Водяной котел своими руками: как сделать котел самостоятельно

Чугунные и стальные конструкции – в чем отличия

Из какого бы материала ни был изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Разберемся в них более подробно

В первую очередь стоит обратить внимание на материал теплообменника – чугун или сталь. Если вы хотите воспользоваться готовой схемой твердотопливного котла – своими руками чугунный теплообменник сделать вряд ли получится. Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений

Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают

Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений. Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают.

Чугунным теплообменникам свойственно покрываться сухой ржавчиной – особой пленкой, защищающей стенки агрегата от разрушения. Кроме того, влажная ржавчина также образуется намного медленнее, чем обусловлен длительный срок эксплуатации чугунных изделий – от 10 до 25 лет. Среди прочих преимуществ чугунных теплообменников можно назвать отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании. Чистка таких устройств требуется нечасто, да и нагар практически не снижает КПД котла. В случае необходимости ремонта или усиления мощности агрегата нужно лишь заменить дефектные секции или увеличить их число.

Недостатки чугунных изделий таковы:

• большая масса котла предполагает наличие отдельного фундамента;
• затруднения в процессе сборки и высокие затраты на транспортировку;
• чувствительность к термическим ударам – чугун не любит перепадов температур, поэтому контакт горячей поверхности с холодными дровами или холодной водой может быть губительным для него;
• большая тепловая инерционность – на разогрев котла требуется длительное время, но и его последующее остывание происходит медленно.

Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными объектами. Это свойство позволяет при сборке котлов отопления на твердом топливе по чертежам оборудовать их чувствительными автоматическими элементами. А благодаря небольшой инерционности такие агрегаты быстро прогреваются и остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. При этом, можно сделать чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, что позволит учесть все нюансы.

По внешнему виду котлы из стали – это сплошные сварные агрегаты, которые довольно сложно перевозить, хотя и чувствительность к механическим повреждениям у них намного ниже аналогов из чугуна.

Возможность ремонта стальных котлов с точки зрения некоторых специалистов весьма сомнительна. Отремонтировать, равно, как и сварить котел своими руками по чертежу в домашних условиях довольно непросто, со временем на швах в нем могут образовываться течи. Справедливости ради, отметим, что все зависит от навыков работника в работе со сварочным аппаратом. Но выполнить ремонт чугунного теплообменника все же проще – требуется только замена секций.

Как правило, котлы с чугунными теплообменниками являются энергонезависимыми, стоят недорого, поэтому они могут стать достойной альтернативой уже установленному отопительному оборудованию в случае отключения электричества. Циркуляция теплоносителя в таких агрегатах происходит естественным путем, без применения насоса. Однако монтаж батарей нужно выполнять так, чтобы вода по трубам при нагревании свободно перемещалась по трубам под воздействием давления в котле.

Поэтапное изготовление твердотопливного котла своими руками

Конечно, сделать промышленный водяной котел своими руками со 100% КПД не получится, но и простое оборудование самостоятельного производства будет отвечать требованиям теплосистемы, если соблюсти все правила и тонкости сборки, монтажа.

Инструменты и материалы

Для работы мастеру пригодится следующий набор:

• сварочный аппарат;
• болгарка с отрезным, шлифовальным диском;
• электродрель и сверла по металлу;
• газовый ключ (№ 1-2);
• молоток;
• накидные или рожковые ключи, отвертки;
• пассатижи;
• угольник на 90 градусов;
• листы стали толщиной от 5 мм для котла и от 7 мм для колосников;
• стальные уголки 50х50 для каркаса котла;
• листы стали для накопительного бака (лучше брать нержавейку);
• толстостенная стальная труба или набор труб диаметром 32-50 мм для теплообменника.

Особенности изготовления корпуса и теплообменника

Корпус стального агрегата будет выполнять роль топочной камеры, поэтому для уменьшения риска деформации стенок при нагревании, конструкции нужно делать двухслойными. Между листами засыпается чистый сухой песок, который будет поддерживать стабильность формы и нивелировать возможные риски деформации.

Оболочки корпуса изнутри и снаружи должны быть каркасными, чтобы повысить жесткость изделия, а для увеличения прочности стенок камеры сгорания, их снаружи обшивают стальным уголком или профильной трубой, выставляя элементы как ребра жесткости. Переднюю стенку нужно оснастить двумя проемами – один для зольника, второй для дверцы закладочного бункера.

Как только все заготовки для корпуса сделаны, можно изготавливать теплообменник. Для него потребуются нарезанные водопроводные трубы, соединять сваркой так, чтобы получился герметичный контур. Главное требование, изготовить контур так, чтобы проточный отрезок змеевика был максимально возможной длины – это увеличит площадь нагрева трубы, а значит, повысит КПД агрегата.

Сборка котла отопления

Как только все конструктивные элементы готовы, можно собирать оборудование. Делать это лучше в точке установки, чтобы потом не перетаскивать тяжелый агрегат. Зона монтажа должна быть укреплена бетонной подложкой, к которой котел прикрепляется сваркой к анкерам.

Сначала собирается каркас, потом схема дополняется комплектующими, листами обшивки. Сварные швы нужно тщательно обработать – зачистить от шлака, отшлифовать. После выполнения работ осмотреть конструкцию на герметичность. Потом в корпус устанавливаются колосники, теплообменник.

Накопительный бак из нержавеющей стали можно сделать самому, но вот врезка в контур для новичка может быть сложной, поэтому работы лучше предоставить специалистам. Следует помнить, что в самотечных системах отопления накопительный бак устанавливается в верхнюю точку системы.

Зная, как сделать котел с водяным контуром, не составит сложности изготовить оборудование своими руками. Финишная обработка агрегата заключается в покраске специальным составом для защиты от коррозии. Для этого подойдет жаропрочная смесь типа специальной краски для печей и каминов. Корпус предварительно зачищается, обезжиривается, грунтуется и затем покрывается 2-3 слоями краски с просушкой каждого слоя по отдельности.

После сборки и установки твердотопливный котел требует опрессовки водой под давлением. Процедура выполняется для обнаружения и устранения дефектов всей системы отопления и ее основных, вспомогательных узлов. Также нельзя забывать о пусконаладочных работах, монтаже регулятора тяги, который гарантирует нормальную работу котла при любой погоде.

Если под рукой нет листовой стали, можно соорудить агрегат из старого газового баллона, а как изготовить котел из трубы своими руками подскажет видео от профессионалов.

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:

• сварочным аппаратом и электродами;
• газовым резаком;
• болгаркой;
• комплектом слесарных инструментов.

И материалом:

• отрезком трубы диаметром 425 мм для корпуса, а также 100 и 25 мм;
• листовой сталью толщиной 4 мм;
• двумя патрубками на 25 мм;
• петлями для навески дверок;
• уголком 25 мм;
• арматурными прутьями диаметром 8 мм.

Пошаговый процесс изготовления

Сначала подготавливают детали, из которых будет собран котел из трубы:

1. От трубы диаметром 425 мм отрезают кусок длиной 1 — 1,2 м. Это будет корпус котла отопления вертикальной конструкции.
2. На трубе вырезают два прямоугольных отверстия. Для топки размером 200х100 мм, для поддувала 200х30 мм на расстоянии 50 мм друг от друга. Из вырезанных кусков делают дверки. Расстояние от нижнего края корпуса до поддувала 50 — 70 мм.
3. Сбоку в верхней части корпуса вырезают одно под другим 2 отверстия диаметром 25 мм. Нижнее на расстоянии 150 мм от дверки топки для патрубка обратки, а верхнее в 50 мм от верха корпуса для подачи системы отопления.
4. Из листовой стали вырезают 2 круга диаметром 425 мм для крышек корпуса и 1 диаметром 412 мм для перегородки между топкой и баком.
5. В верхней крышке и перегородке делают отверстия под дымоход, который делают из трубы 100 мм.
6. Ножки делают из трубы 25.
7. Колосник в виде решетки сваривают из арматурных прутьев.

Когда все детали готовы, приступают к сборке:

1. К перегородке приваривают дымоход и устанавливают на прихваченные внутри корпуса опоры из арматуры на расстоянии 300 — 350 мм от топки. Затем крепят сваркой с обеих сторон.
2. На конец дымохода надевают верхнюю крышку. Обваривают оба стыка.
3. Снизу корпуса вставляют колосник. Затем приваривают отрезки уголка 25 на которых он будет стоять.
4. Приваривают нижнюю крышку, а к ней ножки высотой 50 мм.
5. Приваривают петли, навешивают дверки поддувала и топки.

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.

Что потребуется?

Потребуется небольшой набор инструментов, материалов, схемы, эскизы конструкций отопительных котлов.

Инструменты

Вопрос инструментов не настолько важен, как уровень мастерства мастера. Простых навыков начинающего сварщика в гаражной мастерской будет совершенно недостаточно. Уровень требуется выше среднего. Причина требований — работа при высоких температурах, давлении горячей воды. Если сварные швы будут недостаточно качественными, вероятна течь, разрыв.

Потребуются следующие инструменты:

1. Сварочный инверторный аппарат
2. Сварочный полуавтоматический аппарат
3. Угловая шлифмашина
4. Высокоскоростная дрель, набор сверл по металлу
5. Приспособления для фиксации деталей при сварке — струбцины, ваймы
6. Сварочный стол
7. Маска сварщика
8. Пневматический краскопульт

Требования к самодельным твердотопливным котлам

Классическая схема оборудования состоит из следующих элементов:

• топка – камера для горения топлива;
• колосники – решетчатая конструкция, через которую в камеру горения попадает воздух;
• теплообменник – это может быть труба или емкость накопительная для воды;
• дымоход – труба, выводящая наружу (за пределы помещения) продукты сгорания;
• регулятор тяги.

Стоит подробнее рассмотреть некоторые узлы прежде, чем делать котел отопления своими руками:

1. Размер топки. В камеру загружается сырье, поэтому она должна быть вместительной. Рассчитывается объем так, чтобы все топливо сгорало полностью без необходимости перемешивания. Кирпич имеет меньшую теплопроводность, поэтому в топке из керамики температура будет держаться выше, чем в стальных агрегатах. Также нужно учитывать размещение топочной камеры – тепло должно поступать направленно в теплообменник, в котором прогревается вода для системы отопления.
2. Теплообменник. Деталь влияет на КПД всего оборудования и изготавливается из стали или чугуна. Змеевик теплообменника представляет собой трубчатую конструкцию с трубами, расположенными вертикально или горизонтально. Чугунные теплообменники – литая модель, которую самостоятельно сделать нельзя, но можно использовать старый теплообменник, который еще годен в эксплуатацию. Стальной теплообменник изготавливается из толстостенной трубы, согнутой под нагревом или с помощью отводов, полуотводов нужного диаметра, которые соединяются со змеевиком сваркой.

Чтобы определиться с правилами монтажа змеевика, стоит внимательно просмотреть схему, в которой даны параметры и правила монтажа элемента.

Конструкция твердотопливного и пиролизного котла

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Его собирают из двух стальных или чугунных емкостей вставленных одна в другую. Во внутренней (топка) сгорают дрова, в наружной (бак) нагревается вода. Конструкция состоит из следующих частей:

• топки с дверкой;
• колосников;
• зольника с дверкой;
• сборника сажи;
• дымохода;
• шиберной задвижки;
• патрубков для подключения подающего и обратного трубопроводов системы отопления;
• ножек;
• крышки для закрывания нагревательного бака.

Наружный воздух поступает в топку через зольник и колосники. Интенсивность горения регулируют величиной открытия дверцы. Тяга может быть естественной или принудительной. У правильно рассчитанного и сделанного котла отопления эффективность доходит до 79%.

Достоинства классических твердотопливных котлов:

• низкая стоимость топлива;
• для работы не требуется электроэнергия;
• универсальность по топливу;
• возможность сжигания отходов деревообработки.

Но при выборе этого вида котлов следует учитывать и недостатки:

• одной загрузки топлива хватает максимум на 6 часов;
• требуется место для складирования запаса топлива;
• загрузка выполняется вручную;
• сложность ухода, так как придется регулярно удалять продукты горения;
• горение твердого топлива инерционно, поэтому возникают сложности с регулированием.

Схема твердотопливного котла

Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы. Конструкция состоит из следующих частей:

• камеры дожигания со встроенной форсункой;
• газифицирующей камеры;
• системы подачи воздуха;
• дымоходной системы с дроссельной заслонкой;
• теплообменника;
• системы циркуляции воды;
• датчика температуры и манометра;
• предохранительного клапана.

Для растопки котла газифицирующая камера наполняется дровами через верхнюю дверцу. После поджога растопки при открытом дросселе на дымоходе запускают вентилятор. Когда дрова разгорятся дверцу, и дроссель закрывают. Из-за снижения количества подаваемого воздуха древесина начинает тлеть при температуре достаточной для запуска пиролизной реакции. Выделяемые газы после прохода через форсунку смешиваются с вторичным воздухом в камере сжигания, воспламеняются, нагреваясь до температуры 1100⁰C, и направляются в теплообменник.

На котле без дымососа, перед добавлением дров открывают дроссель на дымоходе, ждут некоторое время, необходимое для удаления пиролизного газа. После закладки топлива, закрытия дверцы и дроссельной заслонки котел продолжает работать в штатном режиме.

По сравнению с обычными котлами отопления у пиролизных есть немало преимуществ:

• за счет полного сжигания нет необходимости в частой очистке зольника и газоходов;
• легкость управления интенсивностью горения;
• длительность работы без добавления топлива от 5 часов до нескольких суток;
• возможность сжигания не колотых дров;
• использование в качестве топлива обрезков от плит ДВП, ДСП, МДФ и фанеры;
• у пиролизных котлов отопления содержание вредных соединений в дыму в 3 раза меньше.

Однако недостатки тоже есть:

1. Поскольку вентилятор или дымосос работают от электроэнергии, может потребоваться устройство бесперебойного питания.
2. При использовании топлива с влажностью выше 20% снижается эффективность.
3. При низких нагрузках возможны сбои, которые вызывают увеличение отложений дегтя в газоходах. Для нормализации работы котла устанавливают теплоаккумуляторы, в которые отводятся излишки тепла.
4. Для предотвращения появления конденсата на стенках теплообменника, который ускоряет процесс коррозии, температура воды в обратной линии отопления должна быть не меньше 60⁰C.
5. Ручная загрузка топлива.
6. Из-за большой материалоемкости расходы в 2 раза больше чем на обычные котлы.

Порядок использования котла

Первая пробная загрузка котла осуществляется следующим образом:

• Воздушный регулятор поднимается, и котел загружается топливом до уровня патрубка, который идет к дымоходу;
• Топливо необходимо сверху полить соляркой или другой жидкостью для розжига в небольшом количестве (30-40 мл);
• Заслонку, установленную на трубу регуляции подачи воздуха, открываем полностью;
• Внутрь конструкции бросаем клочок подожженной бумаги или лучинку, а после того, как топливо даст признаки начала тления, заслонку нужно закрыть.

По дыму, выходящему из трубы дымохода можно определить, как проходит процесс горения. По мере прогорания топлива круг воздухораспределителя будет опускаться все ниже, и вы легко увидите момент, где топливо будет подходить к концу.

Все неясные моменты можно уточнить, просмотрев видео.

Котел длительного горения своими руками — универсальная вещь

Котел рабочий, экономичный и безопасный, его можно использовать для отопления дома, теплиц, гаража и других помещений. Кроме, дров и угля, эти котлы работают на любом твердом топливе, включая полностью сгораемый бытовой мусор. В столярных цехах котлы работают на отходах производства – опилках, поэтому правильный подход может дать вам практически бесплатное отопление.

Похожую конструкцию имеют известные котлы Stropuva, ставшие весьма популярными в связи с подорожанием газового отопления. Как уже говорилось, котел длительного горения отличается от обычного ограниченной подачей воздуха, что дает эффект тления. Также на длительность горения без дозагрузки влияет объем топлива, так что топочное отделение нужно заполнять максимально плотно.

https://youtube.com/watch?v=o1ZG1WkhF-Y

Какой твердотопливный котел можно собрать своими руками?

При должной подготовке вы сможете с легкостью собрать самодельный твердотопливный котел, функционирующий на древесном, угольном и других видах топлива. Для изготовления твердотопливного котла не нужно владеть никакими особыми и специальными навыками. Необходимо лишь четко следовать инструкции и выполнять все установленные требования. Перед началом работы нужно обязательно ознакомиться со схемой самодельного твердотопливного котла. вы можете сделать это на рис. 1.

Рисунок 1. Схема самодельного твердотопливного котла.

Все составные элементы теплообменника вполне возможно изготовить собственноручно. В случае отсутствия у вас навыков работы со сваркой, то данную работу следует заказать квалифицированному сварщику. Особенность работы самодельного твердотопливного котла в том, что в системе все время будет двигаться вода. Поэтому все сварочные швы должны быть сделаны максимально качественно.

Древесный, торфяной или угольный котел может иметь разную конструкцию. Теплообменники подобных агрегатов тоже могут различаться. Каждая конструкция самодельного твердотопливного котла характеризуется собственными индивидуальными свойствами. Наиболее качественным и эффективным вариантом по праву признан твердотопливный котел из кирпича.

Множество хороших отзывов свидетельствует о высокой эффективности самодельных твердотопливных котлов. Это очень эффективное, надежное и экономичное оборудование. Выполнив все в строгом соответствии с инструкцией, его можно будет без опасений использовать для обогрева собственного дома. Отопительный агрегат, собранный своими руками, ни в чем не уступает котлам заводского производства.

Пример системы отполения с применением твердотопливного котла.

Подобные агрегаты можно использовать не только для обогрева помещений, но и для приготовления различных блюд. Если вы не будете использовать данное оборудование для приготовления пищи, просто смонтируйте над теплообменником плиту и закройте ее кирпичной кладкой. Можно сделать кирпичный свод. В данном случае кирпичи будут аккумулировать тепла и смогут некоторое время поддерживать температуру после того, как выгорит все топливо.

Твердотопливный отопительный агрегат оснащается 2-мя водяными баками. Лучше всего использовать для изготовления таких баков нержавеющую сталь. На многих этапах сборки самодельного твердотопливного котла вам понадобятся навыки работы со сварочным аппаратом. Как уже было сказано, если вы не умеете обращаться со сваркой, для выполнения таких задач лучше пригласить профессионала.

Особенности работы и устройства оборудования

Самодельный автономный агрегат на твердом топливе представляет собой печь, установленную в бочке с водой. Сгорая в топке, дрова или уголь передают тепло воде, а теплоноситель поступает в систему отопления, обогревая помещение. Простое устройство считается не самым эффективным и рентабельным, поскольку КПД примитивного агрегата не выше 10-15%.

Собирают котлы отопления самодельные из кирпича, металла. Первые отличаются эстетической привлекательностью, а вторые считаются более простыми в изготовлении из подручных материалов. Но в любом случае потребуется предварительно составить схему, продумать узлы конструкции, чтобы в конечном итоге получить качественный отопительный прибор.

От теории к практике

Для начала напомним нашим читателям, почему Perelesnik решил сделать твердотопливный котёл самостоятельно, а не пошёл покупать готовый в магазине.

PerelesnikПользователь FORUMHOUSE

После того, как я сделал такой котёл, мне больше не нужно думать о множестве вещей. Например, для работы моего котла не нужна классическая дымовая труба, т.к. тяга и так достаточна. На его работу не влияет атмосферное давление, приток воздуха, температура и влажность как внутри, так и снаружи помещения. В котёл можно закладывать влажные некондиционные дрова и не нужно выбирать определённые сорта твёрдого топлива.

Кроме этого, котёл не нуждается в регулярной чистке от сажи и дёгтя. Также не требуется часто подбрасывать топливо. Т.к. котёл стабильно работает на разных режимах горения, а топливо сгорает полностью. Все конструкционные элементы котла — колосники, водяная рубашка — долговечны и не прогорят. И это ещё не весь список.

Конечно, котёл не работает сам по себе. В ходе эксплуатации отопительного прибора пользователю экспериментальным путём пришлось нащупывать ряд нюансов, благодаря которым котёл «заработал на полную катушку». Это: момент загрузки и укладки топлива, его правильный розжиг, регулировка оптимальной подачи воздуха и т.д. Но это стоило затраченных усилий, т.к. чем лучше знаешь принцип работы любого оборудования, тем выше от него отдача. По мере накопленного опыта процесс обслуживания доводится до автоматизма.

Как и у любого, грамотно спроектированного механизма, у данного котла есть «фишка», благодаря которой достигается высокая эффективность его работы. Это т.н. «J-труба» — сердце ракетного котла.