Как сделать котел отопления своими руками

Как сделать самодельный котёл отопления. Виды котлов. Принцип действия. Преимущества работы самодельного котла. Особенности подключения.

Принцип работы

Длительное горение в котле будет зависеть от происходящих внутри него процессов, которые в свою очередь зависят от его особой конструкции. Технология работы котла отличается от обычной печки тем, что дрова сгорают сначала вверху, постепенно захватывая нижние. Обычные печи устроены так, что сгоревшие снизу дрова горячим потоком поджигают остальные, верхние слои, что приводит к быстрому прогоранию топлива. А для того чтобы печь не остывала длительно время, необходимо постоянно добавлять топливо.

Принцип работы

Самодельные котлы длительного горения устроены совсем по-другому. В первую очередь сгорает верхний слой, а затем каждый последующий. Одновременно со сгоранием нижних слоев дров, прогорают и продукты распада (зола, сажа). Один раз заложенное топливо будет тлеть около 30 часов.

Требования к самодельному котлу

Самодельный газовый котел для отопления частного дома состоит из таких элементов:

  • колосниковые решетки нужны для подачи воздушных масс в камеру сгорания;
  • топочная камера предназначена для сжигания топлива (угля, дров или брикетов);
  • накопительная емкость для горячей воды или трубчатый теплообменник;
  • дымоход атмосферного типа для удаления продуктов горения;
  • регулятор тяги.

Важно правильно выбрать размеры топочной камеры. Твердое топливо в ней должно полностью сгорать без дополнительного перемешивания. Из-за меньшей теплопроводности кирпича в кирпичной топке можно поддерживать более высокую температуру, что обеспечивает полное сгорание дров. Конструкция топки должна быть такой, чтобы тепловая энергия расходовалась в полном объеме на нагрев теплообменника.

От качества и конструктивного решения теплового обменника во многом зависит эффективность нагревательного оборудования. Бывают чугунные и стальные трубчатые теплообменники. При этом трубки могут быть расположены вертикально или горизонтально. В домашних условиях можно сделать только стальной теплообменник, потому что конструкции из чугуна делают методом литья. Стальной тепловой обменник изготавливают из толстостенных труб, которые гнут после предварительного нагрева или сваривают змеевик из отдельных заготовок нужной конфигурации.

Разновидности печей

Такие самодельные отопительные устройства будут способны обеспечить в любое время года нормальный микроклимат в частных домах, в которых постоянно проживают их владельцы. Самодельными печами можно оборудовать и дачные дома, которые очень часто в зимний период пустуют. Владельцы приезжают, но проводят здесь минимум времени.

Такие печи при необходимости устанавливают и в других строениях:

Разновидности печей
  • банях;
  • теплицах;
  • сараях;
  • гаражах;
  • кладовых.

Все зависит от того, какие цели преследуют собственники строений.

Специалисты рекомендуют при выборе моделей отдавать предпочтение той конструкции, которая сопровождается наличием водяного контура. В этом случае печь оснащается топкой и дополнительным отделением – водяным. Корпус печи будет постепенно нагреваться, благодаря этому выделяемое тепло будет равномерно распространяться внутри помещения.

В зависимости от того, в каком пространстве планируется внедрить печь, определяются размеры и оптимальная форма будущего отопительного агрегата.

Разновидности печей

В торговых заведениях выставлены в продажу отопительные агрегаты с длительным горением, сопровождающиеся высоким уровнем популярности. К ним относятся:

  • Булерьян;
  • Профессор Бутаков;
  • Бренеран;
  • Лачинянка;
  • Слобожанка;
  • Бубафоня;
  • Буржуйка.

Разновидности и выбор конструкции твердотопливного котла

Печи и котлы нагрева различаются по своим функциональным возможностям. Печь необходима для прогрева помещения, а котел еще должен прогревать теплоноситель, который транспортируется по сети отопления в доме. Поэтому важно продумать непрерывность процесса горения топлива, обеспечить равномерную циркуляцию воды по теплообменнику.

Читайте также:  20 лучших моделей радиаторов отопления для квартиры и частного дома

На заметку! Теплообменник – это змеевик, расположенный внутри камеры сгорания топлива. Внутри змеевика находится вода, получающая тепло при горении дров, угля, и передающая тепловую энергию элементам сети.

Различаются котлы отопления самодельные по способу горения – верхнему (шахтному) или нижнему:

  1. Твердотопливный котел с нижним горением – агрегат, в котором дверца камеры загрузки находится в верхней части камеры сгорания, сами дрова горят внизу. Такая система обеспечивает продолжительность горения топлива – нижние слои сгорают, верхние постепенно опускаются вниз под собственным весом. Циркуляция воздуха осуществляется снизу вверх при установке насоса (принудительная) или естественным путем. Второй вариант тяги удобнее, поскольку не требует подключения оборудования к сети питания, что обуславливает полную автономность системы.

На заметку! Естественная тяга обладает пониженной эффективностью, поэтому топливо в топочную загружается небольшими порциями. Принудительная циркуляция воздуха обеспечивает интенсивное перемещение потоков, можно заполнять топку «до отказа».

  1. Котлы с верхней или шахтной загрузкой – агрегаты, в которых дверца топочной располагается в верхнем отделе камеры сгорания. Устройства всегда оснащаются принудительной тягой для перемещения воздуха сверху вниз. В этом случае дым перегоняется в нижний отсек топочной камеры, смешивается с воздухом, сгорает, передает тепловую энергию топливу в нижних ярусах – особенно удобно при закладке сырых дров, за счет тепла они подсушиваются и горят лучше.
Разновидности и выбор конструкции твердотопливного котла

Для самостоятельной сборки лучше подходят агрегаты с нижним вариантом горения, встраивание вентилятора тут не нужно.

Совет! Если нет опыта сборки агрегатов, выгоднее браться за простые конструкции, чтобы снизить риск ошибки при расчетах.

Еще различаются агрегаты по способу горения, они могут работать в обычном режиме или с выходом на пиролиз. Пиролизом называется процесс разложения энергоносителя на составляющие с последующим сжиганием элементов. Для сборки моделей с пиролизным горением придется оборудовать вторую камеру сгорания, габариты прибора будут больше, увеличится расход материалов.

Температура горения угля выше, чем у дров, поэтому если формируется твердотопливный прибор под горение угля, колосники должны быть чугунными, корпус и теплообменник – из стали большой толщины. Допустимо делать корпус котла из огнеупорного кирпича.

Рекомендуем к прочтению:Жидкотопливные котлы для отопления на солярке и отработанном масле

После оценки собственных умений, просмотра схем нагревателей, выбирается определенная модель прибора. Если опыта достаточно, мастер сможет соорудить самодельный газовый котел для отопления частного дома, новичкам же стоит отдать предпочтение самым простым устройствам. При соблюдении техники сборки и монтажа тепла в доме будет достаточно от примитивного твердотопливного котла с водяным контуром отопления.

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:

Схема твердотопливного котла

Конструкция твердотопливного и пиролизного котла

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.
Читайте также:  Самодельные твердотопливные котлы своими руками

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.

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:

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.

Котлы длительного горения – закладка дров два раза в сутки!

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

Котлы длительного горения – закладка дров два раза в сутки!

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

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

На водяной циркуляции

Твердотопливный самодельный котел для водяного отопления с классической компоновкой имеет камеру сгорания с колосниками – монтированными горизонтально стальными полосами металла, заменяющими цельнометаллическое дно. Топливо закладывается поверх колосников, а оставшийся после его сгорания пепел проваливается между ними в расположенную ниже камеру. К последней присоединен дымоходный канал, предназначенный для отвода дыма. Каждый раз перед началом очередной топки пепел из этой камеры нужно выгребать.

Рядом с камерой сгорания — обычно со стороны дымоходного канала — располагается емкость для нагрева воды, подключенная к контуру трубопровода частного дома: в нижнюю часть емкости поступает охлажденная вода, которая по мере нагрева поднимается вверх. Поток воздуха в камеру сгорания нагнетается вентилятором. Котел оснащен двумя дверками: верхняя предназначена для загрузки топлива, нижняя – для чистки камеры под колосниками. Также эта камера необходима для циркуляции воздуха.

Электричество как носитель энергии

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

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

Сборка отопительного агрегата

После сборки фундамента и подготовки кирпичного основания можно заняться корпусом. Из трубы 425 мм делается корпус. Если требуется отапливать небольшую площадь, достаточно высоты чуть более 1 м даже с учетом небольшого радиуса.

После измерения и нанесения меток можно обрезать трубу. Края обрабатываются болгаркой. На корпусе нужно прорезать отверстия:

  1. Для топки (200х100) мм.
  2. Для поддувала (200х30 мм).

Топочное отверстие располагается над поддувалом.

Расстояние от края до поддувала делается не менее 7 см, как и расстояние между отверстиями.

Делаются отверстия для подачи и возврата теплоносителя. Их диаметр равен 25 мм. Располагаются они напротив друг друга по разным сторонам трубы. После к ним привариваются сгоны.

Из стальных листов изготавливается три диска диаметром 425 и 412 мм. Последний крепится внутрь корпуса. В двух из них, большем и меньшем, вырезаются отверстия радиусом более 50 мм. Дымоход к установке делается из металлической трубы 100 мм. Для ножек вырезаются кусочки металла толщиной до 5 см. Из арматуры изготавливается решетка для зольника.

К блину с диаметром 412 мм прикрепляется дымоход. Внутри корпуса на высоте около 30 см от нижней части отверстия для топки прикрепляется временный упор. Он изготавливается из проволоки или арматуры. На него опускается диск с трубой.

Основные стыки

Важным моментом в сборке является соединение блинов и корпуса между собой. Шов требуется сваривать с обеих сторон и сделать это максимально надежно: на этом участке соединяются топка и бак.

Сборка отопительного агрегата

После окончания сварки на дымоход надевается блин диаметром 425 мм. Необходимо надежно прикрепить оба шва при помощи сварки.

Топочный отсек

С обратной стороны от дымохода ставится газовая камера из металла. Она прикрепляется внутри корпуса, изготавливается теплообменник из стального бака и медной трубки, которую требуется согнуть в виде серпантина. Затем она вставляется в бак и закрепляется фитингами. Во время работы от горелки будет нагреваться спираль из меди и передавать тепло баку.

Теплообменник прикрепляется на уголки прямо над горелкой. Электронные компоненты закрепляются внутри согласно чертежу.

Горелка

Нижняя часть корпуса

В конце работы закрепляется большой блин, который выполняет роль днища корпуса. Затем к нему привариваются ножки высотой 5 см. После закрепляются петли.

Конструкция для задвижки поддувала

Эта конструкция может быть разной по конструкции. Обычно изготавливаются в виде дверцы или заслонки.

Котлы твердотопливные

Чаще других делают самодельный газовый котел для отопления частного дома на твёрдом топливе. У него несложная конструкция, сходная с традиционной печью. Топливом для этих агрегатов служат дрова, уголь, пеллеты.

Чтобы разобраться, как сделать котел отопления своими руками, нужно знать, что его КПД прежде зависит от полноты выгорания топлива и удачной конструкции теплообменника.

Котлы твердотопливные

Важно. Температура сгорания топлива обратно пропорциональна КПД. Чем слабее огонь, тем эффективнее работает котёл. Оптимальная температура теплоносителя при выходе из котла колеблется от 120 до 150 градусов.