Котел для водяного отопления: как своими руками изготовить котел

При доскональном и правильном изучении чертежей твердотопливных котлов вполне возможно сделать котел длительного горения своими руками надежным и экономичным.

Достоинства и недостатки комбинированного котла

Комбинированным называется оборудование, которое работает от разных видов энергоносителей, например, газ-электричество, электричество-дрова и т.п.

(function(w, n) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { ({ blockId: «R-A-150232-1», renderTo: «yandex_rtb_R-A-150232-1″, async: false }); }); (»); })(this, «yandexContextSyncCallbacks»);

Достоинств применения моделей несколько:

  1. Комбинированные котлы отопления для дома – это экономичный вид изделий. Если один тип топлива недоступен или цена слишком высока, котел будет функционировать на другом энергоносителе.
  2. Вариабельность топлива обеспечивает бесперебойную работу системы. Например, когда подача газа перекрыта, котел начнет жечь дрова, и прогреет теплоноситель до нужной температуры.
  3. Простота и удобство эксплуатации. Модели изготавливаются с максимальным учетом потребностей пользователя, могут самостоятельно переключаться на виды топлива – нет в топке дров, котел получит питание от электричества или газа до следующей загрузки.
  4. Можно присоединить несколько отопительных контуров, благодаря чему упрощается схема монтажа всей сети.
  5. Некоторые виды изделий не зависят от электроэнергии, что удобно для регионов с перебоями в подаче электричества.

КПД универсальных устройств доходит до 90%, что значительно выше многих прочих агрегатов. С учетом небольших габаритов и экологичности гибридные котлы отопления загородных домов считаются оптимальным выбором для хозяев жилых объектов, вынесенных далеко за пределы населенных пунктов.

Достоинства и недостатки комбинированного котла

Недостатки рассматриваются отдельно по каждому типу устройств. Котел на газе и дровах обладает большими размерами, много весит. Все виды оборудования стоят дороже стандартных на 30-50%, но вложения окупаются экономией топлива.

Совет! Монтаж, первоначальная настройка проводятся только в присутствии специалиста или услугами мастера. Правильный запуск в работу – основа безупречной функциональности системы в процессе эксплуатации.

Область применения

Ограничений по использованию агрегатов нет. В зависимости от типа устройства хорошо работают в зонах отсутствия газовой магистрали или перебоев в подаче электричества. Котлы газовые – электрические встраиваются в схему многоквартирного дома, но только при условии наличия разрешений на установку. Монтаж агрегатов показан для отдельных частных строений жилого, нежилого типа, гаражей, промышленных цехов, бань, саун и объектов общественного назначения.

На заметку! Для квартирного применения не используются модели с использованием жидкого топлива, угля, дров – для них требуются запасы, складировать которые в условиях квартиры невозможно.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Отопление газом – не всегда самый выгодный вариант получения тепла в жилище с экономической точки зрения.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Электричество – тоже не является панацеей, ведь напряжение в городской сети еще более-менее стабильное, а за городом «скачет» так, что полагаться на него не стоит.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Выхода из такой ситуации всего два: установить дома камин или твердотопливный котел.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Такой вид отопительного оборудования надежен, долговечен и не зависит от переменчивых внешних условий.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Но, если камин, являясь помимо прочего, элитным декоративным элементом, стоит дорого, то котел на дровах доступен по цене и универсален, т.к. может быть установлен где угодно без изматывающей бумажной волокиты.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Основное топливо для твердотопливных котлов это уголь, дрова, дровяные брикеты и прессованные гранулы.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Это основное топливо. Отклонение от этого условия влечет за собой заметное ухудшение процесса горения и коэффициента полезного действия котла на твердом топливе. Также может случиться поломка самого котла и безвозвратный его выход из строя.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Установка в жилом доме твердотопливного котла — задача одновременно проста и понятно, однако при детальном рассмотрении, связана с многочисленными техническими и технологическими сложностями.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Сегодня многие граждане стремятся оборудовать свой дом нагревательным прибором, работающим на твердом топливе. Это объясняется хорошими эксплуатационными характеристиками отопительного оборудования данного вида, отсутствием необходимости получать разрешение на монтаж твердотопливного нагревательного прибора.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Не последнюю роль в плане выбора отопительной техники играет стоимость топливного ресурса и его относительная доступность.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Однако выбрать котел и установить его в доме – этого мало.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Для нормальной работы системы автономного отопления потребуется дополнительная установка различных устройств, приспособлений и механизмов.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Большая часть таких приспособлений обеспечивают нормальное функционирование всего отопительного комплекса и его безопасность.

Что представляют собой твердотопливные котлы

Буферная емкость или теплоаккумулятор, для твердотопливного котла как раз относится к разряду таких устройств, без которых ни один нагревательный агрегат не сможет полноценно работать.

Что представляют собой твердотопливные котлы

К преимуществам твердотопливных отопительных котлов относятся следующие качества:

Что представляют собой твердотопливные котлы
  • экономичность;
  • высокая надежность;
  • длительный срок службы;
  • невысокая стоимость;
  • обширный модельный ряд;
  • возможность использования любых видов твердого топлива.
Что представляют собой твердотопливные котлы

Недостатками котлов являются такие показатели:

Что представляют собой твердотопливные котлы

Виды твердотопливных установок

Устройства на твердом топливе бывают четырех видов. У каждого из них своя конструкция, КПД, схема и обслуживание. Рассмотрим общую схему и принцип действия каждого из них:

  • Классический твердотопливный котел с чугунным или стальным теплообменником и КПД 85%. Принцип работы заключается в том, что дрова или другое твердое топливо загружаются в топку. В процессе горения происходит нагревание воды в баке, которая поступает в систему отопления и ГВС. Для удаления дыма в конструкции предусмотрен дымоход.
  • Пеллетный отопительный агрегат с КПД 90% и автоматической подачей топлива системой бункер + шнек, которая является его преимуществом и недостатком одновременно. Дело в том, что такую конструкцию изготовить своими руками сложно.
  • Пиролизный котел отличается принципом работы: процесс горения происходит в два этапа. На первом топливо сгорает при недостатке кислорода, в результате чего образуются пиролизные газы, поступающие в другую камеру. В результате их сгорания также выделяется тепло. Это более эффективный и экономичный агрегат с КПД 92%.
  • Отопительный теплогенератор длительного горения представляет собой конструкцию, процесс горения в которой происходит в несколько этапов. Большое количество топлива загружается в топку. Сначала оно тлеет при минимальной подаче. Образующиеся газы поступают в камеру сгорания и загораются от кислорода, активно подающегося в нее. Выработке большого количества тепла способствует то, что дрова начинают прогорать сверху.
Читайте также:  Делаем бетонную стяжку пола по правилам, поэтапная инструкция

Пиролизные отопительные установки более эффективны, экономят топливо, но классический вариант с прямым сгоранием дров проще для изготовления своими руками.

Принцип действия и преимущества

Практика использования твердотопливных установок с водяным контуром показывает, что самым простым и приемлемым вариантом является изготовление и применение для отопления дома классических самодельных устройств прямого горения на дровах.

Самодельные твердотопливные установки для обогрева частного дома – хорошая альтернатива дорогостоящему газовому и электрическому оборудованию.

Преимущества самодельной установки

Помимо экономии средств, выбор в пользу самодельной установки имеет и другие преимущества:

  • Профессионально выполненный из качественных материалов и комплектующих теплогенератор выдерживает критические нагрузки при избыточном давлении до 4 Атм. Такие ситуации случаются при закипании воды в рубашке и теплообменнике по причине прекращения циркуляции теплоносителя, возникающего по разным причинам. Последствием высокого давления пара может стать разрыв теплообменника в слабом месте.
  • При изготовлении конструкции своими руками есть возможность ее усовершенствования в соответствии с вашими требованиями, своей системой отопления, под доступный вид топлива.
  • Модернизацию установки проводят поэтапно. После года успешной эксплуатации базовой модели можно ее автоматизировать, добавив комплект автоматики. Делается это в перерыве между отопительными сезонами. На следующий год вносятся новые, улучшающие систему изменения.

Правильно обустроенная отопительная система, практичный, надежный и экономичный котел, изготовленный собственноручно, на долгие годы обеспечат комфорт и уют в вашем доме.

Принцип действия базового отопительного агрегата

Принцип действия простой: дрова закладываются в топку, поджигаются и горят при естественной тяге дымохода. Тепло отдается водяной рубашке и теплообменнику. Интенсивность горения регулируется при помощи дверцы зольника, в народе называемого поддувалом.

Количество воздуха, поступающего через колосниковую решетку в топку, дозируется открыванием этой самой дверцы. Схема работы теплообменника такова: сквозь дымогарные трубы проходят дымовые газы высокой температуры, отдающие тепло омывающей их воде.

Классическая базовая конструкция отличается:

  • простотой изготовления;
  • удобством обслуживания;
  • не ограничивает влажность дров;
  • ремонтопригодностью, возможностью модернизации и устранения недостатков, обнаруженных при эксплуатации.

Объем камеры сгорания определяется методом расчета под свои условия или на основании готового расчета по мощности агрегата, отапливаемой площади и т.д. Частью камеры сгорания является камера отвода горячих газов, через которую происходит их подача к дымоходу для дальнейшего выведения.

Схема устройства классического отопительного котла достаточно проста. Это наиболее доступный вариант для изготовления своими руками

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?

Основная особенность отопительных котлов с верхним способом горения

Учитывая сложности с обслуживанием отопительных аппаратов на твердом топливе, производители решили не только использовать новые технологии в конструкции отопительной технике, но и вернуться к традиционным технологиям. Главная задача, которую удалось решить в процессе модернизации котельного оборудования, увеличить продолжительность горения топлива одной загрузки. Получить данный результат удалось за счет использования в твердотопливных котлах принципа верхнего горения.

Технология работы котла за счет верхнего горения, не является чем-то принципиально новым. Топливо, загруженное в топку, горит сверху вниз. Т.е. наоборот, не так как в котлах традиционного вида. Горение начинается с самого верхнего слоя, куда подается через подвижный распределитель необходимый поток воздуха. По мере прогорания топливной массы, распределитель воздуха под собственным весом опускается вниз, обеспечив горение следующему слою. Загруженное топливо, таким образом, равномерно сгорает слой за слоем, выделяя в большом объеме горючий древесный газ.

На этом этапе температура в топке агрегата достигает 450 0 С.

На этом этапе включается в работу принцип пиролиза. Мельчайшие продукты горения, вместе с выделяемым древесным газом полностью сгорают, выделяя огромное количество тепловой энергии. В камере сгорания в результате работы агрегата практически не остается остатков топлива.

Для справки: Пиролиз – экзотермическая реакция, в результате которого под воздействием высокой температуры происходит процесс разложение органических соединений, с последующим выделением горючего газообразного вещества. Основной нагрев твердотопливного котла в процессе горения осуществляется за счет сжигания древесного газа.

Древесный (пиролизный) газ поступает во вторую камеру через металлический диск, где за счет нагнетаемого горячего воздуха воспламеняется. Температура горения во второй топке достигает в этот момент огромных значений, 500-800 0 С. Все просто и понятно. Главное — это конструкция нагревательного аппарата.

Именно от процесса сжигания зависит и скорость горения топлива. В отопительном оборудовании классического типа дрова сжигаются достаточно быстро, выдавая максимально возможное тепло в течение короткого промежутка времени. Другими словами, в течение короткого периода агрегат выходит на пик своей мощности, после чего без последующей подкладки топлива котел начинает терять нагрузку. Постоянно подгружать новую порцию дров не всегда удобно и физически возможно. Твердотопливные котлы с верхней загрузкой работают совершенно иначе. Одной загрузки с таким аппаратом может хватить на 12, 24 и более часов работы. Интенсивность горения зависит от нагрузки на отопительную систему.

Все просто и понятно. Главное — это конструкция нагревательного аппарата.

Особенности загрузки топлива и эксплуатации

Сборка системы отопления

От простого котла, где полноценное воздухоснабжение необходимо по всему объему сжигания топлива, конструкция длительного горения, как отмечалось ранее, отличается ограниченностью этой подачи. Более того, объем загрузки непосредственно влияет на время горения, поэтому в нашем случае топочная загружается предельно плотно, чтобы не оставалось промежутков.

Топка изнутри

Обратите внимание! В качестве топлива можно использовать не только дрова, но и опилки, уголь, торф, мусор (исключительно сгораемый) и проч.

Топливо загружается в такой последовательности.

Пробная топка котла

Шаг 1. Снимается верхняя крышка конструкции.

Шаг 2. Извлекается воздушный регулятор.

Шаг 3. Котел загружается топливом по уровень дымоходной трубы.

Шаг 4. Сверху топливо поливается небольшим количеством жидкости для розжига (соляркой, отработанным маслом и проч.).

Шаг 5. Воздушный регулятор устанавливается обратно, сверху надевается крышка.

Шаг 6. Воздушная заслонка открывается до предела.

Шаг 7. Поджигается кусок бумаги, бросается внутрь конструкции. Когда топливо начинает тлеть, воздушная заслонка закрывается.

Система отопления. ОбвязкаСистема отопления. Обвязка

О том, что началось перманентное горение, можно судить по появившемуся из дымоходной трубы дыму. По мере сжигания топлива труба меньшего диаметра будет опускаться вместе с воздушным регулятором – по этому своеобразному индикатору и можно определить количество оставшегося топлива.

Критерии выбора

Оптимальным соотношением цена/качество характеризуется котел Куппер

При выборе котла стоит учесть следующие показатели:

Критерии выбора
  • Обогреваемая площадь. Примерные расчеты эффективности выполняют по формуле 1 кВт = 10 кв.м. К примеру, в центральной части России для отопления дома, площадь которого 150 кв.м, требуется устройство с мощностью 15 кВт. Для более холодных регионов нужен агрегат мощнее. Чтобы обогреть аналогичный дом в Сибири, стоит взять устройство мощностью на 30 процентов больше. При подсоединении второго водяного контура для ГВС нужно добавить к итоговому значению еще 15–20 процентов.
  • Материал. Чугунное оборудование может простоять 35 лет, у него лучшие тепловые и технические показатели. Но такие агрегаты неустойчивы к механическим повреждениям и много весят. Стальные устройства более дешевые, не страшатся ударов, но срок их работы в среднем на 10–15 лет меньше.
  • Тип загрузки дров. Чаще изготавливают аппараты, в которых предусмотрено боковое поступление топлива. Но существуют и модели с верхней загрузкой. Подобная конструкция применяется в газогенераторных котлах. Основное преимущество решения – возможность предварительной сушки дров, благодаря чему повышается эффективность обогрева.
  • Соотношение объема топочной камеры и мощностных показателей котла – какое количество раз в течение дня необходимо загружать топливо. У аппаратов из стали это значение в среднем 1,5–2,5 л/кВт против 1,1–1,4 л/кВт у чугунных.
  • Защита от ожогов. Немаловажная характеристика, в особенности при открытом доступе в котельную. Достигается за счет теплоизоляции ручек топочной камеры, других сильно нагревающихся элементов, защищающих футляров и решетки.
  • Дополнительный функционал – автоматические датчики, встроенный накопительный бойлер, система удаленного контроля. Все это делает эксплуатацию обогревателя более удобной. Но для некоторых опций необходимо подсоединение к источнику электрического питания, что лишает агрегат автономности.

Кроме технических показателей, понадобится определиться с маркой дровяного котла и стоимостью. Хорошим вариантом в отношении цены и функциональности станет одна из модификаций котла «Куппер». Их достоинство также в компактности, что позволит разместить устройство на маленькой площади.

Защита от перегрева теплоносителя

Одна из бед твердотопливных котлов — возможность перегрева теплоносителя. Если не принять меры заблаговременно, даже обнаружив закипевший теплоноситель, вы немногое можете сделать: затушить котел не самая простая задача. Поэтому эту проблему надо решать аппаратными методами.

Читайте также:  Делаем колпаковую печь своими руками (70 фото)

Не так просто остановить нагрев ТТ котла

Защита от перегрева теплоносителя

Первый способ — охлаждение теплообменника

Один из способов не допустить закипания теплоносителя — охладить теплоноситель. Для этого при обвязке твердотопливного котла делают два контура — один для отвода перегретого теплоносителя в канализацию, второй — для добавления холодной воды в перегретый теплоноситель. Этот вариант возможен, только если в системе отопления у вас вода (не антифриз), а также в котлах со стальными теплообменниками (чугунный теплообменник при резком перепаде температур может лопнуть). Реализуется эта схема обвязки на основе клапана аварийного охлаждения.

Обвязка ТТ котла с защитой от перегрева с клапаном аварийного охлаждения теплообменника

Удобно это сделать с четырехходовым клапаном, с выносным погружным датчиком температуры. К одному его входу подключается подача котла, противоположный выход выводится в канализацию — это магистраль для сброса закипевшего теплоносителя. К другой паре входов подключается отвод от обратки и труба подачи холодной воды из водопровода — это магистраль добавления холодной воды в теплоноситель. Обратите внимание, холодная вода подмешивается в обратку после циркуляционного насоса, перед котлом.

Защита от перегрева теплоносителя

Эта обвязка твердотопливного котла работает только при наличии давления в системе водоснабжения. Если у вас холодное водоснабжение сделано из скважины или колодца, при отсутствии электричества она будет неработоспособной. Чтобы обезопасить себя и на этот случай, в систему добавляют мембранный бак с холодной водой. Чтобы вода из гидроаккумулятора не попадала в систему, устанавливают обратный клапан (на схеме ниже прямоугольник со стрелкой).

Добавить мембранный бак с холодной водой для аварийного охлаждения теплообменника в твердотопливном котле

Задачу свою эта схема выполняет — сбивает температуру в котле при аварийной ситуации. Если при этом принять меры дополнительно по снижению интенсивности горения (перекрыть задвижки, ограничив доступ воздуха), то локализовать проблему можно быстро. Но есть и недостатки: в систему попадает «свежая» вода — это новая порция кислорода, новые соли, которые осядут внутри. По сравнению с последствиями закипания теплоносителя это мелочи, но все же…

Второй способ — подмес теплоносителя из обратки в подачу

Защита от перегрева теплоносителя

Этот способ позволяет делать обвязку пластиковыми трубами (ПВХ), ставить их можно только после узла подмеса. Эта схема обвязки очень напоминает описанную в предыдущем пункте — для борьбы с конденсатом. Разница в том, что смесительный трехходовой клапан устанавливается другой: он срабатывает на превышение температуры. Также ставится он на трубопроводе подачи (всегда открытый вход направлен в сторону системы отопления).

Схема подключения твердотопливного котла трубами ПВХ

На клапане выставляете тот предел, который длительное время выносят ваши трубы или другое оборудование. При превышении температуры в подаче выше нормы, открывается подача остывшего теплоносителя из обратки. Закрывается подача когда температура понизится. Таким простым способом удается избежать попадания перегретого теплоносителя в систему.

Как видите, один способ охлаждает теплообменник, второй защищает элементы системы. В идеале их используют совместно.

Защита от перегрева теплоносителя

Сборка котла

Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:

  1. Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
  2. Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
  3. Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
  4. Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
  5. Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.

Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.

Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.

Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества.

При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.

Сверху на теплогенератор устанавливается контроллер автоматики, а к фланцу воздуховода прикручивается вентилятор.

Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.

При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.

Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.

Заключение

После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми элементами выполняют его опрессовку водой под давлением, по результатам которой производят устранение дефектов, а затем — комплекс пусконаладочных работ. Не стоит пренебрегать и установкой регулятора тяги, который облегчит эксплуатацию твёрдотопливного котла в различных погодных условиях.

Твердотопливный котел своими руками — видео инструкция

Источники

  • -sdelat-kotel-dlitelnogo-goreniya-na-drovax-i-ugle-svoimi-rukami
  • -otoplenie/
  • -kotly/