Изготовление твердотопливных котлов своими руками

Каждый задумывался о том, какими способами можно сэкономить на отоплении своего жилья. Лучшим способом отопления является котел, ведь сварить его можно самостоятельно. Данная статья предназначается для тех, кто не знает, как сварить котел отопления своими руками и любит самостоятельно мастерить приспособления, увеличивающие уровень комфорта в собственном доме.

Принцип работы

Физическая составляющая процесса работы самодельных котлов на твердом топливе очень проста.

Как видите, все довольно-таки просто. Хотя надо отметить, что этот принцип работы самодельных котлов на дровах, торфе, опилках и угле полностью соответствует и другим типам отопительных приборов, работающих на других видах топлива. Соответственно и конструкция их мало чем отличаются друг от друга. Конечно, есть определенные конструктивные нюансы. К примеру, твердотопливные котлы – это агрегаты с низким коэффициентом полезного действия. «Едят» они топливо в больших количествах, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии, большая часть которой, к сожалению, вылетает в трубу. Поэтому сегодня, говоря о самодельных котлах отопления на дровах, необходимо говорить о современных моделях с более высоким КПД. Их и будем разбирать в этой статье.

Котел на дровах цилиндрического типа

Но перед тем как перейти к основному сборочному процессу, хотелось бы несколько слов сказать об условиях реализации данного проекта.

  1. Надежность конструкции котла будет зависеть от того, как вы владеете используемым в этом деле инструментом. Основной из них – это сварочный аппарат. Если ваши навыки не позволяют добиться максимального результат, то лучше от эксперимента отказаться и передать сборку агрегата специалисту, то есть высококвалифицированному сварщику.
  2. Говоря об эксперименте, а сборка котла на дровах своими руками – это большой эксперимент, надо отдать должное, что вы можете применить все свои инженерные знания и опыт. И в случае удачно проведенного процесса гордиться им. Но не забываем, что самодельный котел потребует доработки в процессе его эксплуатации. Некоторые незначительные неточности и ошибки дадут о себе знать обязательно. Так что к ним надо просто быть готовым.
  3. Для изготовления твердотопливного котла используются металлические листы или труба толщиною не меньше 5 мм. Это же относится к трубным элементам теплообменника.
  4. Установка настроечных приборов. Немаловажный момент в деле изготовления самодельного котла. Что именно надо установить: термометры на входе и выходе теплоносителя, регулятор мощности циркуляционного насоса, датчик тяги.
  5. Кстати, о циркуляционном насосе. Не все потребители устанавливают это оборудование, которое привязывает систему отопления дома к электроэнергии. Но, как показывает практика, именно этот агрегат дает возможность увеличить КПД котла, равномерно распределяя теплоноситель по всей отопительной системе, и внутри теплообменника в том числе.

Компактная конструкция

Конструкция котла

Конструкция и внешний вид котла будет зависеть от нескольких технических параметров:

  • Перед тем, как приступить к сборке элемента отопления, необходимо удостовериться в наличии материала. В лучшем случае следует подобрать нержавеющий жаросткойкий вид металла, но может сойти и обычный железный лист (на практике очень легко найти дешевый материал).
  • Следующим немаловажным фактором создания будет выбор возможности обработки стали. Не каждый имеет в своем гараже оборудование для выплавки чугунной стали, которая обычно стоит дороже котла, поэтому стиль обработки ограничивается только лишь вашей фантазией. Традиционным методом изготовления является резка болгаркой, электросваркой или газовым резаком стального листа.
  • На конструкцию печки также влияет вид топлива, которое вы собираетесь применять для отопления.
  • Также нужно рассчитать правильный способ циркуляции носителя тепла, а именно максимально расширить диаметр контуров и патрубков и увеличить высоту водяного бака. Большой размер диаметра позволяет уменьшить сопротивление воде и получить высокую скорость передачи теплоносителя без применения специальных насосов.

Сборка самодельного котла будет немного отличаться от заводского по одной простой причине: если электроэнергия перестанет подаваться на разогретый водяной бак, стоит ожидать проблем с подачей воды. Эти факторы могут привести к разрушению самодельного отопителя, вследствие давления паров. Поэтому следует собирать руками с меньшим диаметром труб и высотой водяного бака.

Установка и подключение оборудования

схема подключения

Сложнее всего произвести подключение конструкции к электрической сети. Так как приходится иметь дело с обогревательными приборами, придется устанавливать вход на 3 фазы.

Читайте также:  Как уменьшить расход электричества

Непосредственно в самом электрическом щитке нужно будет установить ряд систем:

  • автомат;
  • реле;
  • тумблер;
  • предохранитель;
  • датчик температуры;
  • различные кнопки управления;
  • магнитные пускатели и ряд других элементов, если в них имеется необходимость;

В обязательном порядке делают заземляющий контур. Для этого необходимо взять металлический штырь или арматуру, диаметр которой должен составлять приблизительно 15-20 мм, к нему прикрепляют металлический болт. Такую конструкцию размещают под полом жилого дома и пропускают к нему провод, идущий от электрического щитка.

Котел своими руками

Весь процесс можно разделить на этапы:

  • Подбираются подходящие чертежи;
  • производят расчеты требуемой энергии для выбранного размера помещения. Из чего получается необходимый объем котла. А также рассчитывается вся гидравлическая система, учитываются расходы на дымоотводную трубу с дефлектором, определяют какого диаметра нужны трубы, подбирается насос нужной мощности, рассчитывается сопротивляемость системы;
  • далее подбирается соответствующие материалы и инструменты;
  • выбор и подготовка места для установки агрегата;
  • непосредственное изготовление.

Нюансы изготовления

Сразу нужно подготовиться к тому, что эта работа не быстрая и требует определенных навыков. Все части аппарата соединяются свариванием.

И здесь иметь в виду следующие особенности:

  • Ни в коем случае без соответствующего разрешения специалиста газовой службы нельзя производить подключение самодельного устройства к центральной магистрали;
  • Для получения такого разрешения вы должны показать прибор специалисту -аналитику организации;
  • Все детали для котла должны иметь сертификаты соответствия и паспорта;
  • При изготовлении следует четко пользоваться чертежными данными.

Необходимы материалы

Лучше сразу запастись всем необходимым для работы. Понадобится: прибор для сверления, для зажима и захвата труб, ватерпас, уголки, измерительная лента, металлическая труба, стальной лист, газопроводный патрубок, дверка для печки, глина, терморегулятор, автоматическая система, аэродинамическое устройство,  устройство для сваривания деталей, оцинкованная жесть.

Заметка: Терморегулятор и дефлектор лучше приобрести промышленного производства, а не мастерить своими руками.

Процесс изготовления

Для создания котла своими руками лучше выбрать напольную модель. Он может быть установлен внутри жилища, в гаражном помещении или на улице.

  1. Агрегат ставится на специально подготовленную основу, для которой вырывается яма 80 см в глубину и шириной равной ширине устройства. На дне делается песочная подушка, которую следует хорошо пролить водой и дать напитаться. Затем сверху насыпают щебень либо битый кирпич.
  2. Собирается опалубка и каркас из арматуры. Опалубка заливается раствором бетона. Через 24 часа опалубку следует убрать, а на ее место насыпать смесь из гравия и песка. Все это закрывается влагоизоляцией, в качестве которой можно использовать гудрон.
  3. Далее делается кирпичная стенка для защиты стены от горячего котла. И приступать к непосредственному конструированию.
  4. Котел варится по чертежу. Для того, что бы сделать теплообменник, понадобится наличие стальной емкости и сорока или пятидесяти сантиметровой медной трубы. Снизу и сверху в баке делаются отверстия в соответствии с диаметром трубки. На концах трубы устанавливаются и запаиваются фитинги.
  5. При запуске устройства посредством горелки нагревается медная спираль, которая будет передавать тепло баку. А уже бак будет способствовать подогреву воды.
  6. Как уже говорилось ранее, прибор для автоматизации работы, прибор для поддержания постоянной температуры и аэродинамическое устройство лучше приобрести, т. к. сделать их самостоятельно крайне сложно.
  7. Установка дефлектора производится в верхнюю часть дымохода. Он выполняет роль вытяжки. Вполне подойдет модель в виде стального конусного зонтика.
  8. Автоматика собрана из таких элементов, как блок управления пламенем, защитное устройство от перегревания, контролер тяги, предохранительный вентиль.

На заметку: Для оптимального функционирования вашего прибора нужны все эти приспособления.

После установки агрегата на основание, т, к нему приваривается дымоотводная труба. Она представляет собой железную трубу для удаления угарного газа из котла. Эта труба должна быть более двадцати сантиметров в диаметре, а по длине, чтобы она более, чем на 30 см поднималась над кровлей.

В дымоходе монтируется вытяжка для более легкого удаления продуктов горения. Для которой понадобится небольшой вентилятор и решетка. Вентилирующее устройство ставится внутрь у конца наружней трубы. Решетка крепится на край трубы. Она служит для того, чтобы в дом не попадал различный мусор.

Также может быть предусмотрен устройство бесперебойного питания на случай внезапного отключения электроэнергии, а приспособление для для стабилизации будет защищаться ваше устройство от перегрузок при возможных скачках напряжения. На рынке огромное разнообразие различных стабилизаторов и бесперебойников, на любой цвет и вкус. Конечно его также можно попробовать собрать самостоятельно, но это уже другая история.

Требования к отопительным самодельным твердотопливным котлам

Конструктивно прибор представляет собой комплект основных и дополнительных элементов:

  • топочная камера для сжигания энергоносителя;
  • колосниковая решетка, через которую в камеру попадает воздух;
  • трубчатый теплообменник или накопительная емкость для воды;
  • дымоход для отвода продуктов горения;
  • регулятор тяги.
Читайте также:  Как закрыть батарею отопления – 11 классных идей

Основное внимание уделяется размеру топочной камеры, отсек должен быть вместительным и просторным, чтобы топливо сгорало полностью без необходимости перемешивания. Топочная конструируется таким образом, чтобы передавать максимальное количество тепла теплообменнику.

На заметку! В кирпичных котлах поддерживается более высокая температура горения, чем в металлических приборах, поскольку кирпич обладает меньшей теплопроводностью, не так быстро передает тепловую энергию наружу.

Особенности эксплуатации

Согласно информации, которую подает СНиП, установка такого оборудования возможна только в сухих нежилых помещениях. Это обусловлено тем, что высокий уровень влажности может стать причиной размножения инородных веществ и образований в воздухе, и пары газа – не исключение. И именно поэтому такие строгие требования выдвигаются к процессу обустройства.

Особенности эксплуатации

Для улучшения производительности теплообменника специалисты в области строительства советуют защитить его от воздействия пыли и соринок мусора. С этой задачей может помочь справиться фильтр тщательной очистки. До начала обогревательного периода необходимо провести проверку работоспособности системы. Чтобы предотвратить сбои, такая проверка должна проводиться как можно чаще. Кроме того, по мере загрязнения важно осуществлять профилактическую чистку дымохода и фильтров горелки.

Котел отопления своими руками

Пиролизный вариант котла

Котел такого вида адаптирован под сжигание дров, его дополнительное название – газогенераторный котел. Суть его работы состоит в том, что сгорание дров и выходящих из них летучих веществ осуществляется отдельно. Благодаря пиролизному процессу таким котлам удается сохранять оптимальный температурный режим теплового носителя длительностью от 6 до 12 часов, не подкладывая дрова.

Принцип работы пиролизного котла Работа пиролизного котла не может осуществляться без электрической энергии, которая обеспечивает работу вентилятора поддерживающего процесс горения принудительным способом.

Размеры таких конструкций составляют 1,5×0,75×1,7 м. Объем емкости для воды – 500 литров с обеспечиваемой мощностью 50 кВт. Габариты установки могут варьироваться исходя из индивидуальных потребностей.

Как правило, для самостоятельного изготовления конструкции вам потребуется стальной лист толщиной 4-6 мм, чугунный лист 1 см, труба из стали с толщиной стен 4 мм, электроды для сварки и сварочный аппарат.

Также запаситесь центробежным вентилятором, колосниковой решеткой, совпадающей с размером камеры горения, автоматическое устройство для регулирования температурного режима, асбестовый лист и уплотнительный шнур.

По окончании процесса изготовления должна быть произведена обвязка котла отопления своими руками с соблюдением технологических требований.

Пеллетный тип котла

Принцип работы пеллетного котла

Этот вид котельной установки более автоматизирован и менее прихотлив в уходе в процессе эксплуатации. Пеллеты представляют собой гранулированную древесину, для изготовления которой используются опилки и стружка. Поскольку этот материал сыпучий, их подача в камеру для сгорания осуществляется автоматически с помощью шнека, или бункера.

Пеллеты У вас могут возникнуть трудности при изготовлении такого котла из-за отсутствия определенного электрического оборудования: электрического двигателя для обеспечения работы шнека, или бункерной заслонки.

Работа пеллетного котла выполняется таким способом, при котором отпадает необходимость в растопке или добавлении топлива. На это влияют габариты бункера. Благодаря принципу работы котельной установки можно контролировать количество выделяемого тепла, за счет количества подаваемых пеллет в топку.

Эти два вида котлов являются оптимальными для собственноручного изготовления. На каком из них останавливать свой выбор, решать вам. Это определяется многими факторами, главным из которых является необходимость в тепле и наличии определенного вида топлива, которое вы будете применять.

При любом варианте необходимо строго следовать технологии и соблюдать правила безопасности.

Посмотрите, как можно самостоятельно сделать котел длительного горения:

В этом видео демонстрируется твердотопливный котел шахтного типа с теплоаккумулятором:

Схемы и чертежи

Устройство печки медленного горения

Устройство пеллетного котла

Котел отопления своими руками

Чертеж твердотопливного котла

Чертеж с размерами для создания твердотопливного котла

Чертеж пиролизного котла Viessmann на 25-40 кВт

Viessmann на 65 и 80 кВт

Чертеж котла для самостоятельного изготовления

Печь медленного горения

Чертеж печи на отработке

Простой и безопасный банный котел

Сварочные работы при изготовлении котла

Изготовление котла в домашних условиях

Переделка сейфа в печку

Печь-камин с режимом тления до 8 часов

Печка медленного горения из газового баллона

Самодельная металлическая печь

Надёжный и экономичный твердотопливный котёл

Котел отопления на отработанном масле

Выполненный из бочки

Испытание самодельного котла длительного горения

Как повысить КПД

Самодельное устройство при всех своих плюсах все же не может сравниться с заводским прибором.

Но каждый мастер может повысить КПД своего детища, следуя таким полезным советам:

  • произведите монтаж запасного теплового щитка над котлом;
  • установите резервный бак с водой так, чтобы он нагревался от тепла продуктов горения;
  • сделайте трубку для отвода газов длиной не менее 7 метров;
  • установите циркуляционный насос — он повысит КПД всей системы минимум на 20%. Кирпичная печь с духовкой читайте у нас на сайте.
Читайте также:  Особенности печей для бани «Везувий»

Цены на циркуляционный насос

циркуляционный насос

Особенности изготовления и выбор материалов

Кроме знаний, навыков, чертежей и схем, для изготовления отопительного оборудования необходимо запастись материалами и инструментами. Что необходимо для изготовления оборудования?

Материалы и инструменты для изготовления оборудования

Материалы:

  • Пластины из жаростойкой стали толщиной 4-5 мм для создания топки .
  • Стальные листы толщиной 2-3 мм для изготовления корпуса.
  • Стальные трубы для теплообменника, длина и диаметр которых рассчитываются индивидуально.
  • Металлические трубы для дымохода.
  • Арочная плита и решетка колосника.
  • Дверца камеры сгорания зольника.
  • Жароустойчивый кирпич.
  • Раствор цемента.

Инструменты

Рекомендации по изготовлению оборудования

Самодельные котлы для отопления частного дома обычно изготавливаются из металла. В домашних условиях сделать чугунную топку почти невозможно, покупка новой обойдется дорого. Многие домовладельцы заказывают их мастерам, специализирующимся на изготовлении отопительного оборудования. Чтобы в будущем не столкнуться с дефектами в работе отопления, рекомендуется принимать участие в процессе. Закупка материалов и комплектующих, сборка котла отопления, установка и испытание готового устройства должны проходить в вашем присутствии.

Особенности изготовления и выбор материалов

Так как в камере сжигания твердотопливного устройства очень высокая температура, ее изготавливают из дорогостоящей легированной жаропрочной стали (нержавейки) 5 мм толщины. В целях экономии и упрощения сварочных работ вместо нержавейки нередко используются обычные толстые листы стали. Такие изделия недолговечны, а от температурных перепадов стальные стены могут деформироваться.

Надежная и эффективная самодельная твердотопливная установка обойдется дешевле заводской

Важно! Дополнительная защита камеры обеспечивается при помощи огнеупорного кирпича. Топка при этом делается большего размера.

Водяная рубашка изготавливается из обычного металла Ст 20 3 мм толщины. Такую сталь используют в производстве труб для горячей воды и пара. Поэтому для теплообменника подойдут дымогарные трубы диаметром 48—76 из этой же марки стали. Конструкция рубашки должна быть максимально жесткой. Это качество обеспечивается за счет приваривания к наружным стенкам топки ребер жесткости с шагом 120—150 мм. Внешние стенки резервуара также привариваются к ребрам.

Обратите внимание! В случае отключения электричества самодельные котлы для водяного отопления частного дома работают в режиме принудительной циркуляции. Жесткость необходима для того, чтобы обшивка рубашки при закипании не раздулась и выдержала давление пара.

Дверцы поддувала и топки должны быть двухслойными. Между металлическими слоями необходимо вложить теплоизоляционный слой из асбеста, базальтового волокна или их комбинации. Эти же материалы можно использовать для утепления корпуса. Петли на дверцах делаются регулируемыми, а притворы – герметизируются асбестовым шнуром. Чтобы не обжигать руки, запорные рукоятки оснащаются эбонитовыми или текстолитовыми насадками.

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.

К расчету площади сечения дымохода отопительного котла

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.