Как сделать котел отопления своими руками

На дачах и в загородных домах без автономных систем отопления на основе котлов разного вида не обойтись. Надо отдать должное производителям, которые предлагают эффективные модели с автоматикой и большим набором опций. Но для обогрева небольших дачных домиков или теплиц установка дорогостоящего оборудования нецелесообразна, так как сделать котел отопления самостоятельно выйдет дешевле. По основным характеристикам он будет не хуже чем заводские модели.

Виды отопительных котлов

Выбор типа самодельного котла отопления зависит от того на каком топливе он будет работать. Отсюда классификация:

1. К электрическим котлам отопления не предъявляются высокие требования по безопасности. Конструкция состоит из емкости, которую несложно сделать из отрезка трубы с диаметром больше чем у подводящих патрубков отопительной системы. Внутри устанавливают ТЭНы. Несмотря на простоту изготовления такой котел для отопления экономически не выгоден, так как цена электроэнергии высокая. Поэтому этот вариант выбирают для периодического отопления небольших дачных домиков.
2. У газовых котлов высокий КПД и невысокая цена топлива. Однако из-за взрывоопасности газа требования даже к заводским моделям очень высокие. Поэтому получить разрешение на установку и эксплуатацию самодельного котла отопления практически невозможно, а при монтаже в подвале и теоретически.
3. В изготовлении жидкотопливного котла своими руками ничего сложного нет. Но для нормальной эксплуатации придется установить емкость для хранения мазута или дизтоплива и проложить от нее утепленный трубопровод. Цена горелки и трудности ее настройки могут отбить желание делать такой котел. Тем более что придется договариваться с пожарной инспекцией о получение разрешения на установку.
4. Чаще всего для отопления частного дома устанавливают твердотопливный котел отопления. Его топят дровами, каменным углем, торфом, горючими сланцами. У самодельных котлов этого вида температура на выходе доходит до 120 — 150 ⁰C.

Конструкция твердотопливного и пиролизного котла

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Его собирают из двух стальных или чугунных емкостей вставленных одна в другую. Во внутренней (топка) сгорают дрова, в наружной (бак) нагревается вода. Конструкция состоит из следующих частей:

• топки с дверкой;
• колосников;
• зольника с дверкой;
• сборника сажи;
• дымохода;
• шиберной задвижки;
• патрубков для подключения подающего и обратного трубопроводов системы отопления;
• ножек;
• крышки для закрывания нагревательного бака.

Наружный воздух поступает в топку через зольник и колосники. Интенсивность горения регулируют величиной открытия дверцы. Тяга может быть естественной или принудительной. У правильно рассчитанного и сделанного котла отопления эффективность доходит до 79%.

Достоинства классических твердотопливных котлов:

• низкая стоимость топлива;
• для работы не требуется электроэнергия;
• универсальность по топливу;
• возможность сжигания отходов деревообработки.

Но при выборе этого вида котлов следует учитывать и недостатки:

• одной загрузки топлива хватает максимум на 6 часов;
• требуется место для складирования запаса топлива;
• загрузка выполняется вручную;
• сложность ухода, так как придется регулярно удалять продукты горения;
• горение твердого топлива инерционно, поэтому возникают сложности с регулированием.

Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы. Конструкция состоит из следующих частей:

• камеры дожигания со встроенной форсункой;
• газифицирующей камеры;
• системы подачи воздуха;
• дымоходной системы с дроссельной заслонкой;
• теплообменника;
• системы циркуляции воды;
• датчика температуры и манометра;
• предохранительного клапана.

Для растопки котла газифицирующая камера наполняется дровами через верхнюю дверцу. После поджога растопки при открытом дросселе на дымоходе запускают вентилятор. Когда дрова разгорятся дверцу, и дроссель закрывают. Из-за снижения количества подаваемого воздуха древесина начинает тлеть при температуре достаточной для запуска пиролизной реакции. Выделяемые газы после прохода через форсунку смешиваются с вторичным воздухом в камере сжигания, воспламеняются, нагреваясь до температуры 1100⁰C, и направляются в теплообменник.

На котле без дымососа, перед добавлением дров открывают дроссель на дымоходе, ждут некоторое время, необходимое для удаления пиролизного газа. После закладки топлива, закрытия дверцы и дроссельной заслонки котел продолжает работать в штатном режиме.

По сравнению с обычными котлами отопления у пиролизных есть немало преимуществ:

• за счет полного сжигания нет необходимости в частой очистке зольника и газоходов;
• легкость управления интенсивностью горения;
• длительность работы без добавления топлива от 5 часов до нескольких суток;
• возможность сжигания не колотых дров;
• использование в качестве топлива обрезков от плит ДВП, ДСП, МДФ и фанеры;
• у пиролизных котлов отопления содержание вредных соединений в дыму в 3 раза меньше.

Однако недостатки тоже есть:

1. Поскольку вентилятор или дымосос работают от электроэнергии, может потребоваться устройство бесперебойного питания.
2. При использовании топлива с влажностью выше 20% снижается эффективность.
3. При низких нагрузках возможны сбои, которые вызывают увеличение отложений дегтя в газоходах. Для нормализации работы котла устанавливают теплоаккумуляторы, в которые отводятся излишки тепла.
4. Для предотвращения появления конденсата на стенках теплообменника, который ускоряет процесс коррозии, температура воды в обратной линии отопления должна быть не меньше 60⁰C.
5. Ручная загрузка топлива.
6. Из-за большой материалоемкости расходы в 2 раза больше чем на обычные котлы.

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы.

Пиролизный котел для отопления своими руками

Если сварить котел отопления на любительском уровне, то аварийные ситуации во время эксплуатации обеспечены. Поэтому без хороших навыков за работу лучше не браться.

Расчет мощности и размеров котла

Изготовление котла отопления своими руками начинают с определения размеров, которые зависят от величины мощности, достаточной для обогрева. При расчете исходят из того что на 10 м² отапливаемой площади нужен 1 кВт мощности. Нетрудно подсчитать что для отопления дома площадью 300 м ² требуется котел мощностью не меньше 30 кВт. Для компенсации теплопотерь нужен небольшой запас.

Правильно спроектировать пиролизный котел отопления с нуля без знания теплотехники вряд ли удастся. Поэтому лучше найти в интернете готовый чертеж по необходимой мощности. Желательно чтобы срок эксплуатации агрегата сделанного по этому проекту был не 1 год. При необходимости можно связаться с автором для уточнения неясных моментов.

Необходимые инструменты и материалы

Для работы нужно запастись следующими инструментами:

• сварочным аппаратом;
• электродрелью и сверлами;
• болгаркой с кругами;
• газовым резаком для вырезания больших отверстий;
• набором слесарных инструментов.

А также материалами:

• листовой сталью толщиной 5 мм для изготовления камер и 4 мм на внешнюю обшивку;
• круглой трубой 57х3,5 для теплообменника и 159х4,5 для борова (горизонтальный участок дымохода на выходе из котла);
• шамотным кирпичом;
• круглой трубой 32х4,5;
• профтрубой 80х30х2 и 80х40х2;
• стальной полосой 30х4 мм;
• вентилятором;
• термометром и манометром.

Количество материалов рассчитывают по чертежу.

Процесс изготовления

Для экономии времени желательно заготовки из листового металла нарубить на гильотине, так как болгаркой трудно выполнить идеальный срез. Такую услугу оказывают покупателям на металлобазах. Изготавливают самодельный котел отопления в следующем порядке:

1. Из заготовок сваривают газовую и камеру сгорания.
2. К боковым стенкам газовой камеры приваривают воздуховоды из профтрубы 60х30х2 с предварительно высверленными отверстиями диаметром 10 мм. Сзади делают вырез для дымохода.
3. В камеру сгорания выводят трубку, по которой будет подаваться вторичный воздух. С лицевой стороной котла ее соединяют профилем 20х20.
4. Теплообменник делают из двух заготовок, в которых вырезаны 2 ряда отверстий для газоотводных труб диаметром 57 мм. После нарезки по размеру и установки на место их обваривают.
5. Готовый теплообменник устанавливают на место.
6. Делают и монтируют дроссельную заслонку дымохода.
7. Приваривают переднюю стенку камер с заранее сделанными отверстиями под трубы, по которым будет подаваться первичный и вторичный воздух.
8. На место, где выходит газоход и установлен дроссель, приваривают заднюю стенку и боров.
9. После зачистки сварных швов внутренний короб готов.
10. Чтобы закрепить внешнюю обшивку к коробу приваривают отрезки уголков с полкой 25 мм.
11. На обшивке в местах, где установлены уголки, просверливают отверстия диаметром 10 — 12 мм.
12. Через отверстия выполняется сварка обшивки с уголками со всех сторон короба, кроме верха.
13. Для проверки герметичности стыков заглушают все отверстия, заливают воду через верх. Места протечек помечают мелом.
14. Воздушные заслонки регулируют шпильками с резьбой. Затем отверстия для воздуха закрывают кожухом с воздуховодом из профтрубы.
15. Делают и навешивают дверки на камеры. Футеруют их пластинами из чугуна или шамотным кирпичом.
16. Низ газовой камеры выкладывают распиленным кирпичом.
17. Для крепления вентилятора к концу трубы воздуховода приваривают фланец.
18. Из шамотного кирпича делают футеровку камеры сжигания.
19. Для улучшения теплопередачи и удобства очистки рекомендуется установить в газоходные каналы завихрители (турболизаторы).
20. Проводят проверку герметичности котла давлением 4 бар, которое создается опресовщиком после заполнения водой. Если давление не падает в течение получаса ― котел готов к работе. В противном случае нужно искать течь.
21. Для предотвращения аварийных ситуаций на подающем трубопроводе системы отопления устанавливают группу безопасности, состоящей из манометра, предохранительного клапана, воздухоотводчика.
22. При желании пиролизный котел нетрудно оснастить системой автоматического регулирования.

Подключение и ввод в эксплуатацию

Перед запуском котел отопления подсоединяют к наружному дымоходу и заполняют водой. Для контроля ее температуры обязательно устанавливают термометр. Ввод котла в эксплуатацию выполняют в следующей последовательности:

1. К вентилятору подключают кабель электропитания, проверяют качество его работы. Воздушные заслонки должны быть в среднем положении.
2. В газовую камеру кладут немного бумаги, сверху несколько полешек, дверку закрывают.
3. Дроссель на дымоходе открывают до отказа, запускают вентилятор, бумагу поджигают.
4. После загорания дров дроссель закрывают.
5. Через нижнюю дверку следят за воспламенением пиролизных газов. Если факел не зажегся, уменьшают количество воздуха, подаваемого в отсек газификации, а в камеру сжигания увеличивают.
6. Когда факел загорится, настраивают интенсивность пламени, добиваясь с помощью воздушных заслонок бело-желтого цвета.
7. После закрытия дверки засекают время до закипания воды. При температуре 100⁰C останавливают вентилятор. Факел должен потухнуть.

Делаем котел из трубы на твердом топливе

Для изготовления котла из трубы своими руками не потребуется много времени. В отличие от прямоугольной конструкции из листовой стали этот вариант более надежен, так как собирается с меньшим количеством сварных соединений.

Что понадобиться для изготовления

Приступая к работе нужно запастись необходимым инструментом:

• сварочным аппаратом и электродами;
• газовым резаком;
• болгаркой;
• комплектом слесарных инструментов.

И материалом:

• отрезком трубы диаметром 425 мм для корпуса, а также 100 и 25 мм;
• листовой сталью толщиной 4 мм;
• двумя патрубками на 25 мм;
• петлями для навески дверок;
• уголком 25 мм;
• арматурными прутьями диаметром 8 мм.

Пошаговый процесс изготовления

Сначала подготавливают детали, из которых будет собран котел из трубы:

1. От трубы диаметром 425 мм отрезают кусок длиной 1 — 1,2 м. Это будет корпус котла отопления вертикальной конструкции.
2. На трубе вырезают два прямоугольных отверстия. Для топки размером 200х100 мм, для поддувала 200х30 мм на расстоянии 50 мм друг от друга. Из вырезанных кусков делают дверки. Расстояние от нижнего края корпуса до поддувала 50 — 70 мм.
3. Сбоку в верхней части корпуса вырезают одно под другим 2 отверстия диаметром 25 мм. Нижнее на расстоянии 150 мм от дверки топки для патрубка обратки, а верхнее в 50 мм от верха корпуса для подачи системы отопления.
4. Из листовой стали вырезают 2 круга диаметром 425 мм для крышек корпуса и 1 диаметром 412 мм для перегородки между топкой и баком.
5. В верхней крышке и перегородке делают отверстия под дымоход, который делают из трубы 100 мм.
6. Ножки делают из трубы 25.
7. Колосник в виде решетки сваривают из арматурных прутьев.

Когда все детали готовы, приступают к сборке:

1. К перегородке приваривают дымоход и устанавливают на прихваченные внутри корпуса опоры из арматуры на расстоянии 300 — 350 мм от топки. Затем крепят сваркой с обеих сторон.
2. На конец дымохода надевают верхнюю крышку. Обваривают оба стыка.
3. Снизу корпуса вставляют колосник. Затем приваривают отрезки уголка 25 на которых он будет стоять.
4. Приваривают нижнюю крышку, а к ней ножки высотой 50 мм.
5. Приваривают петли, навешивают дверки поддувала и топки.

Подключение и первая растопка

Готовый котел для отопления проверяют на герметичность. Для этого на нижний патрубок устанавливают заглушку. Через верхний заливают воду. Если протечек нет, котел подключают к системе отопления.

Дымоход лучше выводить наружу строго вертикально. Если такой возможности нет, его монтируют с минимальным числом изгибов. Горизонтальные участки устанавливают с наклоном не меньше 0,1% от длины.

Для первой растопки достаточно небольшой закладки дров или угля. Иначе при резком повышении температуры на стенках дымохода начнется отложение дегтя. Поэтому из-за уменьшения прохода тяга станет хуже.

Чтобы обеспечить поступление в топку достаточного количества воздуха регулируют положение дверки поддувала. Более удобна для этой цели шиберная заслонка, которую можно купить или сделать самому.

Самостоятельно сваренные котлы для отопления не рекомендуется устанавливать в жилом помещении, так как в отличие от заводских моделей у них нет гарантии безопасной эксплуатации. В случае нештатной ситуации за последствия отвечать придется самому. Но даже при установке в отдельном помещении следует неукоснительно соблюдать правила пожарной безопасности.