Конструкции отопительных котлов. Создание котла на дровах своими руками. Горизонтальный твердотопливный котел из бочки

Система отопления частного дома – это сложная схема разводки труб, сердцем которой является отопительный котел. В нем нагревается теплоноситель, который под действием законов физики или при помощи циркуляционного насоса перемещается по трубам, попадает в радиаторы, где отдает свое тепло, и остывшим возвращается опять в котел. И процесс этот повторяется до бесконечности.

Современный рынок котельного и отопительного оборудования предлагает сегодня огромный ассортимент нагревательных приборов. К сожалению, цена многих моделей не всем по карману. Поэтому перед частью потребителей встает вопрос, можно ли сделать котел отопления своими руками, будет ли этот самодельный прибор работать так же эффективно, как заводские аналоги? Сделать котел можно, если вы хороший сварщик и работать он будет не хуже.

Виды отопительных котлов

В первую очередь необходимо определиться, какой котел нужен для вашего дома. Это будет зависеть от того топлива, которое будет использовано для растопки. Отсюда и классификация:

газовые;
электрические;
твердотопливные;
жидкотопливные.

Электрические

Любой из этих котлов можно изготовить своими руками. Самый простой из них – электрический. По сути, это бак, в который вмонтирован ТЭН. Из бака еще выходят два патрубка, соединяемые с контурами подачи и обратки. Нет ни дымохода, ни камеры сгорания, все просто.

Всем хороши, но есть у них два недостатка. Первый: электроэнергия – самое дорогое топливо. Второй: при падении напряжения в сети (а это случается с завидным постоянством) котел перестает работать корректно. Снижается его мощность, падает температура теплоносителя.

Газовые

Конструкции остальных видов более сложные. И они все практически схожи между собой с некоторыми отличиями. Что касается газового котла, то для его установки потребуется разрешение газовой службы.

Представители этой организации могут такой отопительный агрегат не принять к установке. В первую очередь потребуют провести его опрессовку в своей лаборатории.

Наличие акта – это гарантия, что разрешение вам все-таки дадут.

Эксплуатация этого варианта связана с большими трудностями. Во-первых, придется строить отдельно стоящий склад около дома, где будет храниться топливо. В нем все должно соответствовать требованиям пожарной безопасности.

Во-вторых, от склада до котельной придется тянуть трубопровод. Его обязательно утепляют. В-третьих, в котле этого типа устанавливается специальная горелка, которую надо отрегулировать. Сделать это не так просто в плане настройки.

Твердотопливные

Именно этот вид котлов сегодня своими руками чаще всего производят домашние мастера. Для небольших дач и коттеджей это оптимальный вариант. Тем более дрова на сегодняшний день самый дешевый вид топлива.

О том, как сделать котел, работающий на твердых видах топлива, для отопления дома и будем говорить ниже.

Что понадобится?

Как было сказано выше, чтобы сварить отопительный агрегат, вы должны быть хорошим сварщиком. Работа на уровне любителя здесь не подойдет.

Инструменты

Что требуется для проведения этой работы. Из инструментов вам понадобятся:

электросварочный аппарат;
газовый резак;
болгарка;
молоток;
рулетка;
маркер или мел.

Материалы

Из материалов:

труба бесшовная диаметром 425 мм;
труба диаметром 100 мм;
труба диаметром 25 мм;
металлический лист толщиною 4 мм;
два сгона диаметром 25 мм;
небольшие петли;
уголок 25 мм;
арматура диаметром 8 мм.

Проект

Многие новички ищут чертежи котлов в Интернете или специальной технической литературе и уже по ним проводят работу. В принципе, это правильный путь.

Самое главное, найти чертежи, в которых указаны размеры отопительного прибора.

Изготовление корпуса

Итак, в первую очередь подготавливаются детали будущего агрегата. Из трубы 425 мм будет изготавливаться корпус отопительного прибора. Для небольшого отопительного котла высота в 1,0-1,2 м с учетом небольшого диаметра – это оптимальный вариант.

Режем трубу по этим размерам с помощью газового резака. Края обрабатываем болгаркой.

Теперь необходимо в корпусе вырезать два отверстия: под топку и для поддувала. Они должны быть прямоугольными. Для топки подойдет размер 20х10 см, для поддувала 20х3 см. Они располагаются один над другим, топочное отверстие выше.

Расстояние от края трубы до поддувала в пределах 5-7 см. Между отверстиями расстояние – 5 см. Края отверстия обрабатываются болгаркой. Вырезанный кусок стенки трубы для топки будет использован в качестве дверцы. Его края также зачищаются.

С помощью резака вырезаются еще два отверстия под патрубки подачи и обратки диаметром 25 мм. Отверстия располагаются друг напротив друга. При этом отверстие обратки вырезают сбоку котла над топкой: от топочного отверстия на расстоянии 15 см.

На расстоянии 5 см только от верхнего края корпуса вырезается отверстие для подачи теплоносителя. Тут же к этим отверстиям можно приварить два сгона.

Из металлического листа вырезаются три блина: два диаметром 425 мм, один диаметром 412 мм. Последний будет установлен внутрь корпуса, а так как толщина стенки трубы составляет 6 мм, то на диаметр выпадает 12 мм, плюс 1 мм на свободное вхождение.

В одном из блинов диаметром 425 мм и в круге 412 мм по центру вырезается отверстие диаметром чуть больше 100 мм. Готовится дымоход из трубы 100 мм. Для этого режется отрезок 120-130 мм. Из трубы 25 мм нарезаются кусочки длиною по 50 мм для ножек котла. Из арматуры делается решетка для зольника, за основу берется размер внутреннего диаметра корпуса.

Сборка отопительного агрегата

В первую очередь к блину 412 мм приваривается дымоход. Затем внутри корпуса на высоте 30-35 см от топочного отверстия необходимо приварить временные упоры. Это может быть проволока или арматура. На них сверху опускается блин с дымоходом.

Основные стыки

А вот теперь самый важный момент – надо сварить между собой блин и корпус котла. Проварить шов надо обязательно с двух сторон и сделать это необходимо качественно. Этот стык есть сопряжение топки и водяного бака.

Следующий этап касается топочной камеры. С обратной стороны от дымохода внутрь корпуса вставляется готовая решетка из арматуры.

Затем из уголка 25 мм вырезаются болгаркой несколько кусков, которые привариваются внутрь котла между топочным отверстием и поддувалом. Это будут упоры, на которые ляжет решетка.

Нижняя часть корпуса

И последнее. Необходимо приварить блин 425 мм к нижнему краю корпуса, приварить к нему четыре ножки из трубы 25 мм высотою по 5 см. Далее привариваются петли, на которые навешивается дверца топки.

Конструкция для задвижки поддувала

Конструкция может быть разной: в виде обычной дверцы, в виде шибера (это заслонка, которая перемещается в плоскости отверстия), в виде поворотной заслонки с отверстиями в корпусе. Продаются готовые изделия, которые просто привариваются по месту.

Можно сварить цельную конструкцию своими руками и прикрепить ее к котлу. Из всех предложенных вариантов самый простой – это или дверца, или шибер.

Тестирование и подключение к системе

Твердотопливный котел для отопления дома готов. Теперь необходимо его проверить. Для этого на один из сгонов накручивается заглушка, а во второй заливается вода. Если через сварные швы вода не проходит, то сварка была проведена на высоком уровне.

Опасаться, что во время работы отопительный агрегат потечет, не стоит. Готовый агрегат подключается к системе отопления загородного дома. То есть, соединяются сгоны с патрубками подачи и обратки теплоносителя.

Проводится монтаж дымохода. Обратите внимание, что этот элемент прибора должен выходить вертикально вверх. Если так расположить его не удается, то отводов должно быть минимальное количество.

В неотапливаемом чердаке его придется утеплить.

Первая растопка

Очень важно правильно провести первую топку. При этом нельзя использовать большое количество топлива. Небольшая закладка должна протопить сам агрегат, особенно это касается дымохода. При резком повышении температуры на его стенках может образоваться конденсат, который превратится в деготь, сужая диаметр. А это понижение тяги, которая отвечает за корректную работу отопительного прибора.

Регулировка зазора

В процессе топки регулируется зазор в поддувало. Надо найти оптимальный размер, который обеспечит топочную камеру необходимым количеством свежего воздуха (кислорода).

Обязательно обращайте внимание на высоту закладки. Ее верхний край должен располагаться на расстоянии 20 см от внутреннего блина. Это расстояние обеспечит оптимальное сжигание дров или угля. При этом дым и угарные газы беспрепятственно будут выводиться через дымоходную трубу.

Принцип работы

По сути, традиционный твердотопливный котел работает как обычная печка. Здесь также есть топка, в которой горят дрова (уголь, пеллеты и другие виды твердого топлива). Выделяемая энергия нагревает теплоноситель, расположенный в емкости над камерой сгорания.

Нагрев теплоносителя в этой конструкции производится и от внутреннего блина, и от дымохода, который пронизывает насквозь емкость с водой. При этом корпус котла также нагревается, что создает аккумулирующий эффект, сдерживающий быстрое остывание при выключении агрегата.

Нагретый теплоноситель поднимается вверх и выходит через верхний патрубок в подающий контур системы отопления. Охлажденный теплоноситель поступает в котел через нижний патрубок, соединенный с обратным контуром.

Другие варианты

Для отопления дома может быть изготовлен в виде куба из металлического листа толщиною 4 мм. Это более сложная конструкция, в которой придется собирать отдельную топочную камеру. Получится, что в корпус котла устанавливается камера сгорания. А между стенками двух конструкций будет циркулировать теплоноситель. Это более эффективный вариант, но сложный в изготовлении. В нем много сварных швов, что снижает надежность и безопасность эксплуатации.

«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:

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.
Противоточные – газы и теплоноситель движутся вдоль одной линии навстречу друг другу. Такая схема дает наиболее эффективную теплопередачу и наивысший КПД.
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:

Монтаж обвязки ведется в противоток воде, от обратки к подаче.
По окончании монтажа его правильность и качество соединений проверяют зрительно по схеме.
К монтажу системы отопления в доме приступают только после обвязки котла.
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.
Если протечек нет, или по их устранении, котел запускают на воде, непрерывно контролируя температуру и давление в системе.
По достижении номинальной температуры контролируют давление в течение 15 мин, оно не должно изменяться более чем на 0,2 бар, этот процесс называется опрессовкой.
После опрессовки котел гасят, системе дают полностью остыть.
Сливают воду, заливают штатный теплоноситель.
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:

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

Отправим материал вам на e-mail

Прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению котлов, работающих на твердом топливе, необходимо подготовить эскизы. В них должны быть отражены основные и дополнительные элементы. За основу предлагается взять чертежи твердотопливных котлов длительного горения. Своими руками сделать их вполне возможно.

Внешний вид самодельной конструкции

От обычных котлов аналоги с поддержкой длительного горения отличаются наличием сразу двух рабочих камер. В первой из них сжигается непосредственно заложенное топливо, а во второй – выделившиеся газы. Важную роль играет своевременная подача кислорода. В качестве устройства для нагнетания воздуха может использоваться обычный вентилятор с незамысловатой автоматикой.

Из достоинств агрегатов следует отметить:

минимальное количество закладок топлива;
высокую эффективность работы;
использование различных видов твердого топлива;
небольшое количество сажи в трубах при эксплуатации;
надежность конструкции.

Примечание! Из недостатков необходимо упомянуть сложность самостоятельного изготовления. Хотя при использовании готовых чертежей твердотопливных котлов длительного горения своими руками сделать агрегат все же реально.

Процесс изготовления твердотопливных котлов длительного горения своими руками: чертежи и сборка

Сразу следует оговориться, что конструкции могут иметь как верхнюю камеру сжигания газов, так и нижнюю. В первом случае продукты сгорания попадают в рабочее отделение под воздействием природных сил, а во втором – при помощи дополнительного приспособления для нагнетания воздуха.

Так как котлы с наличием нижней камеры догорания сложны в изготовлении и требуют установки дополнительного оборудования при монтаже, рассматривать их не имеет особого смысла. Быстрее и экономнее сделать конструкцию с верхней камерой для сжигания газов.

Применяемые элементы

Для изготовления конструкции потребуются:

труба сечением 500 мм и длиной 1300 мм;
труба с диаметром 450 мм и длиной 1500 мм;
труба сечением 60 мм и протяженностью 1200 мм;
два кольца шириной 25 мм и диаметром 500 мм;
металлические уголки и куски швеллера;
лист металла;
асбестовое полотно;
петли и ручки.

Порядок сборки корпуса

В первую очередь трубы сечением 1500 и 1300 мм вкладываются друг в друга. Соединяются они с использованием кольца, изготовленного из уголка размером 25х25 мм. Из металлического листа вырезается окружность диаметром 450 мм и фиксируется к торцевой части трубы. Она выступает в качестве днища. В итоге должна получиться небольшая бочка.

С нижней стороны конструкции вырезается отверстие в форме прямоугольника 15х10 см для дверцы зольника. К проему крепится створка при помощи петлей, а также устанавливается задвижка.

Чуть выше проделывается прямоугольное отверстие для топливной камеры. Размеры могут быть определены самостоятельно. От правильно подобранных габаритов будет зависеть удобство загрузки дров или другого топлива. По той же технологии устанавливается дверка с задвижкой.

В верхней части самодельной конструкции делается выпускной патрубок, с помощью которого отработанные газы будут поступать в дымоходную трубу . По бокам посредством сварки фиксируются патрубки, необходимые для подсоединения к отопительной системе строения. В них обязательно нарезается резьба.

Устройство воздушного распределителя

Из куска жести вырезается окружность с поперечным сечением на 20-30 мм меньше, чем диаметр внутренней части котла. В центральной части проделывается круглое отверстие для воздухораспределительной трубы. Его диаметр должен составить 6 см. Непосредственно в отверстие вставляется труба и приваривается к основе.

К нижней части металлического блина крепятся куски уголка. С другой стороны путем сварки фиксируется петля, которая необходима для перемещения конструкции вверх и вниз. Для настройки подачи воздуха непосредственно в камеру сгорания устраивается заслонка.

Круг диаметром 500 мм, вырезанный из подходящего по размерам куска металла, вставляется в конструкцию. Верхний конец трубы заводится в отверстие, после чего верхняя крышка котла приваривается наглухо. К петле фиксируется трос, позволяющий опускать и поднимать распределитель.

Обратите внимание! Была представлена самая простая из всех схем твердотопливных котлов длительного горения. Своими руками собрать надежную конструкцию по ней не так сложно, особенно если есть опыт работы со сваркой и другими инструментами.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео для ознакомления

Другой вариант заключается в применении газового баллона для корпуса. Из него можно создать вполне эффективную конструкцию для отопления строений небольших размеров. Для ознакомления с особенностями самодельного приспособления для обогрева предлагается взглянуть на видео. Котел длительного горения своими руками без чертежей можно сделать по нему.

Есть ли о твердотопливном котле длительного горения отрицательные отзывы?

Иногда потребителями оставляются негативные отзывы о конструкциях, но они скорее связаны с общими минусами, которые присущи твердотопливным приспособлениям в целом.

Выделить можно следующие недостатки:

для хранения топлива приходится использовать специальные помещения или сооружения;
топливо в любом случае необходимо загружать вручную, несмотря на сниженное количество загрузок;
при установке любых моделей котлов, работающих на твердом топливе, нужно принимать особые меры безопасности;
регулировать процесс горения топлива в камере сгорания с особой точностью невозможно.

Обратите внимание! Минусов достаточно много, но все же твердотопливные котлы являются единственным выходом из ситуации, когда магистральные линии газа и электричества недоступны.

О стоимости готовых моделей для отопления твердым топливом

Если изготовить котел длительного горения не получается или просто нет желания, то можно приобрести готовую конструкцию. Необходимо признать, что модели для обогрева больших помещений обойдутся недешево. В таблице можно ознакомиться расценками на котлы Stropuva.

Статья

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:

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.
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.
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.
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:

Поскольку вентилятор или дымосос работают от электроэнергии, может потребоваться устройство бесперебойного питания.
При использовании топлива с влажностью выше 20% снижается эффективность.
При низких нагрузках возможны сбои, которые вызывают увеличение отложений дегтя в газоходах. Для нормализации работы котла устанавливают теплоаккумуляторы, в которые отводятся излишки тепла.
Для предотвращения появления конденсата на стенках теплообменника, который ускоряет процесс коррозии, температура воды в обратной линии отопления должна быть не меньше 60⁰C.
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:

Из заготовок сваривают газовую и камеру сгорания.
К боковым стенкам газовой камеры приваривают воздуховоды из профтрубы 60х30х2 с предварительно высверленными отверстиями диаметром 10 мм. Сзади делают вырез для дымохода.
В камеру сгорания выводят трубку, по которой будет подаваться вторичный воздух. С лицевой стороной котла ее соединяют профилем 20х20.
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.
Готовый теплообменник устанавливают на место.
Делают и монтируют дроссельную заслонку дымохода.
Приваривают переднюю стенку камер с заранее сделанными отверстиями под трубы, по которым будет подаваться первичный и вторичный воздух.
На место, где выходит газоход и установлен дроссель, приваривают заднюю стенку и боров.
После зачистки сварных швов внутренний короб готов.
Чтобы закрепить внешнюю обшивку к коробу приваривают отрезки уголков с полкой 25 мм.
На обшивке в местах, где установлены уголки, просверливают отверстия диаметром 10 — 12 мм.
Через отверстия выполняется сварка обшивки с уголками со всех сторон короба, кроме верха.
Для проверки герметичности стыков заглушают все отверстия, заливают воду через верх. Места протечек помечают мелом.
Воздушные заслонки регулируют шпильками с резьбой. Затем отверстия для воздуха закрывают кожухом с воздуховодом из профтрубы.
Делают и навешивают дверки на камеры. Футеруют их пластинами из чугуна или шамотным кирпичом.
Низ газовой камеры выкладывают распиленным кирпичом.
Для крепления вентилятора к концу трубы воздуховода приваривают фланец.
Из шамотного кирпича делают футеровку камеры сжигания.
Для улучшения теплопередачи и удобства очистки рекомендуется установить в газоходные каналы завихрители (турболизаторы).
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.
Для предотвращения аварийных ситуаций на подающем трубопроводе системы отопления устанавливают группу безопасности, состоящей из манометра, предохранительного клапана, воздухоотводчика.
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:

К вентилятору подключают кабель электропитания, проверяют качество его работы. Воздушные заслонки должны быть в среднем положении.
В газовую камеру кладут немного бумаги, сверху несколько полешек, дверку закрывают.
Дроссель на дымоходе открывают до отказа, запускают вентилятор, бумагу поджигают.
После загорания дров дроссель закрывают.
Через нижнюю дверку следят за воспламенением пиролизных газов. Если факел не зажегся, уменьшают количество воздуха, подаваемого в отсек газификации, а в камеру сжигания увеличивают.
Когда факел загорится, настраивают интенсивность пламени, добиваясь с помощью воздушных заслонок бело-желтого цвета.
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:

От трубы диаметром 425 мм отрезают кусок длиной 1 — 1,2 м. Это будет корпус котла отопления вертикальной конструкции.
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.
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.
Из листовой стали вырезают 2 круга диаметром 425 мм для крышек корпуса и 1 диаметром 412 мм для перегородки между топкой и баком.
В верхней крышке и перегородке делают отверстия под дымоход, который делают из трубы 100 мм.
Ножки делают из трубы 25.
Колосник в виде решетки сваривают из арматурных прутьев.

Когда все детали готовы, приступают к сборке:

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.
На конец дымохода надевают верхнюю крышку. Обваривают оба стыка.
Снизу корпуса вставляют колосник. Затем приваривают отрезки уголка 25 на которых он будет стоять.
Приваривают нижнюю крышку, а к ней ножки высотой 50 мм.
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.

От автора : приветствуем вас, уважаемые друзья! Многие собственники загородных домов ценят индивидуальный подход к созданию отопительной системы, практически всегда предпочтение отдается самодельному оборудованию. Как сделать котел водяного отопления своими руками, с учетом техники безопасности и максимальной эффективности? В статье изучим тему сборки и монтажа нескольких разновидностей устройств.

Для отопления частных домов и коттеджей специалисты советуют использовать исключительно безопасные разновидности топлива, а именно: электричество, уголь, дрова или пеллеты.

Отметим, что в данном материале вы не найдете инструкций по сборке газовых и дизельных котлов, так как их монтаж в доме запрещен. Компетентные органы не допустят врезки собранного вами самостоятельно котла в контур газовой трубы. Если подобного рода нарушения будут обнаружены «задним числом» то вас, как хозяина жилплощади, привлекут к административной ответственности.

Преимущества ручной сборки

Почему опытные мастера советуют собирать котлы для системы отопления самому? У этих приборов есть определенные плюсы и минусы, но преимуществ все же больше. Так, отопительный котел, собранный вручную, будет дешевле своего фабричного аналога, правда, последний будет показывать более высокий КПД.

Принцип работы такого оборудования, вне зависимости от того, на чем оно работает, довольно прост. Топливо при сгорании выделяет тепловую энергию. Она поступает в теплообменник и прогревает воду, циркулирующую в системе.

Схема работы котла, его внешние параметры и характеристики напрямую зависят от двух основных факторов:

какие материалы вы будете использовать для изготовления котла;
какая разновидность топлива наиболее доступна по цене в вашем регионе.

И все же вернемся к недостаткам котлов, которые собираются по собственным чертежам. В первую очередь - это отсутствие гарантии, что котел будет служить вам верой и правдой без неприятных сюрпризов. Заводской котел всегда можно вернуть или поменять на новый, пока не истек срок гарантии. Хозяин в этом отношении может быть спокоен. Качество работы самодельного котла зависит лишь от вашей квалификации и того, какие при его сборке были использованы детали.

Однако у котлов ручной сборки есть и очень важное преимущество - это ориентированность на индивидуальные потребности вашего домохозяйства. В этом отношении все зависит только от вас.

Эффективность работы

Специалисты утверждают, что качество работы котла отопления зависит от двух основных факторов:

устройство теплообменника. От площади прямого теплового контакта между емкостью с теплоносителем и топкой напрямую зависит количество тепла, которое передается этому самому теплоносителю (обычно это вода);
полнота прогорания топлива. При неудачной конструкции котла в трубу может уходить пиролизный газ наряду с продуктами сгорания. Дело в том, что при его дожигании существенно повышается КПД агрегата. Еще один признак непродуманной сборки котла отопления - недостаточный приток кислорода к камере горения.

Делаем выводы:

конструируя котел для водяного отопления, мастер должен позаботиться о максимальной низкой температуре продуктов сгорания. Этот показатель обратно пропорционален КПД прибора;
стремитесь обеспечить безопасность и долговечность работы котла? Тогда позаботьтесь о том же показателе - температуре продуктов сгорания. Чем она ниже, тем лучше;
у фабричных моделей котлов этот показатель колеблется от +120 до +150 градусов.

Как устроен водяной котел

О принципе работы котлов для водяного отопления жилища, как фабричных, так и самодельных, вы уже знаете. Он реализуется двумя основными способами:

водяной котел по типу «самовара». В такой конструкции топливо прогорает внутри емкости с теплоносителем (водой). Обычно такой тип котлов используют в русских банях;
водяной котел со змеевиком. В нем теплоноситель протекает по трубам теплообменника, проложенного через топку. У данного типа котлов есть популярная разновидность, в которой змеевик проходит не через топку, а непосредственно за ней - там, где наружу выходят продукты сгорания.

Мастер сам решает, какой разновидности котлов отдать предпочтение. Его выбор зависит от наличия необходимых для сборки материалов, собственных навыков и особенностей эксплуатации прибора. Какой бы вид котлов вы ни взяли за основу, важно помнить, что данный агрегат - это устройство повышенной опасности!

Помните, что домашние отопительные котлы требуют наличия градусника для определения температуры воды в системе, манометра для измерения давления, а также клапана, который используется для сброса повышенного давления (по необходимости).

Подготовка к изготовлению

Прежде чем разбираться в вопросе, как подключить котел отопления, собранный своими руками, важно разобраться в том, какие вам потребуются инструменты и материалы для выполнения сборки и монтажа.

Котлы обычно изготавливаются из листовой стали. Оптимальная толщина материала 4–5 мм. Если вы можете себе позволить, то возьмите лучше жаростойкую разновидность. Учитывая, что она довольно дорогая, многие мастера берут обычную нержавейку.

Первый шаг, предшествующий разработке схемы будущего агрегата - это определение способа циркуляции теплоносителя по системе отопления. Если вода будет двигаться самостоятельно, используя принцип гравитационной циркуляции, то водяной бак нужно будет поднять на довольно большую высоту. В таком случае, вам потребуются трубы большого диаметра по всей я. Если диаметр трубы будет недостаточно большим, то вам не обойтись без монтажа циркуляционного насоса.

Стоит в нескольких словах описать особенности работы системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. У нее есть и преимущества, и недостатки. Трубы, используемые в данной системе, имеют небольшой диаметр, а значит, стоят дешевле. Кроме того, бак, прогревающий теплоноситель, не нужно поднимать высоко. Это были плюсы, а среди минусов можно отметить зависимость работы системы от наличия электроэнергии. Котел может просто взорваться, если в вашем доме отключат электричество.

Советы от профи:

контуры отопления и патрубки, приваренные к котлу, рекомендуется делать из труб диаметром не менее 32 мм;
учитывая, что при аварийной остановке циркуляционного насоса температура воды резко возрастает, а ее движение замедляется, следует позаботиться об исправности отопительного контура. Его лучше собрать, используя оцинкованные трубы. Не забудьте об обеспечении герметичности стыковочной резьбы с помощью сурика и льняной пакли.

Виды котлов

Самодельные отопительные котлы принято классифицировать в зависимости от того, какое в них используют топливо. Дровяной котел наиболее востребован для самостоятельной сборки из-за своей простой конструкции, доступности материалов и инструментов, нужных для его изготовления. Кроме того, дрова - это довольно недорогое топливо, и купить их в нужном объеме можно практически в любом регионе. К достоинствам дровяного котла относят универсальность и простоту, к недостаткам - довольно низкий КПД.

Самый простой вариант такого агрегата выглядит следующим образом: трубка, которая выполняет роль топки, вставляется внутрь другой трубки (большего диаметра) с толстыми стенками. Полость между ними заполняется водой. Отметим, что дровяные котлы можно спокойно топить и другими видами твердого топлива, а именно: углем, торфяными брикетами.

Пиролизный котел более эффективен, чем дровяной, хотя работает на том же топливе - древесине. Дело в том, что, если сжигать дерево с нехваткой кислорода при температуре от +200 до +800 градусов, то оно распадется на два элемента: пиролизный газ и древесный кокс. Если к газу добавить кислород, то произойдет воспламенение с интенсивным выделением тепла.

Таким образом можно повысить КПД самодельного котла до 92%. Порция дров, которая горит в дровяном котле 4 часа, будет отдавать теплоэнергию в пиролизном котле в 3 раза дольше. Преимуществами такой конструкции можно назвать отсутствие твердых остатков после горения и возможность регулировки горения газов в автоматическом режиме.

Есть у этой разновидности отопительных агрегатов и недостатки: важно соблюдать требования к влажности дров (не более 30%), а материалы для изготовления такой печи обойдутся намного дороже, чем для дровяного аналога. Правда, стоимость котла должна окупиться довольно быстро.

В котлах, работающих на отработанном масле, можно использовать и солярку в качестве топлива. Принцип их работы следующий: масло капает на раскаленный поддон и испаряется, трансформируясь в газы, а те, сгорая, подогревают теплоноситель.

Состоят из ТЭНа, помещенного внутрь трубки. Трубка стоит вертикально. Сверху к ней подведена подача, а снизу - обратка. Вода циркулирует естественным образом.

Инструменты и материалы

Котел водяного отопления своими руками изготовить довольно просто, к тому же, у вас не будет потребности в приобретении каких-либо специальных инструментов, оборудования или деталей, которые трудно найти в продаже. Все, что понадобится для работы, скорее всего, вы найдете в своей мастерской, а именно:

листовой металл (металлическая бочка, труба приличного диаметра, старая печка);
стальные трубки;
профильные трубы или радиаторы (если вы выбрали воду в качестве теплоносителя);
болты, гайки;
заслонки (можно изготовить самостоятельно или купить, подойдут и б/у);
дверца.

Как было сказано выше, на котел важно установить самый минимум автоматики: манометр, термометр. Проследите, чтобы отобранные вами материалы не имели изъянов и были хорошего качества - без следов ржавчины, дырок. Специалисты рекомендуют дополнить котел насосом, который бы отвечал за циркуляцию теплоносителя.

Предлагаем вам ознакомиться с видео, посвященным сборке котла для водяного отопления частного дома своими руками.

Установка в кирпичную печь

Предположим, что вы хотите поместить котел водяного отопления внутрь . В таком случае, пошаговый алгоритм ваших действий будет выглядеть так.

Продумайте локацию установки котла.
Сделайте разметку и подготовьте фундамент.
Следует приготовить раствор, нужный для кладки кирпича. Возьмите песок и глину в пропорции 2:1. Обратите внимание, что процент составных частей раствора будет зависеть от качества глины. Глину следует на ночь замочить, затем перемешать, используя специальную насадку на дрель.
Когда фундамент будет готов, пора позаботиться о гидроизоляции. Можно использовать для этого лист рубероида. Как его подобрать? Габариты листа должны хотя бы на 10 см превышать размеры котла.
Рубероид нужно залить цементной стяжкой и разровнять ее.
Внешний контур будущей печки выкладывается красным кирпичом. Силикатный для этих целей не подходит. Внутрь конструкции можно положить и бой.
Стенку нужно довести до уровня дверки поддувала. Далее следует положить металлический лист под углом наружу. Это необходимо, чтобы удобнее было извлекать золу.
Следующий шаг - монтировать дверцу.
Теперь можно выкладывать контур поддувала.
Установите сам котел и топочную дверцу.
Последний шаг - выложить дымоход, и можно приступать к эксплуатации.

https://www.youtube.com/watch?v=g3vQT3uUKwM

Подводя итог, заметим, что изготовление и монтаж котла для системы водяного отопления - это вполне посильная работа для опытного мастера. В сети можно найти немало толковых обучающих видео, посвященных данному вопросу. Надеемся, что этот материал пригодится вам, и вы справитесь с задачей на отлично. Удачи и до новых встреч!