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.
Чертеж простого котла длительного горения
Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).
Чертеж простого твердотоплевного котла
В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.
Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа
1 — дымовая труба; 2 — водяная рубашка; 3 — щелевой теплообменник; 4 — загрузочная дверка; 5 — дрова; 6 — нижняя дверка для поджига и чистки; 7 — колосники; 8 — дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.
Важная информация
Совершенные промышленные модели, несмотря на их высокую стоимость, позволяют получать значительную экономию в ходе их длительной эксплуатации за счет меньшего расхода топлива и необходимости частого обслуживания.
Изготовить в домашних условиях высокотехнологичное отопительное устройство, обладающее всеми качествами промышленных аналогов, практически нереально. В связи с этим большинство самодельных котлов отличаются достаточно простой конструкцией из дешевых материалов. Они, как правило, обладают небольшим КПД, требуют частого обслуживания (чистки от золы и сажи) и постоянного присмотра за ними во время работы.
Принимая решение о самостоятельном изготовлении твердотопливного котла нужно реально оценить свои технические навыки и умения, доступность необходимых материалов и инструментов, а также примерные расходы на их приобретение.
В ходе проведения работ (особенно при использовании сварки) следует тщательно выполнять все меры противопожарной безопасности.
Котел с верхним горением
Этот агрегат отличается от предыдущих — во-первых, формой (он круглого сечения и может быть изготовлен из труб разного диаметра), во-вторых, способом сжигания в нем топлива (оно в нем сжигается сверху-вниз). Для того, чтобы обеспечивать такой процесс горения необходимо обеспечить подачу воздуха сверху, непосредственно к месту горения. Эту функцию здесь выполняет воздухоподающая телескопическая труба, которая поднимается вверх при загрузке топлива и опускается вниз после поджигания топлива. При его постепенном сгорании труба под своим весом опускается вниз. В нижней части трубы для обеспечения равномерной подачи воздуха приваривается «блин» с лопастями.
Для обеспечения лучших условий сгорания топлива в верхней части располагается камера подогрева воздуха. Подача воздуха, а значит, и скорость горения, регулируются задвижкой на входе в эту камеру сверху. Теплообменник здесь выполнен в виде «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания.
Чертеж котла на твердом топливе верхнего горения
1 — наружная стенка (труба); 2 — внутренняя стенка; 3 — водяная рубашка; 4 — дымовая труба; 5 — телескопическая воздухоподающая труба; 6 — распределитель воздуха (металлический «блин» с ребрами; 7 — камера предварительного подогрева воздуха; 8 — патрубок подачи воздуха; 9 — подающая труба с нагретой водой; 10 — воздушная заслонка; 11 — загрузочная дверка; 12 — дверка для чистки; 13 — труба с водой из системы (обратка); 14 — трос, управляющий заслонкой.
Можно ли установить оборудование самостоятельно
Монтаж настенного газового котла – не самая простая задача. От правильности и качества настройки напрямую зависит и безопасность жителей дома. Поэтому требования к установке газового теплогенератора регламентируются строгими нормативами, в соответствии с законодательной базой России.
В итоге монтаж настенного газового котла – задача очень сложная, и зачастую непосильная для новичка. Требуются специальные знания, как правильно установить и подсоединить оборудование, чтобы оно исправно работало и было безопасным.
Котел с пиролизным сжиганием твердого топлива
Отличием такой конструкции является то, что твердое топливо в нем не сгорает, как в обычном, а при недостатке подачи первичного воздуха, «перегоняется» в древесный (пиролизный) газ, который сжигается в специальной камере дожига при подаче в нее вторичного воздуха. Такая подача может быть как естественной, так и принудительной.
Схема-чертеж одного из вариантов пирлизного котла
1 — регулятор тяги с термодатчиком; 3 — дрова; 4 — нижняя дверка; 5 — решетка; 6 — воздушная заслонка подачи первичного воздуха; 7 — зольник; 8 — колосниковая решетка; 10 — прочистка; 11 — слив; 12 — теплоизоляция корпуса; 13 — обратка (подача теплоносителя из системы); 14 — форсунка; 15 — подача вторичного воздуха; 16 — заслонка дымовой трубы; 17 — труба с нагретой водой; 18 — заслонка; 21 — загрузочная дверка; 22 — камера дожига.
Устройство и конструкция
Как было сказано выше, все твердотопливные устройства характеризуются увеличенными размерами топливных камер. Наиболее популярными моделями для отопления являются технологии Булерьян и Бубафоня.
Конструкция по этой технологии содержит несколько основных элементов:
- Корпус из металла
- Верхняя и нижняя камера для сжигания газа и топлива соответственно.
- Дверка.
- Дымоотводящий канал.
- Зольник.
Интересно, что в системе Бубафоня зольник абсолютно герметичен, а за поступление кислорода отвечают верхние камеры, оборудованные специальной заслонкой, для регулирования поступления кислорода.
Котлы шахтного типа
Как уже упоминалось особенностью таких котлов является наличие двух камер: большой вертикальной загрузочной камеры (шахты) и камеры с теплообменником. Топливо поджигается снизу в первой камере и пламя через отверстие попадает в другую, где и отдает свою энергию теплоносителю через теплообменник.
Такие котлы могут быть, как с обычным сжиганием топлива, так и с пиролизным. В первом случае весь необходимый воздух подается через нижнюю дверку, а продукты горения, пройдя через теплообменник, удаляются в дымовую трубу. Во втором случае к месту горения подается ограниченное количество первичного воздуха, где дрова сгорают с выделением пиролизного газа. Кроме того такие конструкции оборудуются дополнительной камерой дожига, куда подается вторичный воздух и осуществляется сжигание газа. В верхней части теплообменной камеры расположена задвижка, которая отрывается при розжиге и позволяющая дымовым газам напрямую выходить в дымовую трубу.
Чертеж-схема котла шахтного типа с камерой дожига
1 — заслонка подачи первичного воздуха; 2 — нижняя дверка для поджига и чистки; 3 — решетка; 4 — дрова; 5 — загрузочная дверка (может располагаться и сверху); 12 — труба с нагретой водой (подача); 13 — пусковая заслонка; 14 — заслонка дымовой трубы; 15 — теплообменник; 16 — подача вторичного воздуха; 17 — камера дожига; 18 — обратка; 19 — слив; 20 — чистка; 21 — заслонка; 22 — колосниковая решетка; 25 — зольник.
Схема котла шахтного типа с футеровкой внутренней поверхности камер сжигания и дожига
Внутренние детали
Внутренние детали отопительного устройства вырезаются по схеме шлифмашиной, дрелью (в местах, где рез УШМ выполнить невозможно). Работают по алгоритму — сверление по контуру детали близко расположенных отверстий, разрубание перемычек зубилом, малой кувалдой).
При раскрое деталей нужно строго соблюдать размерность, не деформировать лист металла. При финишной сборке возникнут проблемы совпадения, слишком большие зазоры.
Котел — общий вид без дымохода
Твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками
Самодельный отопитель будет иметь такую конструкцию:
- Топка – «коробка» глубиной 460 мм, шириной 360 мм и высотой 750 мм с общим объемом 112 л. Объем топливной загрузки для такой камеры сгорания составляет 83 л (весь объем топки заполнять нельзя), Что позволит котлу развивать мощность до 22 – 24 кВт.
- Днище топки – решетка из уголка, на которую будут укладываться дрова (через нее в камеру будет поступать воздух).
- Под решеткой должен быть отсек высотой 150 мм для сбора золы.
- Теплообменник объемом 50 л большей частью расположен над топкой, но нижняя его часть охватывает ее с 3-х сторон в виде водяной рубашки толщиной 20 мм.
- Подсоединенная к верхней части топки вертикальная дымоотводящая труба и горизонтальные жаровые трубы располагаются внутри теплообменника.
- Топка и зольник закрыты герметичными дверцами, а забор воздуха осуществляется через трубу, в которой установлен вентилятор и гравитационная заслонка. Как только вентилятор выключается, заслонка под собственным весом опускается и полностью перекрывает воздухозаборник. Как только термодатчик зафиксирует снижение температуры теплоносителя до заданного пользователем уровня, контроллер включит вентилятор, поток воздуха откроет заслонку и в топке разгорится огонь. Периодическое «отключение»котла в сочетании с увеличенным объемом топки позволяет продлить работу на одной загрузке топлива до 10 – 12 часов на дровах и до 24-х часов на угле. Хорошо зарекомендовала себя автоматика польской компании KG Elektronik: контроллер с термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.
твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками
Топка и теплообменник окутываются базальтовой ватой (теплоизоляция) и помещаются в корпус.
Процесс изготовления котла своими руками.
Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:
- Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
- Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
- 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
- Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
- Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
- Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
- Стальная полоса 20х3 мм.
- Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
- Асбестовый шнур для герметизации проемов.
- Ручки для дверок заводского изготовления.
Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.
Изготовление шкафчика из ДСП
Производители мебели и котлов до сих пор не могут договориться между собой о совмещении размеров, поэтому ситуацию приходится брать в свои умелые руки. Пробежавшись по мебельным магазинам и не подобрав подходящий вариант маскировочного шкафа, покупатели могут самостоятельно изготовить модуль. Если для сохранения уюта в квартире вам не жалко времени и сил — дерзайте.
Инструменты и материалы
Приобрести все необходимое вы сможете в любом строительном гипермаркете. Выбирайте листы ДСП по размеру больше габаритов будущего шкафа на 5—15 см. Потребуются еще деревянные бруски, петли, дверные ручки, саморезы по дереву, металлические уголки, подвесные крепления, материал покрытия. Не забудьте про огнезащитную пропитку для дерева.
Из инструментов потребуются электролобзик, шуруповерт, уровень, измерительный метр, рулетка, уголок, карандаш и умелые руки.
Теплообменник для твердотопливного котла своими руками
Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.
Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.
Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.
В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.
Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.
Самодельный котел из листового металла
Тестирование, подключение к системе отопления
После сборки основной части, наложения финального шва, необходимо проверить герметичность. Достаточно залить в него воду. Будут выявлены грубые ошибки сварки. Более глубокие непровары останутся неизвестными, проявятся в самый неожиданный момент в ходе эксплуатации.
Для тестирования отопительного устройства, перед подключением к системе обогрева дома, нужно использовать опрессовочный насос. Можно создать нужное давление, выявить огрехи конструкции.
Используя опрессовочный насос, нужно создавать давление воды внутри не менее 3.5-4 атмосфер. Если не даст течи в ходе проверки, то успешно будет служить при штатных 1.5-2.5 атмосферах внутреннего давления.
Опрессовочный насос — дорогое оборудование, применение требует навыков. Приобретать ради одного раза непрактично. Проще, эффективнее обратиться к водопроводчику, мастеру, занимающемуся установкой отопительного оборудования.
После опрессовки, тестовой топки можно устанавливать на запланированное место, подключать к отопительной системе дома. Нужно включить в обвязку группу безопасности расширительный бак. Группа безопасности — манометр, показывающий давление в системе, автоматический клапан сброса воздуха, аварийный клапан.
Начало сборки
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.
Цены на циркуляционный насос
циркуляционный насос
