Как сделать котел домашних условиях
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.
Самодельные котлы
Сделать котел водяного отопления своими руками намного дешевле заводского. Однако КПД самодельных агрегатов ниже. Конструкция самодельных и заводских агрегатов основана на одном принципе: топливо, сгорая, выделяет тепловую энергию, направленную на теплоноситель в теплообменнике.
Котлы на угле, дровах, пеллетах и электричестве считаются наиболее безопасными, в отличие от самодельных газовых и дизельных агрегатов.
Важно. Контролирующие организации не разрешат подключение к газовой магистрали самодельного газового агрегата. За установку такого агрегата существует административная ответственность.
Котлы твердотопливные
Чаще других делают самодельный газовый котел для отопления частного дома на твёрдом топливе. У него несложная конструкция, сходная с традиционной печью. Топливом для этих агрегатов служат дрова, уголь, пеллеты.
Чтобы разобраться, как сделать котел отопления своими руками, нужно знать, что его КПД прежде зависит от полноты выгорания топлива и удачной конструкции теплообменника.
Важно. Температура сгорания топлива обратно пропорциональна КПД. Чем слабее огонь, тем эффективнее работает котёл. Оптимальная температура теплоносителя при выходе из котла колеблется от 120 до 150 градусов.
Котлы на электричестве
Самодельные котлы отопления для частного дома, питающиеся от электричества, не редкость. Простейший вариант — ТЭНы, которые монтируют сразу в отопительную систему, без котлов. Но более распространенными являются агрегаты, изготовленные из широкой трубы. При этом она должна быть съёмной для того, чтобы можно было подобраться к ТЭНу в случае необходимости.
Заслуживают внимания электродные агрегаты, в которых электрический ток пропускается через жидкость, содержащую соль. В результате хаотического движения ионов идёт выработка тепловой энергии. Но изготовить такой котёл сложнее, чем обычный ТЭНовый. Требуются знания электротехники и соблюдение мер по электробезопасности.
Бывают случаи, когда из-за неправильной сборки или монтажа такого агрегата возникал электродуговой пробой теплоносителя или накапливался легко воспламеняющийся электролизный газ в контуре системы.
Как собирают котлы
Когда заходит речь о самодельном устройстве, возникают вопросы: из чего и как сделать? Сделать отопительный котел нужно так, чтобы он был безопасным в эксплуатации. Для этого нужно запастись жаропрочным стальным листом. Он не должен прогорать от открытого огня и быстро изнашиваться.
Такую сталь найти не просто, покупать дорого. Чугун лучше всех справляется с высокими температурами, но работать с ним в домашних условиях не просто. Изготавливают чугунные конструкции в специализированных цехах.
Твердотопливные котлы по конструкции можно разделить на два вида:
Котлы с классической камерой сгорания
Обычные котлы имеют камеру сгорания, в которой установлены стальные жаропрочные колосники. Поверх них закладывают топливо. Оно сгорает, пепел и зола проваливаются в нижний отсек котла. Перед каждой растопкой зольник нужно чистить.
Рядом с камерой сгорания располагают ёмкость, где нагревается вода для водяного контура отопительной системы. В нижнюю часть ёмкости поступает остывшая вода, которая постепенно поднимается, прогреваясь.
В котле две жаропрочные дверки: для загрузки топлива и зольника. Нижняя камера позволяет циркулировать воздуху.
Пиролизные агрегаты
Пиролизные агрегаты имеют преимущество перед традиционными: максимальный КПД.
Они имеют дополнительную камеру. Туда поступают газы после сгорания топлива. Там они догорают, выделяют тепловую энергию, она так же идёт на обогрев помещения.
Оптимальной будет конструкция, где камеры располагают одна над другой, одинаковой формы, но разные по высоте. Размер камеры догорания газов должен быть не менее 30–40 процентов от объёма основной камеры.
Важно. Пиролизные котлы заводского выпуска способны непрерывно работать (без дополнительной закладки топлива) около суток. Самодельные больше 10–15 часов не потянут.
Пиролизным котлам требуется принудительное поступление воздуха. При мощности до 15 кВт на нижней дверце монтируют вентилятор. Выполнять загрузку топлива в процессе работы агрегата нельзя.
Как собирают ТЭНы
Как сварить котел отопления своими руками на основе ТЭНа, которым можно отопить загородный дом? Понадобятся следующие детали:
Внизу стальной трубы, выполняющей роль котла, фланцевым способом монтируют ТЭН. Вверху сооружают расширительный бак, в котором должно быть отверстие для залива воды.
Котёл соединяют с помощью отрезков водопроводных труб с батареями (подача и обратка). После того, как в систему будет залита вода, отопление можно включать.
На заметку. Выделенной линии электропитания не требуется. Достаточно обычной розетки, куда включают все электроприборы. По сравнению с электродным котлом, ТЭНовый безопасен. Жидкость не соприкасается с деталями, которые находятся под напряжением.
Минус такого обогрева — значительный расход электроэнергии, который особенно ощутим, когда площадь помещения большая. Котёл можно и усовершенствовать, поставив в него терморегулятор. Температура воды будет держаться на заданном уровне.
Для обогрева небольшого дачного домика достаточно котла-трубы не более полуметра высотой. Когда вода нужна не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, мощность ТЭНа и объём котла нужно увеличить.
Итоги
Гарантии стабильной работы отопительных котлов, сделанных своими руками, нет. Возвратить или отремонтировать по гарантийному талону не получится. Но если постараться, можно сделать отопительный котел своими руками с такими эксплуатационными характеристиками, которые будет необходимы хозяину дома.
Какие бывают самодельные котлы отопления для частного дома – варианты изготовления своими руками
4 Отработка и электричество
Оригинальная конструкция — котёл на отработке. В этих агрегатах перед сгоранием масло испаряется. Устройство разжигают, а после нагрева до определённой температуры масло закипает и капает на горячую подставку. Постепенно оно превращается в газы. Они сгорают, нагревая теплообменник. Масло можно заменить соляркой, для этого не нужно переоборудовать котёл. Но с этой жидкостью необходимо обращаться внимательно, так как она взрывоопасна.
Не составляет труда сделать своими руками водяной котёл, работающий от электричества. В вертикальный корпус из большой трубы устанавливают ТЭН. Подачу подводят сверху, а обратный патрубок выступает из внешних стенок. Но с учётом стоимости электроэнергии этот агрегат будет наименее экономным.
Также возникает проблема с мощностью конструкции. Для нагрева даже небольшого помещения необходим котёл с показателями выше 7 кВт, а по технике безопасности в домашней сети с напряжением 220 В нельзя использовать более мощные устройства. Поэтому электрический прибор подходит только для производственных помещений, где показатель достигает 380 В.
В домашних условиях можно изготовить индукционный котёл. Для этого подбирают большую пластиковую трубу с толстыми стенками, обматывают её эмалированным проводом. Его необходимо коммутировать со сварочным аппаратом, на выходе сила тока должна приближаться к 15 А. Внутрь помещают куски стали или проволоки, через них проходит вихревое электричество и высвобождает тепло.
Самодельные котлы дают возможность сэкономить на электроэнергии, расходе топлива и газовых отопительных системах. Хозяин может самостоятельно подобрать подходящие материалы, провести сварочные работы и обработать готовую конструкцию. Первый запуск проводят с наполненным контуром, иначе некоторые детали агрегата могут сломаться или расплавиться. Обязательно нужно соблюдать правила безопасности во избежание пожаров и травмирования.
Плюсы и минусы дровяного обогрева жилья
Использование твердотопливных агрегатов является распространенным способом обустройства автономного отопления частных строений, дач, гаражей, а также объектов производственного назначения.
Сконструировать своими руками дровяной котел вполне возможно, если разбираться в принципах функционирования данного оборудования, соблюдать технологию изготовления и при этом учитывать требования пожаробезопасности.
Агрегаты на дровах по сравнению с котлами, функционирующими на других видах топлива, обладают следующими преимуществами:
Недостатков у дровяных агрегатов меньше:
6 Дешёвая конструкция из кирпича и металла
Он изготавливается с применением:
На прочный бетонный фундамент устанавливается поддувальная камера с колосником. Затем ставится теплообменник и вокруг обкладывается качественным кирпичом. В процессе кладки встраиваются две дверки. Нижняя монтируется на уровне, удобном для закладки и поджога дров, а также для очистки топки и поддувала от золы. Через верхнюю дверцу, которую можно поставить на лицевой плоскости прибора или сверху в виде люка, загружаются дрова, уголь или пеллеты.
Теплообменник необходимо выставить так, чтобы выход горячего теплоносителя располагался в самой высокой точке. Это препятствует образованию воздушных пробок в системе, благодаря чему улучшается циркуляция воды. Кладку из кирпичей выполнять с перевязкой швов для большей прочности стенок, которые должны выступать над теплообменником на 3 см. Дымоотвод можно выложить из кирпича или установить металлический.
Процесс изготовления
Изготавливаем корпус котла:
В нижней части «бочки» прорезаем прямоугольное отверстие шириной в 15–16 см и высотой в 8–10 см. Это будет дверца зольника. Ввариваем люк зольника, приделываем дверцу, которую оснастим петлями и задвижкой.
В верхней части «водяной рубашки» прорезаем прямоугольное отверстие для загрузки топлива (размеры должны быть достаточными для того, чтобы было удобно загружать дрова). Ввариваем люк загрузки, оборудуем дверцу, оснащаем ее петлями и задвижкой. Дверцы лучше делать двойные, проложив между листами металла асбестовую прокладку и уплотнить места прилегания асбестовым шнуром. Это позволит уменьшить теплопотери котла.
Также в верхней части котла ввариваем выпускной патрубок, через который полностью сгоревшие газы будут выходить в дымоход.
Сверху и снизу водяной рубашки привариваем патрубки Ø 40–45 мм для подключения к системе отопления. Нарезаем резьбу.
Теперь приступаем к изготовлению воздушного распределителя.
В отверстие вставляем трубу воздухораспределителя соединяем все герметичным швом.
С другого конца привариваем петлю, за которую будет подниматься и опускаться конструкция и приспосабливаем заслонку, для регулировки подачи воздуха в зону горения.
Распределитель воздуха готов. Из листа металла вырезаем круг Ø 50 см, в центре которого прорезаем отверстие Ø 7–8 см. Распределитель воздуха вставляем в котел, верхний конец трубы продеваем в отверстие и наглухо завариваем верхнюю крышку котла. К петле воздухораспределителя прикрепляем тросик при помощи которого через блок распределитель будет подниматься и опускаться.
Котел пиролизный длительного горения в сборе
Все, пиролизный котел длительного горения, изготовленный своими руками готов, можно приступать к испытаниям. Такую же конструкцию, только немного более сложную имеют котлы Стропува или Буран, отзывы о работе которых очень неплохие.
На видео представлен еще один вариант котла с верхней топкой горения пиролизных газов. Тут уже четко видно разделение топок и продемонстрирован даже сам процесс горения.
Есть еще одни котел похожей конструкции и принципа действия. Называется он «Бубафоня», возможно он вам понравится больше.
Пиролизный котел
Принцип действия твердотопливных пиролизных котлов, работающих на дровах, основан на разрушении древесины под действием высокой температуры при низком содержании кислорода. Они используются для длительного обогрева помещений различного назначения.
Такой котел состоит из двух камер. Первая используется для загрузки топлива. Во вторую попадают отработавшие газы и вторичный воздух для длительного горения. Сделать такой агрегат своими руками сложнее, чем обычный, но можно.
Основные элементы прибора
Дровяной котел изготавливается из металлической бочки. Желательно емкостью 200 литров. Крышка у бочки срезается и к ней приваривается бортик. Из массивной заготовки или любого другого утяжелителя изготавливается круглый поршень. Его диаметр должен быть немного меньше внутреннего диаметра бочки.
В крышке вырезается отверстие для установки воздуховодной трубы диаметром 100 мм. По высоте труба минимум на 20 см должна быть выше бочки. Сбоку в бочку вваривается дымоходная труба. Для нее также используется прокат диаметром 100 мм.
Воздуховодная труба приваривается к поршню. На верхнем торце трубы предусматривается заслонка, регулирующая количество поступающего воздуха. К нижней части поршня привариваются ребра, используемые для утрамбовки топливной массы.
Принцип работы
В процессе эксплуатации котла дрова загружаются непосредственно в топку и поджигаются. Сверху устанавливается крышка с поршнем. По мере сгорания топлива поршень станет опускаться вниз, нагнетая давление в нижней камере. За счет этого и минимального количества кислорода дрова начнут медленно тлеть.
Выделяющийся при пиролизе газ поступит в верхнюю камеру, температура в которой может достичь 900C. Через дымоход остатки продуктов горения удаляются в атмосферу.
Инструкция по изготовлению
Приступая к производственному процессу, необходим начать с подготовки всего самого необходимого:
Располагать котел рекомендуют на выровненной твердой поверхности. Если такая установка будет монтироваться дома в котельной, следует подумать об обустройстве фундамента, несколько слов о котором будет сказано позже.
Приступаем к изготовлению котла:
В центре круга требуется просверлить отверстие диаметром 15 мм – через него будет поступать воздух в камеру горения. Чтобы диск плотно не прилегал к паленьям и оставалось пространство для циркуляции воздуха, необходимо приварить ко внутренней его стороне крыльчатку – несколько пластин высотой до 5 см
Труба диаметром 5-6 см приваривается по центру регулятора, при этом ее высота делается на 10-15 см больше котла
Как упоминалось ранее, вверху рекомендуется сделать заслонку, которая позволит регулировать тягу в любой момент, тем самым контролируя процесс тления
Внизу болгаркой вырезается дверца, посредством которой будет удаляться зола
Также в нижней части котла надежно приваривается дно
Вверху необходимо пустить горизонтальную дымоходную трубу диаметром 8-10 см и длиной не более 40 см (именно она пропускается внутри теплообменника)
Завершающий штрих конструкции – крышка для котла, в которой вырезано отверстие под воздухозаборную трубу. Она должна как можно плотнее запирать камеру
Хорошей альтернативой дровам является брикеты отопления — смотрите наш обзор
Дымоход и отражатель
Стенки котла будут постоянно раскаляться и излучать тепловую энергию. Если установка монтируется для отопления небольшого помещения, следует расположить вокруг нее отражатели – они будут распределять поток, увеличивая поступления тепла во внутрь.
Если печь будет располагаться в помещении с постоянным пребыванием людей, следует подумать об их безопасности. Один из вариантов решения вопроса – обложить конструкцию кирпичной кладкой.
Дымоход можно сделать из трубы 20 мм. Горизонтальный прямой участок должен на 5-10 см быть больше диаметра топочной. Выводить его на улицу необходимо с минимальным количеством перегибов – 2 по 45 градусов.
Несколько других особенностей:
Можно предположить, что печь длительного горения на дровах будет постоянно разогреваться до высоких температур. Простой выровненный пол для не нее является не самым лучшим решением – следует возвести фундамент.
Основание можно выложить из жженого кирпича или бута. Они не раскаливаются под действием повышенных температур. Все те, кто желает сделать более основательный фундамент, могут залить цельную монолитную плиту.
Котел можно также установить на ножки, которые легко варятся из швеллера. Они прячутся от глаз за кирпичной кладкой.
Поступать в котел длительного горения на дровах воздух должен, в отличие от классической печи, в определенном количестве. Чтобы этого достичь, закладку необходимо делать в полном объеме, стараясь не оставлять свободных полостей. Рекомендуется к поленьям добавлять опилки, пеллеты, торф или сгораемый мусор.
Закладывать топливо необходимо по следующей инструкции:
Простой котел длительного горения на дровах готов. У становить такую конструкцию можно в любом неотапливаемом помещении: от небольшого гаража до мастерской. Если все было сделано правильно – сомневаться в эффективности и высоком КПД не придется.
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:
Пошаговый процесс изготовления
Сначала подготавливают детали, из которых будет собран котел из трубы:
Когда все детали готовы, приступают к сборке:
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.
Принцип работы пиролизных котлов и их особенности
Создавая пиролизные котлы своими руками, люди стремятся сэкономить денежные средства в своем кошельке. Если газовое оборудование стоит довольно дешево, то твердотопливные агрегаты просто поражают своей ценой. Более-менее приличная модель мощностью 10 кВт обойдется в 50-60 тысяч рублей – дешевле провести газ, если рядом проходила бы газовая магистрально. Но если ее нет, то выходов два – приобретать заводское оборудование или делать его самостоятельно.
Изготовить пиролизный котел длительного горения своими руками можно, но сложно. Давайте для начала разберемся, для чего вообще нужен пиролиз. В обычных котлах и печах дрова сгорают традиционным способом – при высокой температуре, с выбросом продуктов сгорания в атмосферу. Температура в камере сгорания составляет порядка +800-1100 градусов, а в дымоходе – до +150-200 градусов. Таким образом, солидная часть тепла просто улетает наружу.
Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:
Твердотопливные пиролизные котлы могут использовать несколько видов топлива, в том числе отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.
Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.
В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.
Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.
Для того собранный своими руками пиролизный котел смог показать максимальную эффективность, необходимы дрова с низким содержанием влаги. Влажная древесина не даст оборудованию выйти на полную мощность.
Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.
Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:
На одной загрузке топлива пиролизные котлы работают около 4-6 часов. Так что большим и стабильно пополняемым запасом дров стоит озаботиться заранее.
Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник
В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание
Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.
Отопление дровами – плюсы и минусы
Самодельные дровяные котлы активно используются для обогрева жилых помещений – это небольшие дачные домики и крупные частные домовладения, расположенные в местах, далеких от газовых магистралей. В качестве топлива для них используются дрова или каменный уголь. Угольные агрегаты отличаются высоким тепловыделением, но достать это топливо получается далеко не всегда. Поэтому люди отдают предпочтение дровяным моделям.
Давайте рассмотрим основные достоинства самодельных котлов на дровах:
Есть и некоторые недостатки:
Только постоянная чистка котла и его систематический плановый ремонт смогут обеспечить стабильную и эффективную работу агрегата на всем протяжении его эксплуатации.
Кроме того, самодельные котлы длительного горения не отличаются нормальными внешними данными, хотя здесь все зависит от мастерства сборщика.
Помимо сажи и угольков, в котлах длительного горения может образовываться конденсат – он образуется в результате использования сырых дров.