Отопительные котлы своими руками чертежи. Как сделать котел отопления своими руками? Конструкция пеллетного котла включает

Дрова являются наиболее доступным, экологически чистым и недорогим видом топлива, которое использовалось человеком еще с начала времен. Основными преимуществами дровяных отопительных установок являются, энергонезависимость, высокая эффективность при сравнительной простоте в эксплуатации. Несмотря на многообразие газовых и электрических отопительных систем, дровяные котлы отопления и сейчас не утратили актуальности и популярны среди большинства россиян. У дровяных установок есть еще одно неоспоримое преимущество – это простота конструкции, которое позволяет без особого труда сделать котел для отопления дома своими руками. Об этом и пойдет речь в данной публикации.

Конструкция и принцип работы

Прежде, чем перейти непосредственно к инструкции по созданию самодельного твердотопливного котла, необходимо разобраться, как работает дровяная котельная установка.

В простейшем дровяном котлоагрегате с теплообменником, при сгорании дров выделяется тепловая энергия, которая нагревает стенки теплообменника (водяной рубашки) и непосредственно сам теплоноситель. Продукты горения, проходя через сажесборник, выводятся через дымоход. Тяга регулируется положением дверцы зольника и заслонкой дымохода. Теплообменник соединен с системой отопления, в которую входят магистральные трубы, радиаторы и расширительный бак. Циркуляция теплоносителя может осуществляться, как естественным образом, так и принудительно, посредством включения в систему отопления (СО) циркуляционного насоса.

Простота такого котла «компенсируется» низкой эффективностью данной конструкции: большая часть тепловой энергии, в буквальном смысле «вылетает в трубу» вместе с продуктами горения. Но основным недостатком является низкий уровень автоматизации: все операции по загрузке топлива в топку и поддержанию процесса горения необходимо производить вручную. Поэтому наиболее популярными считаются дровяные котельные установки пиролизного горения. Сделать такой отопительный котел своими руками не составит труда для любого домашнего мастера.

Самодельный пиролизный котлоагрегат

Топливо загружается в топливную камеру сразу в полном объеме. В условиях недостатка кислорода в камере газификации происходит тление топлива с выделением пиролизного газа. Тление происходит с выделением тепла, которое расходуется на нагрев теплоносителя в теплообменнике. Пиролизный газ вместе с продуктами горения поступает в камеру дожига, которая в данной конструкции, служит и зольником. Благодаря тому, что доступ кислорода в камеру дожига не ограничен, то сгорание горючего газа происходит с выделением большой температуры, в результате чего эффективность прибора значительно увеличивается. Всю работу пиролизного котла можно условно разделить на четыре этапа:

На первом этапе происходит сушка дров и выделение из топлива пиролизного газа.
Второй этап работы данной установки – это сгорание смеси вторичного воздуха с горючим газом в камере дожига.
Третий этап – проход раскаленных газов через теплообменник.
Отвод отдавших «львиную долю» тепловой энергии продуктов горения.

Самодельный твердотопливный котел должен быть оснащен органами управления и автоматикой, которые позволяют максимально упростить и обезопасить его обслуживание. Управлять работой установки можно посредством изменения положения дверцы поддувала (зольника) и заслонки дымоотвода. Автоматика самодельного дровяного котла обычно представлена манометром, воздухоотводчиком и подрывным клапаном (группой безопасности). Достаточно часто, отечественные «Кулибины» оснащают свои отопительные установки: датчиком температуры, благодаря которому происходит включение и выключение вентилятора первичного воздуха, а также датчиками давления в водяном контуре.

Немного отвлечёмся, так как хотим сообщить вам, что нами был составлен рейтинг твердотопливных котлов по модеям. Подробнее вы сможете узнать из следующих материалов:

Подготовка материалов и инструмента

Прежде, чем ответить на вопрос, как сделать твердотопливный котел самому, следует определиться с конструкцией устройства. Наиболее простой вариант – это котлоагрегат классического горения. Другими словами, «Буржуйка» с водяным теплообменником. Более эффективным котлоагрегатом считается установка классического горения, разделенная на две камеры: в нижней будет происходить процесс горения дров; в верхней – нагрев воды для нужд владельца.

После выбора оптимальной конструкции дровяной отопительной установки, следует определиться с размерами устройства. В идеале, следующий этап создания котла отопления своими руками – чертежи, которые можно заказать в специализированной организации.

Важно! Мы заведомо не публикуем чертежи дровяной отопительной установки. Вся информация дана исключительно в ознакомительных целях.

Выбор материала

Если вы владеете искусством сварочных работ и возможностью плазменной разки, то для создания дровяного котла нужно использовать листовой металл, толщиной 3-5 мм. Из металла вырезаются заготовки котла, которые свариваются согласно схеме.

Наиболее простой вариант корпуса – это отрезок толстостенной стальной трубы, толщиной 4-6 мм; длиной 800 – 1000 мм; диаметром 300 мм. Колосники и опоры можно сделать из арматуры, проката или швеллера. Также вам понадобится металл для создания днища котла (толщина 50 мм), крышки (толщина 3-5 мм), воздухораспределителя (толщина 10 мм), петли и задвижки. Кроме этого, необходимо запастись металлической трубой, диаметром 60 мм. Высота трубы должна быть на 50 мм больше высоты корпуса. Для дымохода потребуется стальная труба, диаметром 100 мм.

Для сборки простейшего дровяного котла потребуется инструмент, а именно:

Сварочный аппарат.
Мощная углошлифовальная машинка («Болгарка»).
Дрель и сверла по металлу.

Процесс сборки можно разделить на несколько этапов:

Из металла 50 мм следует вырезать круг, соответствующий диаметру корпуса. После сварки он будет днищем дровяного котла.
Из металла следует вырезать круг, который имеет на 20 мм меньший диаметр, чем корпус. После чего, в середине круга необходимо просверлить отверстие, диаметром 20 мм. К отверстию следует приварить отрезок воздухораспределительной трубы (d 60мм). С противоположной стороны круга наваривают пластины в форме крыльчатки.
Из листового металла, толщиной 3-5 мм вырезается круг, который будет выполнять функцию верхней крышки котла. В середине круга следует сделать отверстие в котором будет свободно перемещаться воздухораспределительная труба (d 60 мм).
К верхней части корпуса приваривается дымоход.

Важно! Для правильного дымоотведения необходимо, чтобы отрезок дымоходной трубы, длиной 50 см находился от котла строго горизонтально.

Топливо в такой котел загружается через верхнюю крышку. Загружать пространство топливной камеры необходимо максимально плотно, чтобы не оставалось промежутков. Розжиг производится через верх. Как только топливо разгорится, следует установить воздухораспределитель и верхнюю крышку на штатные места. По мере прогорания диск воздухораспределителя будет опускаться, нагнетая давление в нижней камере. За счет этого, в топливной камере будет снижено количество кислорода, процесс горения перейдет в медленное тление. Вся конструкция данного дровяного котла выглядит следующим образом

Совет: данная схема самодельной котельной установки требует наличия дымохода. Если нет возможности обустройства дымоотводящего канала, а потребность в отопительном устройстве существует, то можно создать простейший индукционный котел отопления своими руками, если под рукой есть сварочный инвертор.

Из медной проволоки сечением 2 мм следует сделать обмотку 50 -100 витков, сердечником которой будет стальная труба. Под воздействием магнитной индукции будет происходить нагрев участка трубы (сердечника) по которому будет перемещаться теплоноситель.

«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.

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:

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.
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.

Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь заботят 3 параметра - тепловая мощность агрегата, его цена и длительность горения с 1 загрузки. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Единственный способ сократить затраты – сделать котел длительного горения своими руками либо поручить работу мастерам. Представляем 2 конструкции ТТ-котлов, подробные чертежи и порядок изготовления отопителей.

Как увеличивается длительность горения твердого топлива

Мечта многих домовладельцев – , к которому не придется бегать с дровами каждые 4-6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительной техники применяют приставку «продолжительность горения» ко всем подряд теплогенераторам, в том числе и пеллетным, работающим самостоятельно до 7 суток.

Разновидности классических котлов с увеличенной топливной камерой

Продолжительность процесса горения принято обосновывать использованием режима тления при ограниченной подаче воздуха. Но сжигать дрова и уголь подобным способом неэффективно, и вот почему:

Дровяные и угольные котлы достигают своего КПД 70-75% во время максимального горения. При тлении эффективность агрегата снижается до 40-50% (как у обычной буржуйки).
Тлеющие дрова выделяют мало тепловой энергии. Кому нужен «долгоиграющий» теплогенератор, не обогревающий дом в полной мере?
Свежесрубленное дерево определенных пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо невозможно нормально сжечь в режиме тления.

Заводской котел с увеличенным топливником, где дрова горят сверху вниз

В действительности, твердотопливные котлы длительного горения – это те, что имеют увеличенную топливную камеру, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше в топке дров, тем дольше они горят и выделяют тепло.

Бытовые котлы, способные работать с одной закладки 8-12 часов на дровах и до 24 часов на , бывают таких видов:

классические, с принудительной подачей воздуха;
действующие по принципу верхнего горения (типа прибалтийской «Стропувы»).

Эти конструкции ТТ-котлов вполне реально изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструментария и практики в сварочном деле. Еще на просторах интернета можно встретить чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие отопители довольно громоздкие и непростые в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.

Классический котел продолжительного горения

В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом . Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Краткий обзор ТТ-котла смотрите на видео:

Надежность и эффективность котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

мощность – 22–24 кВт;
длительность горения (в среднем) на дровах 10-12 часов, минимум – 8 ч;
то же, на угле – до 1 суток;
КПД - 75-77%;
максимальное рабочее давление в системе отопления – 3 Бар, номинальное – 1.5 Бар;
количество воды в котловом баке - 50 л;
масса изделия - 150 кг;
размер загрузочного проема (ширина х высота) 360 х 250 мм;
общий объем топки - 112 л, полезный (под загрузку топлива) - 83 л;
глубина топки - 46 см, оптимальная длина полена – 40 см.

Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения разной мощности, в линейку входят агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера составляет около 450 у. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, чьи контакты указаны на странице .

Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:

Теплогенератор успешно функционирует как на дровах, так и на угольном топливе. Полезная вместительность топливника посчитана до нижней кромки загрузочного проема, поскольку камеру нежелательно заполнять доверху. Работа котла происходит в таком порядке:

После закладки и розжига твердого топлива дверцы герметично закрываются.
На электронном блоке управления выставляется желаемая температура теплоносителя, рекомендуется не ниже 50 °С. Затем блок включается в работу нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.
При разогреве до установленной температуры вентилятор отключается, доступ воздуха в топливник прекращается. ТТ-котел находится в режиме ожидания, дрова тлеют очень слабо и практически не дают тепла.
После падения температуры в котловом баке контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

Контроллер изменяет производительность вентилятора по своему усмотрению с целью достичь максимальной эффективности горения. Сжигание тлением в данном самодельном котле отсутствует, он либо находится в состоянии ожидания, либо сжигает дерево и уголь в интенсивном режиме.

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

В отопительной установке реализован классический способ сжигания твердых видов топлива с прямой передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, являющемуся днищем котлового бака. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отбирающий теплоту дымовых газов. Подогретый в канале воздух подается в топку снизу, через колосниковую решетку. Длительность горения обеспечивается за счет:

Большого объема топливника.
Полного перекрытия доступа воздуха в топку в режиме ожидания. После отключения вентилятора срабатывает гравитационная заслонка, закрывающая воздуховод и таким способом не дающая тяге дымохода раздувать угли.

Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:

Инструменты и материалы для изготовления

На заготовки для сборки твердотопливного котла долгого горения обычно идет низкоуглеродистая сталь марок Ст 3, 10, 20. Лучший вариант – Ст 20, сделанные из нее теплогенераторы служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (Ст 35, 45) имеет свойство прикаливаться от высокой температуры, а потому для сварки теплогенератора непригодна.

Если у вас имеется достаточный опыт сварочных работ и возможность купить металл подороже, то камеру сгорания можно изготовить из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением, рассказано .

Перечень заготовок, из которых вы станете собирать твердотопливный котел своими руками, приведен в виде таблицы:

Совет. Заготовки лучше всего рубить на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Так вы сэкономите массу времени на ручную резку и зачистку от заусенцев.

Дополнительно потребуются такие материалы:

уголок равнополочный 50 х 4 мм для изготовления колосников;
труба DN50 – на теплообменник и патрубки подключения системы отопления;
труба DN150 – на дымоходный патрубок;
труба профильная 60 х 40 мм для воздушного канала;
полоса стальная 20 х 3 мм;
базальтовый утеплитель плотностью 100 кг/м³ и толщиной 2 см;
гладкий листовой металл 0.3-0.5 мм с полимерной окраской;
готовые ручки на дверцы;
шнур, картон асбестовый.

Из инструментов стоит отметить аппарат сварочный, болгарку и дрель, для сварки используются электроды АНО-21 либо МР-3С. Остальное - стандартный набор измерительных приспособлений и инструментов, имеющийся в каждом доме.

Вентилятор и блок управления польского производства подходит к любому самодельному ТТ-котлу

Применяемый в ТТ-котле комплект автоматики, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры – польского производства (не перепутайте с китайским, он выглядит так же). Маркировка блока управления - KG Elektronik SP-05, вентилятора - DP-02.

Сборка отопительного агрегата

Первый этап изготовления котла долгого горения заключается в сборке корпуса топливника из металла толщиной 4 мм сваркой на прихватках. Все начинается с днища агрегата, к которому прихватываются боковые стенки, крышка свода и проемы для дверок, как изображено на фото:

Лист днища выпускается в каждую сторону в соответствии с чертежом, в то же время он служит нижним обрамлением дверцы зольника. Внутри камеры на сварке закрепляются полочки из уголков, куда будет опираться колосниковая решетка. Собранный топливник тщательно проваривается по всем стыкам и проверяется на герметичность.

Второй этап – монтаж водяной рубашки из металла 3 мм. Ее толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топливника следует приварить отрезки стальной полосы, выпустив их на 20 мм. К ним прихватываются стальные листы обшивки.

Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне колосниковой решетки и не омывает зольную камеру.

Посередине в шахматном порядке ставятся так называемые клипсы. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке котлового бака и приваренный к топке встык. Второй конец клипсы обваривается вокруг отверстия, как показано на фото:

На фото справа видно, где находится низ водной рубашки, слева – котловой бак

Несколько слов о том, как сделать добавочные клипсы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенок на глубину 50-100 мм, а затем приварить с обеих сторон.

Третий этап – монтаж жаровых труб в верхнюю часть котлового бака. Для этого в задней и фронтальной стенке согласно чертежу прорезаются отверстия, куда вставляются трубы. Их торцы герметично провариваются, как и все стыки водяной рубашки.

Жаровые трубы теплообменника расходятся веером от дымоходного патрубка

Четвертый этап – изготовление дверец и колосниковой решетки. К дверкам изнутри приваривают полосу в 2 ряда, а между ними вкладывают асбестовый шнур, это будет уплотнение притвора. Колосники делают из уголков №5, приваренных наружным углом вниз. Так они служат рассеивателями воздуха, подающегося вентилятором в зольник.

На пятом этапе в стенки котлового бака врезаются штуцеры для присоединения подающего и обратного трубопровода, устанавливается патрубок дымохода и воздушный канал из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольную камеру на середине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.

Этап шестой – приварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной обшивки котла длительного горения.

Этап седьмой , последний. Котловой бак обкладывается с боковых сторон и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется с помощью шнура. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить дверцы.

Плотное базальтовое волокно хорошо утепляет корпус и спокойно выдерживает высокую температуру. Стекловату применять не стоит

В конце к ответному фланцу воздуховода крепится вентилятор, а блок управления устанавливается на котле сверху. Датчик температуры необходимо вложить под базальтовый утеплитель со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений, по вашему желанию:

встроить в котловой бак водяной контур подогрева воды на ГВС;
предусмотреть погружную гильзу для установки термометра – на случай отключения электричества, когда дисплей контроллера погаснет;
то же – для монтажа группы безопасности;
установить электрический ТЭН, подогревающий теплоноситель после прогорания дров.

Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле с целью ее нагрева на хозяйственные нужды. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8-12 мм и выгнуть из нее змеевик в виде спирали. Последняя наматывается внутри котлового бака вокруг жаровых труб, а концы выводятся наружу с задней стороны агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.

Примечание. Практика эксплуатации данных теплогенераторов показала, что монтаж электрического нагревателя необходим тем домовладельцам, кто желает отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях длительности горения хватает, чтобы не бегать в котельную среди ночи с целью подбросить дровишек.

Пленку с крашеного металла лучше снять сразу, а дверки покрыть термостойкой эмалью

Ножки агрегату можно приделать на любом этапе, выбрав подходящие отрезки металлопроката. Подробности и секреты сборки ТТ-котла смотрите в авторском видео мастера - создателя отопительного агрегата:

Котел с верхним горением топлива

На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:

Прибалтийские агрегаты фирмы «Стропува» (Stropuva) и их производные от других изготовителей.
Дровяные печи типа «Бубафоня».

Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.

Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:

Оригинальная схема котла, взятая с сайта stropuva.ru

В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:

Нельзя подкинуть в топку поленьев, пока не сгорит предыдущая закладка. Физически это возможно, но тогда принцип верхнего сжигания нарушится, пламя охватит все слои топлива.
При работе на свежих опилках и другом мелком мусоре остатки топлива «зависают» на стенках.
Эффективность ТТ-котла не слишком высока, поскольку в нем отсутствует теплообменник. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливника для теплообменника не осталось места.

Больше критических недостатков у теплогенератора нет, а кое-что в самодельной версии можно исправить по своему разумению. Например, поставить днище и колосники, организовав зольную камеру. Избавиться от недостатка с догрузкой тоже можно, если поставить между загрузочным и зольным проемом дополнительную дверцу. Данная идея модернизации котла верхнего сжигания принадлежит другому нашему эксперту – Владимиру Сухорукову, о чем он рассказывает в своем видео:

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, - топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:

Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:

труба DN 400 со стенкой 5 мм – на топливник;
то же, DN 50 – на подачу воздуха и водяные патрубки;
то же, DN 100 – для дымохода;
заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы с диаметром 38 см;
полоса 40 х 4 мм – для распределителей воздуха;
арматура диаметром 16-20 мм периодического профиля – на колосники;
базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг/м³;
тонколистовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):

Схема №1. Взять тонкостенную трубу большего диаметра, хотя найти таковую непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
Схема №2. Два листа металла согнуть в 2 местах под углом 60°, а потом сварить две половинки вместе. Понадобится пресс – листогиб.
Схема №2 в другом исполнении. Варить рубашку из 6 листов – сегментов на клипсах.
Схема №3. Сварить прямоугольный короб, отчего увеличится объем котлового бака.

Схему №2 можно реализовать двумя способами – сварить из 2 согнутых половинок или 6 плоских листов

Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.

Изготовление теплогенератора

Производство работ начинается с вырезания заготовок и проемов в стенке трубы по размерам на чертеже. Из вырезанных частей делаются дверцы, к ним прилаживаются навесы и покупные ручки. Из арматуры варится колосниковая решетка, показанная на фото:

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

В круглой заготовке для груза прорезать отверстие, вставить в него трубу и обварить.
К нижней части груза приварить 6 изогнутых полос, что послужат распределителями воздуха.
Прикрепить к топке днище, установить внутрь колосники.
Вырезав отверстие по центру крышки для воздушной трубы, приладить ее к топливнику. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
Приварить патрубок дымохода.
Смонтировать водяную рубашку по выбранной схеме, герметично обварить все стыки.
Произвести врезки патрубков для теплоносителя.
Выполнить утепление и обшивку котла, установить дверцы.
Поставить на верх воздушной трубы заслонку.

Для распределения воздуха достаточно шести полос-распределителей

Установить автоматику и наддув на котел длительного верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается вниз.

Проводить испытания котла лучше, конечно, на улице

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь. Но изготовить надежный отопительный агрегат непросто – стыки металла нужно проваривать качественно и герметично. Без опыта и квалификации сварщика не обойтись. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.

Сердцем отопительного оборудования в доме является котёл. Сегодня на рынке есть достаточно много отечественных и импортных производителей такого оборудования, которые предлагают разную по цене и качеству продукцию. Но, кроме покупки отопительной системы, можно также сделать котёл своими руками. Это позволит существенно сэкономить бюджет.

Показать всё

Виды отопительных систем

Самостоятельно соорудить котёл можно практически любой сложности. Главное, правильно подобрать модель для определённого помещения. Для этого стоит разобраться во всех преимуществах и недостатках разных видов оборудования.

Котлы для отопления частных домов бывают таких видов:

Автономное отопление своими руками. Экономный котел из ТРУБЫ для теплого пола

Твердотопливные котлы можно также разделить на несколько видов: котлы длительного горения, дровяные, пиролизные и пеллетные.

Самые популярные - котлы длительного горения. Пиролизные и пеллетные из-за сложностей в установке, сборке, наличии отдельных дорогостоящих компонентов устанавливаются гораздо реже.

Некоторые нюансы

При изготовлении котла для дома своими руками необходимо понимать некоторые нюансы, от которых будет зависеть конструктивное исполнение.

На то, как будет выглядеть котёл, влияют три фактора:

стоимость оборудования и комплектующих;
какое топливо будет использоваться;
способ циркуляции теплоносителя.

Самым лучшим материалом для изготовления котлов является жаростойкая нержавеющяя сталь, поскольку она наиболее долговечная. Но в использовании такого металла есть и свои минусы. Для обработки нержавейки нужно иметь специальное оборудование. Делать это новичку непросто.

К тому же цена очень высока и не у каждого владельца частного дома будет возможность приобрести её. Чугун стоит немного меньше, чем нержавеющяя сталь, но обработка его это ещё более сложный процесс. Поэтому для производства отопительного котла своими руками такой вариант также не очень подходит.

Реальная экономия газа! котел + жигули= инновация

Альтернативным вариантом является использование листовой стали толщиной от 4 мм. Такой материал часто используют для самостоятельного изготовления, так как работать с ним просто. К тому же он тоже имеет достаточную надёжность и долговечность.

Для обеспечения естественной циркуляции теплоносителя необходимо накопительную ёмкость устанавливать на высоте, а также использовать контуры отопления и связывающую арматуру с большим диаметром. Если такой возможности нет, то требуется устанавливать насос для принудительной циркуляции теплоносителя. Но стоит учитывать тот момент, что он нуждается в постоянном подключении к сети.

Патрубки в котле должны иметь диаметр не менее 30 мм. Они изготавливаются из стальных труб с толстыми стенками. Контур делается из оцинкованной стали. Важно не забывать об обязательной герметизации резьбовых соединений.

Разновидности конструкций

Сегодня на рынке есть множество разновидностей оборудования для автономного отопления частного дома, а также для промышленных целей. Некоторые производители занимаются изготовлением высокотехнологичных котлов, которые самостоятельно сделать практически невозможно. Но отопительные котлы можно изготовить своими руками, используя более простые схемы и конструкции.

Твердотопливные котлы

Самый дешёвый и удобный вариант для производства отопительных котлов своими руками - это конструкции на дровах. Схема такого агрегата несложная и представляет собой две ёмкости, помещённые одна в другую. Внутренний резервуар используется для процесса горения дров и выделения энергии тепла, внешний - это водяной контур с теплоносителем. Благодаря простоте сооружения построить такой котёл самостоятельно несложно. К тому же можно будет использовать не только дрова в качестве топлива, но и другие источники тепла .

Конструкция включает в себя такие элементы:

Большим минусом такого оборудования является низкий коэффициент полезного действия. Израсходуется слишком много дров и в доме будет недостаточно тепла.

Простой котёл отопления своими руками для дома в 100 кв. м. (simple stove)

Пиролизные агрегаты

Делая такой тип агрегатов, можно существенно сэкономить бюджет. Кроме экономии на покупке материалов, пиролизные котлы будут израсходовать немного энергии. Источником энергии для такого типа оборудования является смесь пиролизного газа и воздуха. Из-за этого котёл считается экономным, так как подобная смесь даёт намного больше тепла. По сравнению с дровяными конструкциями стоимость материалов для изготовления всё же выше у пиролизного агрегата, но за счёт экономии на топливе за несколько отопительных сезонов они окупаются.

Конструкция состоит из таких частей:

вентилятор;
каналы для отвода дыма;
отверстие;
регуляторы подачи электроэнергии;
трубы;
камеры сгорания.

Агрегат необходимо собирать по заранее подготовленным схемам и чертежам, так как сама конструкция довольно сложная. В связи с тем, что КПД довольно высокий, хватит мощности в 25−30 кВт. Для других котлов необходимо минимум 40 кВт.

Такие агрегаты начали изготавливаться ещё в советское время, тогда, когда возникла необходимость в отоплении гаражей и других технических помещений. Довольно экономичным вариантом было использование переработанного масла, так как его было всегда достаточное количество, особенно если говорить о промышленных масштабах.

Конструктивные особенности и принцип работы не являются сложными. Переработанное масло в нужном количестве подаётся в камеру сгорания. Впоследствии этого производится газ, который и является непосредственным теплоносителем.

Такой агрегат довольно универсальный и может использоваться для любых целей. Но для отопления частного дома лучше его не устанавливать, так как в этом случае можно подобрать более удобный вариант. Идеальным местом для его монтажа всё же являются гаражные помещения.

Котел своими руками из автомобильных дисков.

Электрические устройства

Электрические отопительные системы в последнее время набирают всё больше популярности. Связано это с простотой установки, а главное, с экономичностью.

Сам котёл монтируется в стоящую вверху трубу. Нагревательный элемент подсоединяется внутрь этой трубы. В другой патрубок совершается подача воды или другого теплоносителя. Казалось бы, на этом можно ограничиться и конструкция готова. Но здесь не всё так просто.

Очень важно правильно выбрать топливо, так как электрическое отопительное оборудование считается одним из самых дорогих на сегодня.

Главным элементом такой конструкции является нагревательный элемент (ТЭН). Благодаря ему электроэнергия перерабатывается в тепло. Он нагревает теплоноситель (воду или антифриз). Для изготовления корпуса можно использовать любой материал, преимущественно нержавеющюю сталь, но можно покупать и альтернативные варианты. Все датчики для управления агрегатом можно купить в специализированном магазине.

Сделать котел отопления своими руками

Конструкция состоит из таких элементов:

расширительный бачок;
насос для циркуляции тепла по системе;
фильтры;
предохранительный клапан.

Система также может работать двумя способами: естественным и принудительным путём. В первом варианте необходимо предусмотреть перепад высот между батареями и баком с нагревательной жидкостью. Для принудительной циркуляции нужно устанавливать насос.

Самый простой вариант - это монтаж теплового нагревательного элемента непосредственно в котёл. Но если такая конструкция не подходит, то можно предусмотреть возможность съёма ТЭНа для ремонта или замены и предварительно вмонтировать такой патрубок.

Идеальным решением для обогрева небольшого загородного дома будет установка котла в отдельном помещении с габаритами 220 мм в диаметре и 0,5 м длиной. Чтобы изготовить котлы отопления своими руками, нужно использовать чертежи. Они играют очень важную роль не только для начинающих мастеров, но и для профессиональных строителей.

Пеллетный тип оборудования

Такой тип оборудования экономичный, неприхотлив в обслуживании, а сама работа автоматизирована. Работает котёл, сжигая древесину в гранулах. Он изготавливается из стружки или опилок. Автоматизация процесса заключается в подаче гранул в камеру сгорания, так как материал сыпучий и может храниться в бункере или специальной ёмкости.

Но сложности при изготовлении такого оборудования возникнуть могут. Это заключается в необходимости покупки электрического мотора для вращения шнека, а также бункерной заслонки.

В зависимости от габаритов бункера будет определяться длительность автономной работы. Чем она больше, тем реже необходимо будет возобновлять запасы гранул в нём. Такое оборудование может работать по принципу котельни. Это значит, что количество выделяемого тепла можно регулировать, добавляя в бункер больше или меньше паллет.

Чтобы правильно выбрать тип котла, нужно понять, какой вид топлива будет использоваться. Также важно соблюдать все правила и придерживаться технологии изготовления.

Много проблем может возникнуть при производстве и установке газового котла своими руками. Чертежи при этом имеют большое значение, так как необходимо придерживаться технологии. При малейших отклонениях газовая служба не выдаст разрешение на установку. Сварить его не так уже и сложно, но всё же преимущественнее монтировать котёл другого типа.

Альтернативные варианты

Кроме классических вариантов котлов для самостоятельного производства, существуют и другие модели. Индукционные котлы также можно делать своими руками. Это своего рода трансформатор с первичной и вторичной обмоткой. Внешняя обмотка преобразовывает электроэнергию и создаёт магнитное поле, а внутренняя - уже непосредственно нагревает теплоноситель.

Ещё одной разновидностью котлов являются конденсационные. Работают на сохранении тепловой энергии конденсата, при этом КПД у них выше, чем у газовых котлов или даже твердотопливных.

Если есть достаточные знания в принципе работы различных котлов, то можно сделать и комбинированные варианты. Хотя комплектующие имеют довольно высокую цену на рынке, но в среднем они отобьются за 5 лет.

Таким образом, сделать экономичный котёл самостоятельно несложно, главное, правильно подобрать тип оборудования и всё необходимые комплектующие.