи кислорода (она приварена к распределителю воздуха).
5. Дымоход.

Пиролизный котел

Этот твердотопливный котел длительного горения имеет более сложную конструкцию:

1. Камера образования газа. Имеет дно, сделанное из шамотного кирпича. Посередине есть отверстие для движения газов.
2. Камера сгорания угарного газа.
3. Камера догорания газа.
4. Камера с трубчатым теплообменником. Она имеет дымовое отверстие.
5. Две дверки. Одна предназначена для загрузки горючего. Другая – для извлечения пепла. Она имеет такие размеры, которые обеспечивают свободный доступ к камерам сгорания и догорания газа.
6. Трубы, которые подают воздух внутрь разных камер. При этом подача кислорода проводится по отдельности. Одни каналы подают воздух в камеру газификации, другие внутрь щели в дне этой камеры. Каналы размещены в толще шамотного кирпича. При этом поступивший кислород, находясь под влиянием тяги, движется вместе с газами в камеру сгорания.
7. Механизм с заслонками, которые управляют подачей воздуха через различные каналы.
8. Дымосос (расположен на тыльной стороне 4-й камеры).
9. Воздушный шибер. Над ним находится дымосос.
10. Шибер прямого хода. Этот элемент размещен на задней стенке загрузочной камеры. Его открывают только в момент разжигания огня. В это время дым выходит сразу в заднюю камеру.
11. Трубчатый теплообменник.

Читайте также: Твердотопливные пеллетные котлы

В таком твердотопливном котле длительного действия камеры сгорания и догорания находятся под камерой газификации.

Особенности изготовления твердотопливных котлов

1. В качестве материала лучше всего брать жаропрочную сталь с толщиной 4-5 м. Если такой сплав является слишком дорогим, можно сварить котел с обычного листового металла. Для пиролизного котла подходит металл с огнестойкой футеровкой. Другой материал быстро разрушится.
2. Диаметр патрубков, которые отходят от теплообменника, зависит от типа циркуляции теплоносителя . Если вода должна двигаться естественным образом, то диаметр должен быть большим. Если же планируется использовать насос, то можно брать более узкие патрубки. Универсальный вариант – это патрубок, диаметр которого составляет 32 мм и более.
3. Стоит подбирать такую загрузочную дверцу для устройства с трубчатым теплообменником, чтобы через отверстие можно было вынуть этот теплообменник.
4. Дверки следует делать двойными, с асбестовой прокладкой.

Электрический котел водного отопления

В домашних условиях проще всего сделать тэновый котел . Он имеет такую конструкцию:

1. Накопительный бак в виде широкой трубы с заглушенными концами.
2. ТЭН, расположенный на дне (для системы с естественной циркуляцией) или вверху (для системы с циркуляционным насосом).
3. Патрубки подачи и возврата воды. Первый приварен вверху бака, другой – внизу.
4. Минеральная вата (обмотана вокруг бака).
5. Датчик перегрева. Расположен на корпусе или внутри котла.
6. Автоматический выключатель.
7. Магнитный пускатель.
8. Плата управления с термодатчиком.

Изготавливают котёл так:

1. Обрезают основную трубу.
2. Приваривают с обеих сторон вырезанные из листового металла круги.
3. Сверлят в одном из кругов отверстие для ТЭНа.
4. Сверлят в боковых стенках отверстия для патрубков.
5. Приваривают патрубки.
6. Фиксируют ТЭН.
7. Устанавливают на корпус датчик перегрева. Если используется термореле, то делается отверстие возле отверстия для ТЭНа. В нем фиксируют термореле.
8. ТЭН подключают к магнитному пускателю, а пускатель – к выключателю.
9. Термодатчик подключают к плате управления.
10. От платы проводят кабель к магнитному пускателю.
11. Всю конструкцию прячут в сделанном из оцинкованной или листовой стали корпусе.

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.