Какие бывают самодельные котлы отопления для частного дома – варианты изготовления своими руками

Какие бывают самодельные котлы отопления для частного дома – варианты изготовления своими руками

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.

Преимущества и принцип действия

Помимо низкой стоимости данный вид установок имеет и другие достоинства:

• Квалифицированно сделанный агрегат из качественных материалов выдержит критические нагрузки при избыточном давлении теплоносителя до 4 Атм. Такая ситуация нередко случается с твердотопливными отопителями, поскольку циркуляция теплоносителя в силу разных причин может прекратиться и тогда вода в рубашке и теплообменнике агрегата закипает. Результат – высокое давление пара разрывает теплообменник в самом слабом месте.
• Большие возможности для модернизации конструкции, особенно если вы делаете отопитель самостоятельно. Тогда самодельный котел отопления на твердом топливе изготавливается конкретно по вашим требованиям, под свою систему отопления и доступный именно вам вид топлива.
• Усовершенствовать установку можно поэтапно. Например, в этом году средств хватило только на то, чтобы сделать базовую модель. При возможности в следующем году можно купить и добавить комплект автоматики в перерыве между отопительными сезонами, и так далее.

Разрез котла на дровах

Практика эксплуатации разных видов установок, сжигающих дрова, показывает что самый приемлемый и простой вариант – изготовить и применять для отопления дома классические самодельные котлы на дровах прямого горения. Принцип их работы прост: дрова в топке горят при естественной тяге дымохода, отдавая тепло водяной рубашке и теплообменнику. Последний работает по жаротрубной схеме, то есть, дымовые газы высокой температуры проходят сквозь дымогарные трубы теплообменника и напрямую отдают тепло воде, которая их омывает . Регулировка интенсивности горения выполняется дверцей зольника (в простонародье – поддувала), открывание которой дозирует количество воздуха, поступающего в топку через колосниковую решетку.

В пользу выбора классической конструкции говорят аргументы:

• простота в изготовлении;
• удобство и доступность самостоятельного обслуживания;
• нет ограничений по влажности древесины;
• высокая ремонтопригодность и возможность исправления недостатков, выявленных в процессе эксплуатации.

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.

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.

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.

На заметку! Выбор типа оборудования зависит от вида топлива. В регионах с доступностью дров топочная формируется под дрова, угля – обустраивается другая модель. Длительность горения одной закладки определяется типом, мощностью и эффективностью котла.

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.

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.

Общие принципы и возможности реализации идеи

Любой котел, неважно будь то самодельный водяной котел отопления, либо самодельный котел отопления в печь, предусматривает наличие следующей конструкции: есть топливо, которое при сгорании отдает свое тепло теплообменнику, который затем нагревает теплоноситель (как правило, это обычная вода).

Эффективность работы такой простой конструкции зависит от двух главных факторов:

• Строение теплообменника. При увеличенной контактной площади теплообменника и топливного бака тепло передается быстрее, а теплоноситель используется более эффективно
• Качество сгорания топлива. Качественная конструкция самодельного котла для водяного отопления предусматривает хороший приток кислорода в бак со сгорающим топливом. Если же происходит улетучивание разогретых газов или паров топлива, то конструкцию необходимо дорабатывать

Стоит обратить внимание на следующий факт: конструкция должна предусматривать медленное сгорание топлива. Чем ниже температура распада, тем более высокий КПД будет у отопительного котла. Температура на выходе правильно собранного котла будет не выше 150 градусов.

Для того, чтобы собрать котел, необходимо учесть два важных нюанса:

• Доступность исходных материалов. Конечно, для самодельных котлов отопления на дровах лучше использовать жаропрочные виды стали, но на практике используются обычные стальные листы — достать их куда проще, да и стоят они на порядок дешевле
• Способы обработки материалов. Собрать литую конструкцию для самодельного дровяного котла отопления из огнеупорных материалов в домашних условиях просто не получится ввиду отсутствия технической базы. А приобрести такую базу дороже, чем создать несколько отопительных котлов

Итого: для сборки котла понадобится обычная листовая сталь, толщина которой будет не больше 5 мм, и инструменты, позволяющие проводить обработку этого материала — газовый резак, сварочный аппарат, болгарка.

Подключение и размещение

Прежде чем подключить готовое устройство к газопроводу, нужно получить разрешение в соответствующей организации. После этого покупаются 2 крана-«американки», которые устанавливаются на трубопровод прямого и обратного хода. Такая запорная арматура поможет демонтировать агрегат, если возникнет аварийная ситуация.

На трубу, по которой теплоноситель будет двигаться обратно к котлу, нужно установить фильтр. Он будет защищать устройство от механического мусора. На газопровод требуется установить отсекающую арматуру. Она выглядит как кран и играет роль фильтра.

Теперь осталось подсоединить газопроводную трубу, по которой будет двигаться топливо. Каждый стык и место подключения элементов нужно загерметизировать. Котел необходимо подсоединить к водопроводу с холодной водой, а также горячей, если он — двухконтурный.

Размещают устройство в специально подготовленном месте, на подушке. Местом установки могут быть гараж, котельная или улица.

Особенности конструкции электрического агрегата

Использование электрического котла для частного дома имеет немало преимуществ. Это и достаточно высокая эффективность, и полная экологическая безопасность, и отсутствие необходимости сооружать дымоход.

К недостаткам следует отнести высокие эксплуатационные расходы, так как суммы в счетах за электроэнергию будут внушительными. Основным элементом котла является ТЭН – нагревательный элемент, преобразующий электроэнергию в тепло.

Помимо ТЭНов потребуется приобрести датчики, которые будут регулировать и контролировать работу котла. Схема отопительного агрегата включает в себя следующие элементы:

• нагревательный элемент (ТЭН);
• насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя;
• бачок расширительный;
• теплообменник;
• системы автоматики, включающего датчики давления, уровня нагрева, а также систему предохранительных кланов.

Для отопления небольшого частного дома можно своими руками изготовить простейший котел с эклектическим ТЭНом. Корпус можно сделать из трубы диаметром 220 мм длиной 50-60 см. Такие компактные размеры установки позволят установить ее в любом удобном месте.

Очень важно, чтобы корпус собранной установки был герметичным, для подачи и выведения теплоносителя используются патрубки.

Общие сведения

Важно: Законом запрещается использование и установка газового оборудования без получения надлежащего разрешения ответственной организации, которая потребует наличие сертификата соответствия на прибор.

Вы должны понимать, что получить такого вида документ на самодельный прибор будет крайне сложно. Незначительные отклонения от норм будет сулить полным запретом на установку самодельного устройства.

Разновидности газовых агрегатов

Котлы различаются по следующим параметрам:

• Количеством контуров — одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурными выполняется только одна функция, а именно нагрев воды и труб дома. Второй вид обогревает дом и обеспечивает гвс;
• методом отведения продуктов горения — имеющие естественную тягу и с приточной тягой. Воздух для первого варианта поставляется с улицы, а для второй необходимо наличие дымоотводной трубы;
• методом розжига -электрический вид, когда работа происходит , и имеющие пьезоэлемент, при котором устройство зажигается собственноручно;
• в зависимости от способа крепления — настенные и напольные;
• способом регулирования — одноступенчатые и двуступенчатые;
• способом подключения — к центральному газопроводу или к газовому баллону;
• по материалу изготовления — стальные, чугунные и медные.

Принцип устройства

В конструкции газового агрегата находятся такие элементы: горелка, устройство для теплообмена, насосное устройство, расширительный бак, автоматическая система, прибор для вентиляции, защитная система, прибор для измерения температуры, электромагнитный клапан, воздухоотводчик.

Включая прибор происходит загорание газовой горелки, которая производит нагревание теплообменника с водой либо антифризом. Действием насосного устройства создается избыточное давление, благодаря чему происходит непрерывная циркуляция передатчика тепловой энергии в трубах и отдача тепловой энергии посредством радиаторов. Затем уже холодный теплоноситель перетекает обратно в котел.

Создаем котел

Конечно, на то, какая именно будет конструкция котла, сделанного собственноручно, влияет несколько факторов:

• Прежде всего, это доступность определенных материалов. Конечно, более долговечными будут жаростойкие виды нержавейки. Но быстрее и дешевле будет достать обычный лист.
• Также важный аспект – это возможность обработки. В своем гараже вы, скорее всего, не сможете сотворить литую печку из чугуна, — ведь оборудование для этого будет дороже самой печки. Поэтому решения здесь могут быть самыми разными – все зависит от вашей фантазии и от способности физических законов ее реализовать. Обычно котел отопления своими руками создается из традиционного материала – листовой стали до 5 мм толщины. И резать болгаркой такую сталь легко, а кроме того, можно это делать газовым резаком или электросваркой.

Конструкция будущего котла также будет прямым образом зависеть от того, какое топливо будет применяться.

Также на конструкцию повлияет способ циркуляции теплоносителя. Ведь чтобы циркуляция была естественной, требуется большая высота бака и большой диаметр патрубков и контуров отопления. Чем ниже будет диаметр, тем больше сопротивление движению воды и ниже шансы получить хорошую скорость циркуляции теплоносителя, не используя при этом насос.

А вот самодельный котел отопления с насосом циркуляции позволяет сделать диаметр труб меньшим, высоту бака – тоже. Но здесь пользователей подстерегает некая ловушка – если подача электроэнергии при греющем котле прекратится, то и циркуляция воды остановится. Вследствие этого можно увидеть разорванный паром котел. Поэтому приведем несколько советов, которые помогут вам в таком процессе, как изготовление котлов отопления своими руками.

Патрубки котла, контуры отопления – все это должно быть сделано трубой не менее 32 мм. Диаметр трубки на выходе из теплообменника – 32 мм. Если насос остановится, скорость циркуляции воды будет медленнее, а температура – наоборот, начнет возрастать. Поэтому лучше сделать контур не из металлопластика или полипропилена, а из оцинковки, герметизировав резьбы льном с краской или суриком.

Далее мы рассмотрим, как сделать котел отопления разных типов.

Дровяные котлы

Дровяные котлы отопления своими руками – если рассматривать самый простой вариант, — это два цилиндра разных диаметров, которые помещены один в другой. Во внутреннем цилиндре будет топка, во внешнем – бак для воды.

Чтобы сварка котлов отопления была уменьшена, берут готовую толстую трубу с большим диаметром.

Конечно, в таком случае можно комбинировать формы и размеры труб в зависимости от того, что есть у вас в наличии. Пространство между трубками заполнено водой. Такие котлы отопления своими руками являются универсальными – они будут работать на любом твердом топливе. Сделать такой котел просто, использовать – тоже, однако обратная сторона медали – это низкий КПД.

Пиролизные котлы

Когда самодельный котел для отопления дома использует температуру 200-800 градусов и когда недостаточно кислорода, дерево будет разлагаться на древесный кокс и пиролизный газ, выделяя тепло. Теперь нужно только подмешать воздух к пиролизному газу – и он воспламенится. Стоимость материалов, чтобы осуществить изготовление котлов отопления такого типа, будет выше. Но такой котел окупится у вас через 3-4 сезона отопления. Чертежи и конструкции пиролизных котлов можно найти у нас на сайте.

Котлы на отработанном масле

Конструкция такого котла является довольно любопытной. Перед сгоранием котел испаряет масло. После разжигания при рабочей температуре котла масло, которое капает в специальный поддон, моментально превращается в горючие газы. Именно они и нагревают теплообменник. Как топливо – без различных модификаций, может применяться солярка.

Электрические котлы

Изготовление котла отопления своими руками электрического типа – это реальность. Такие котлы являются простыми по конструкции. ТЭН ставится вовнутрь трубы, которая ставится вертикальным образом. Снизу идет патрубок из обратного трубопровода, а сверху подсоединяется подача. В принципе, котел практически готов.

Но есть некоторые нюансы, влияющие на то, как сварить котел отопления. Как известно, цены на электричество постоянно возрастают — ведь это наиболее дорогой вид отопления собственного дома. Кроме того, вам следует знать, что инструкция техники безопасности запрещает подсоединять котлы с мощностью выше 7 кВт к 220 Вольтам. А вот 380 есть не везде и не у всех. Самый простой электрический котел – это корпус из трубки, ТЭН, естественная циркуляция носителя тепла.

Отдельно стоит отметить индукционные котлы. Если брать самые простые вариации – то это толстостенная труба из пластика, вокруг нее наматывается сотня витков эмалированного провода, который подключен к сварочному инвертору с током на выходе примерно на 15 ампер.

Вовнутрь располагают те компоненты, которые будут нагреваться вихревыми токами – обрезки толстой проволоки или рубленного стального витка. Снизу подсоединяют обратный трубопровод, сверху – подающий. Контур заполняют водой – и все, можно подавать питание. Но только не включайте систему без теплоносителя! Это расплавит пластик вмиг.

Схема изготовления

Решившиеся на самостоятельное осуществление сложного проекта должны помнить, что системы отопления частного дома с самодельными газовыми котлами не столь надёжны, как промышленные образцы. Чаще всего делают котёл на твёрдом топливе или электрический. Кто-то решается объединить оба варианта в один.

Чтобы сделать самодельный котёл для отопления, домовладельцам стоит хорошо всё продумать и составить план действий от начала до конца. Вот примерная схема всех основных работ при выполнении подобного проекта:

1. Чертежи системы отопления и котла. Их либо заимствуют у тех, кто уже делал котёл своими руками, или делают самостоятельно, рассчитывая все параметры будущего сооружения.
2. Материалы и инструменты. Для осуществления проекта сразу находят и приобретают все нужные материалы. Для котла обязательно понадобится толстостенный металл (не менее 5 мм) или чугун. Многие используют трубы, радиаторы, бочки и другие ёмкости из такого металла. Из инструментов основной для таких работ — это сварочный аппарат со всеми вытекающими из этого последствиями.
3. Основные блоки и детали. Начинают изготовление отдельных деталей и блоков будущего сооружения.
4. Сборка. На этом этапе собирают все детали и блоки в единое целое.
5. Проверка. После полной сборки делают пробный запуск системы и проверяют на наличие недостатков. Сразу их устраняют по ходу выявления.
6. Окончание работ. На этой стадии красят трубы и другие части сооружения. Если применялась кирпичная кладка, наружную часть могут заштукатурить и побелить. Осуществляют дизайнерское оформление.

Самостоятельное изготовление отопительной системы в доме отнимает много времени и сил. Однако такая система может доставлять хозяину дополнительную радость от чувства гордости, что он сумел осуществить такой сложный проект.