Самодельные котлы для водяного отопления частного дома

В частных домовладениях и на дачах нагревательные котлы используются для отопления помещений или организации горячего водоснабжения. Проще купить заводской агрегат, установить, подключить к системе отопления и затем контролировать его работу. Однако бывают ситуации, когда вопрос, как сделать газовый котел своими руками, становится актуальным.

В зависимости от вида топлива, котлы различаются по сложности конструкции. Установка самодельных газовых и дизельных агрегатов запрещена, так как выдержать необходимые параметры безопасного использования кустарным методом нереально.

Самодельные котлы

Сделать котел водяного отопления своими руками намного дешевле заводского. Однако КПД самодельных агрегатов ниже. Конструкция самодельных и заводских агрегатов основана на одном принципе: топливо, сгорая, выделяет тепловую энергию, направленную на теплоноситель в теплообменнике.

Котлы на угле, дровах, пеллетах и электричестве считаются наиболее безопасными, в отличие от самодельных газовых и дизельных агрегатов.

Важно. Контролирующие организации не разрешат подключение к газовой магистрали самодельного газового агрегата. За установку такого агрегата существует административная ответственность.

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.

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.

Котлы на электричестве

Самодельные котлы отопления для частного дома, питающиеся от электричества, не редкость. Простейший вариант — ТЭНы, которые монтируют сразу в отопительную систему, без котлов. Но более распространенными являются агрегаты, изготовленные из широкой трубы. При этом она должна быть съёмной для того, чтобы можно было подобраться к ТЭНу в случае необходимости.

Заслуживают внимания электродные агрегаты, в которых электрический ток пропускается через жидкость, содержащую соль. В результате хаотического движения ионов идёт выработка тепловой энергии. Но изготовить такой котёл сложнее, чем обычный ТЭНовый. Требуются знания электротехники и соблюдение мер по электробезопасности.

Бывают случаи, когда из-за неправильной сборки или монтажа такого агрегата возникал электродуговой пробой теплоносителя или накапливался легко воспламеняющийся электролизный газ в контуре системы.

Как собирают котлы

Когда заходит речь о самодельном устройстве, возникают вопросы: из чего и как сделать? Сделать отопительный котел нужно так, чтобы он был безопасным в эксплуатации. Для этого нужно запастись жаропрочным стальным листом. Он не должен прогорать от открытого огня и быстро изнашиваться.

Такую сталь найти не просто, покупать дорого. Чугун лучше всех справляется с высокими температурами, но работать с ним в домашних условиях не просто. Изготавливают чугунные конструкции в специализированных цехах.

Твердотопливные котлы по конструкции можно разделить на два вида:

  • для водяного контура с классической камерой сгорания;
  • пиролизные агрегаты с дополнительной верхней камерой сгорания.

Котлы с классической камерой сгорания

Обычные котлы имеют камеру сгорания, в которой установлены стальные жаропрочные колосники. Поверх них закладывают топливо. Оно сгорает, пепел и зола проваливаются в нижний отсек котла. Перед каждой растопкой зольник нужно чистить.

Рядом с камерой сгорания располагают ёмкость, где нагревается вода для водяного контура отопительной системы. В нижнюю часть ёмкости поступает остывшая вода, которая постепенно поднимается, прогреваясь.

В котле две жаропрочные дверки: для загрузки топлива и зольника. Нижняя камера позволяет циркулировать воздуху.

Пиролизные агрегаты

Пиролизные агрегаты имеют преимущество перед традиционными: максимальный КПД.

Они имеют дополнительную камеру. Туда поступают газы после сгорания топлива. Там они догорают, выделяют тепловую энергию, она так же идёт на обогрев помещения.

Оптимальной будет конструкция, где камеры располагают одна над другой, одинаковой формы, но разные по высоте. Размер камеры догорания газов должен быть не менее 30–40 процентов от объёма основной камеры.

Важно. Пиролизные котлы заводского выпуска способны непрерывно работать (без дополнительной закладки топлива) около суток. Самодельные больше 10–15 часов не потянут.

Пиролизным котлам требуется принудительное поступление воздуха. При мощности до 15 кВт на нижней дверце монтируют вентилятор. Выполнять загрузку топлива в процессе работы агрегата нельзя.

Как собирают ТЭНы

Как сварить котел отопления своими руками на основе ТЭНа, которым можно отопить загородный дом? Понадобятся следующие детали:

  • ТЭН, который будет нагревать воду (мощностью 1 – 1,5 кВт);
  • труба большого диаметра;
  • фланец для закрепления ТЭНа;
  • крепежи под фланец;
  • два отрезка водопроводной трубы.

Внизу стальной трубы, выполняющей роль котла, фланцевым способом монтируют ТЭН. Вверху сооружают расширительный бак, в котором должно быть отверстие для залива воды.

Читайте также:  Примеры детской комнаты для мальчика

Котёл соединяют с помощью отрезков водопроводных труб с батареями (подача и обратка). После того, как в систему будет залита вода, отопление можно включать.

На заметку. Выделенной линии электропитания не требуется. Достаточно обычной розетки, куда включают все электроприборы. По сравнению с электродным котлом, ТЭНовый безопасен. Жидкость не соприкасается с деталями, которые находятся под напряжением.

Минус такого обогрева — значительный расход электроэнергии, который особенно ощутим, когда площадь помещения большая. Котёл можно и усовершенствовать, поставив в него терморегулятор. Температура воды будет держаться на заданном уровне.

Для обогрева небольшого дачного домика достаточно котла-трубы не более полуметра высотой. Когда вода нужна не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, мощность ТЭНа и объём котла нужно увеличить.

Итоги

Гарантии стабильной работы отопительных котлов, сделанных своими руками, нет. Возвратить или отремонтировать по гарантийному талону не получится. Но если постараться, можно сделать отопительный котел своими руками с такими эксплуатационными характеристиками, которые будет необходимы хозяину дома.

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.

Принцип устройства котла для водяного отопления

Принцип устройства котла для водяного отопления

Практически всё многообразие существующих типов котлов, как заводских, так и изготовленных самостоятельно, использует в работе единый принцип, о котором было сказано в предыдущем разделе.

Реализуется он двумя способами:

  1. Водяной котёл отопления своими руками может быть изготовлен по способу «самовар». Топливо сгорает внутри ёмкости, наполненной теплоносителем. Чаще всего указанную схему реализуют при изготовлении котла для русской бани.
  2. Самодельный водяной котёл отопления, изготовленный по второму способу, подразумевает прохождение теплоносителя по трубам теплообменника (змеевика) через топку, в которой сгорает топливо. Как вариант этого же способа достаточно часто теплообменник размещается сразу за топкой в месте выхода из неё продуктов сгорания.

Как правило, предпочтение тому или иному варианту отдаётся с учётом возможностей мастера в плане приобретения необходимых материалов.

Но, в любом случае, нельзя забывать, что котёл для водяного отопления является устройством повышенной опасности и требует, в процессе работы, постоянного контроля.

Поэтому в обязательном порядке котлы для водяного отопления дома должны иметь в своей конструкции клапан для сброса избыточного давления, манометр и градусник для определения температуры теплоносителя.

Как сделать котел водяного отопления своими руками?

Самодельный котёл для водяного отопления

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:

Читайте также:  Резец для геометрической резьбы

Дровяные котлы

Дровяной котел отопления своими руками

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.

Установка самодельного котла в кирпичную печь

Установка самодельного котла в кирпичную печь

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.

Котлы необходимы для нагрева теплоносителя в системе отопления частного дома и иногда – водопроводной воды, если не имеется бойлера. Обычно для решения этих задач используется оборудование фабричного производства, когда от хозяина требуется лишь выполнить монтаж системы и проконтролировать ее работу.

В некоторых случаях устанавливаются самодельные котлы, причем их сборка осуществляется «с нуля». Сложность конструкции зависит от планируемого к использованию топлива. Ниже будут рассмотрены только твердотопливные и электрические котлы, поскольку самодельные газовые и дизельные агрегаты опасны, и их установка дома запрещена.

Для чего нужны котлы ручной сборки

Котлы, собранные своими руками, обходятся дешевле своих фабричных аналогов, но не превосходят их по уровню КПД. Принцип работы оборудования основан на том, что сгорающее топливо выделяет тепло, которое уже поступает в теплообменник и нагревает циркулирующую воду. В этом самодельные изделия ничем не отличаются от фабричных.

Читайте также:  Расчет теплоотдачи регистров из гладких труб

Главный недостаток котлов, собранных по индивидуальным чертежам – это отсутствие гарантии. В случае с оборудованием заводского производства хозяин может быть уверен, что техника будет работать, а если нет – ее можно вернуть или заменить. За качество работы самодельного котла отвечает только тот, кто его собрал и установил в своем доме. В случае поломки придется за свой счет ремонтировать оборудование.

Для отопления самостоятельно изготовленным котлом рекомендуется использовать только безопасные виды топлива – дрова, уголь, пеллеты, электричество. Очень опасны самодельные газовые и дизельные котлы — их монтировать в жилых помещениях не стоит.

Более того, компетентные органы не разрешат врезку собранного своими руками оборудования в контур газовой трубы, а если обнаружат нарушение, потребуют привлечения хозяина к административной ответственности.

Несмотря на недостатки, у котла ручной сборки есть неоспоримое достоинство – эксплуатационные характеристики оборудования можно сделать такими, чтобы они в точности соответствовали потребностям хозяев дома.

Твердотопливные котлы

Наибольшей популярностью пользуются самодельные котлы отопления, работающие на твердом топливе. Они имеют простую конструкцию, которая во многом перекликается с устройством обычной печи. Собранные самостоятельно твердотопливные котлы универсальны, они могут работать как на угле, так и на дровах, а также пеллетах.

На эффективность работы оборудования влияют такие факторы, как полнота сгорания топлива и конструкция теплообменника. Интересно, что температура сгорания обратна КПД: чем она выше, тем коэффициент полезного действия ниже, поэтому нужно позаботиться о том, чтобы огонь был слабым. Кроме того, небольшая температура обеспечит лучшую сохранность трубопровода. Самые лучшие самодельные котлы, работающие на твердом топливе, имеют на выходе температуру до 120-150С°.

Электрические котлы

Электрические котлы для обогрева частного дома могут иметь различную конструкцию. Самый простой вариант – установить ТЭН прямо в системе отопления. Тогда исчезает необходимость в изготовлении отдельно стоящего котла.

Правда, труба, где ТЭН монтирован, должна иметь большой диаметр. Заодно рекомендуется сделать ее съемной, чтобы было легче обслуживать нагревательные элементы.

Интересны электродные котлы, когда для выработки тепла электрический ток пропускают прямо через жидкость. Тепловая энергия производится в результате хаотического движения ионов. В воде при этом должна содержаться соль.

Самостоятельно изготовить электродный котел намного сложнее, чем работающий на ТЭН: ведь ток оказывает прямое воздействие на воду, из-за чего требуется принять серьезные меры по электробезопасности.

Самые распространенные угрозы – электродуговой пробой теплоносителя, что практически равно короткому замыканию, а также накопление электролизного газа в контуре системы.

Сборка

Проще всего сконструировать твердотопливный котел. При его сборке используются жаростойкие сорта стали – они прочнее, чем обычный стальной лист, который на открытом огне прогорает и быстро изнашивается.

Тем не менее, жаростойкая сталь стоит дорого, и на практике в котлах кустарной сборки применяется редко. Еще один вариант – чугун: этот материал отлично переносит жар, хотя работать с ним тяжело. Оборудование для изготовления чугунной печи есть только на специализированных предприятиях.

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.

На принципе пиролиза

Другую конструкцию имеют пиролизные котлы. У них имеется дополнительная верхняя камера, куда попадают газы, выделяемые в процессе сгорания дров. Там газы догорают, производя дополнительное тепло.

Пиролизный самодельный котел имеет больший КПД по сравнению с устройством традиционного типа.

Для отопления загородного дома, состоящего из нескольких комнат, подойдет аппарат с ТЭН, состоящий из трубы диаметром 21,9 см и длиной около 50 см. Такое приспособление будет экономным, ведь киловатты энергии не будут расходоваться впустую. Кроме того, устройство очень компактно.

Если ТЭН предполагается установить в отдельном корпусе, то лучше сделать котел с небольшими габаритами. В случае если котел применяется для подогрева проточной воды, это правило не действует. Ведь тогда нужно иметь запас жидкости, а для этого требуется больший резервуар.

Для работы котла не нужна выделенная линия электропитания, его можно подключать к бытовой сети вместе с другими электроприборами. В отличие от электродного оборудования, отопительный котел с ТЭН безопасен, ведь теплоноситель изолирован от тех частей устройства, которые находятся под напряжением. Если оснастить агрегат регулятором, то появится возможность настраивать температуру нагрева воды с высокой точностью – это главное преимущество электрического котла перед твердотопливным.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector