Самодельные котлы отопления на дровах и водяное отопление своими руками

Самодельные электрические котлы отопления

Обладая навыками работы с металлом, имея необходимый материал и инструмент легче всего изготовить самодельные электрокотлы – электродные или ТЭНовые. Если в качестве преобразователя электроэнергии применен ТЭН, то нужно изготовить или подобрать корпус из стали, в которые он будет установлен. Все остальные комплектующие – регуляторы, датчики, термостат, насос и расширительный бак приобретаются отдельно в специализированных магазинах. Электрические котлы можно использовать в закрытых или открытых системах отопления.

Что нужно и как сделать электрокотел отопления своими руками 220в эффективным и надежным?

Нужна емкость из стали, в которую помещаются один или несколько ТЭНов в соответствии с чертежами или эскизами на создаваемое изделие. Еще на этапе проекта на котлы отопления своими руками чертежи должны предусматривать возможность оперативной и легкой замены сгоревшего ТЭНа. Например, корпус можно изготовить из стальной трубы диаметром 220 мм с длиной корпуса около 0,5 м. К торцам трубы привариваются фланцы с патрубками подачи и «обратки» и посадочными местами, в которые устанавливаются ТЭНы. Циркуляционный насос, расширительный бак и датчик давления присоединяются к обратке.

Особенности электропитания электрических котлов

ТЭНы потребляют значительную мощность, обычно более 3 кВт. Поэтому для электрических котлов нужно создать отдельную линию электропитания. Для агрегатов мощностью до 6 кВт применяется однофазная сеть, а при больших значениях мощности необходима трехфазная сеть. Если снабдить самодельный котел отопления ТЭНом с терморегулятором и подключить его через защиту УЗО, то это идеальный вариант. При установке обычных ТЭНов термостат приобретается и устанавливается отдельно.

Электродные котлы отопления

Котлы этого типа подкупают чрезвычайной простотой. Он представляет собой емкость, в которой установлен электрод, вторым электродом служит корпус котла. В емкость вварены два патрубка – подачи и обратки, через которые электродный котел присоединяется к отопительной системе. КПД электродных котлов близок, как и у других типов электрокотлов, к 100% и его реальная величина – 98%. Известный электродный котел «Скорпион» объект жарких дискуссий. Мнения чрезвычайно разнообразные, от чрезмерного восхищения до полного отрицания применения для контуров отопления.

Считается, что электродные котлы были спроектированы для отопления подводных лодок. И действительно, изготовление котлов отопления требует минимума материалов, морская вода с растворенными солями – отличный теплоноситель, а корпус подводной лодки, с которым соединена система отопления, является идеальным заземлением. На первый взгляд – это отличный контур отопления, но можно ли его применить для отопления жилищ и как сделать электрокотел отопления своими руками, повторив устройство котла «Скорпион»?

Электродный котел Скорпион

В электродных котлах теплоноситель нагревает ток, проходящий между двумя электродами котла. Если в систему залить дистиллированную воду, то электродный котел работать не будет. В продаже имеется специальный солевой раствор для электродных котлов с удельной проводимостью порядка 150 ом/см. Конструкция агрегата настолько проста, что сделать электрокотел Скорпион своими руками, при наличии необходимых навыков, довольно просто.

К этой трубе привариваются два патрубка для подключения к системе отопления. Внутри прибора находится изолированный от корпуса электрод. Корпус котла играет роль второго электрода, к нему подключается нулевой провод и защитное заземление.

Недостатки электродных котлов

Основной недостаток электродных котлов – необходимость применения солевых растворов, которые неблагоприятно сказываются на батареях и трубопроводах отопления. Система отопления в течение нескольких лет может потребовать полной замены радиаторов, особенно алюминиевых (более подробную информацию о которых вы прочитаете здесь), и трубопроводов. Циркуляционные насосы, которые рассчитаны на работу с антифризом или чистой водой подвергаются большой опасности. Второй огромный недостаток – электродные котлы требуют идеального защитного заземления корпуса, иначе они представляют огромную опасность поражения электротоком. В зарубежных странах продавать и устанавливать подобное оборудование запрещено!

Система водоочистки

Вода в газовом котле нагревается в специальном теплообменнике. И какую бы марку котла вы не выбрали, при некачественной воде он обязательно через какое-то время выйдет из строя.

Что же делать?

Ошибка №18 Нельзя запускать систему отопления и устанавливать котел без определения качества воды.

После ее лабораторного анализа и выявления повышенного содержания соли или железа, хочешь-не хочешь, а придется делать водоподготовку.

Затратно? Конечно. Но это менее затратно, чем регулярный ремонт котла в дальнейшем. На нашей воде без очистки вообще не стоит брать котлы с битермическим теплообменником.

Принцип работы

По сути, традиционный твердотопливный котел работает как обычная печка. Здесь также есть топка, в которой горят дрова (уголь, пеллеты и другие виды твердого топлива). Выделяемая энергия нагревает теплоноситель, расположенный в емкости над камерой сгорания.

Нагрев теплоносителя в этой конструкции производится и от внутреннего блина, и от дымохода, который пронизывает насквозь емкость с водой. При этом корпус котла также нагревается, что создает аккумулирующий эффект, сдерживающий быстрое остывание при выключении агрегата.

Нагретый теплоноситель поднимается вверх и выходит через верхний патрубок в подающий контур системы отопления. Охлажденный теплоноситель поступает в котел через нижний патрубок, соединенный с обратным контуром.

Основные разновидности самодельных котлов

Если вы собираетесь сделать котел долгого горения своими руками, то вам обязательно пригодится информация из нашего обзора. В последующих разделах мы расскажем, как самому сделать отопительный агрегат той или иной конструкции, дадим несколько наиболее легких схем, опубликуем информацию о наиболее распространенных котлах длительного горения

Давайте пока уделим внимание последнему вопросу

Пришла пора рассмотреть самые актуальные варианты котлов длительного горения, которые мы сможем собрать своими руками в домашних условиях. Все они будут питаться дровами. Что касается угля, то достать его сложнее, а еще он приводит к возникновению больших температурных нагрузок на отопительные агрегаты. В следующих разделах мы дадим чертежи твердотопливных котлов длительного горения и дадим объяснительную информацию.

Шахтный котел длительного горения

Мы можем изготовить самый простой шахтный котел своими руками. Он реализован по схеме с нижним горением. Основой агрегата является вместительная загрузочная камера, которую часто называют шахтой. Обладая вертикальной конструкцией, она позволяет вместить большое количество дров. По мере горения они проваливаются вниз, а продукты сгорания отправляются через колосниковую решетку в зольник.

Если мы взглянем на схему шахтной печи (котла), то мы обнаружим, что пламя у нас бушует вовсе не в шахте, а в соседней камере, откуда получаемое тепло поступает в жаротрубный теплообменник. А остатки тепловой энергии направляются в дымоход. Горение здесь длительное и определяется объемом шахты – загрузив сюда большое количество дров, можно смело отправляться спать.

Пиролизный котел

Давайте посмотрим, как устроен пиролизный котел и как сделать этот агрегат своими руками. Проще всего объяснить принцип работы этого агрегата на примере буржуйки. Здесь мы видим объемную камеру сгорания, которая реализует длительное горение. Получившиеся продукты сгорания отправляются в камеру дожигания, в которую подается вторичный воздух. В результате этого образуется большое количество тепла. Нам остается только дооснастить буржуйку жаротрубным теплообменником.

Существуют десятки чертежей котлов длительного горения на дровах, построенных на пиролизном принципе работы. Они отличаются расположением камер сгорания и дожигания, наличием и отсутствием дутьевых вентиляторов и автоматики, а также способами регулировки интенсивности процесса сжигания дровяного топлива. Но в целом их принцип работы одинаков.

Печи-котлы Бубафоня

Бубафоня представляет собой печь, а ее модификация – это водогрейный дровяной котел с подачей воздуха сверху, через прижимной поршень. Мы уже не раз писали о таких печах в наших обзорах, теперь настало время поговорить об агрегатах с отопительным контуром. Для реализации контура мы можем задействовать три схемы:

Установить теплообменник на дымовую трубу – самый простой вариант;
Соорудить вокруг корпуса котла сплошную водяную рубашку;
Обварить корпус агрегата трубами, по которым будет циркулировать теплоноситель.

Какую схему выбрать – решать вам. Кстати, котлы Бубафоня, за счет вместительных камер, помогут реализовать длительное горение продолжительностью до 24 часов и даже больше.

Котлы длительного горения Бубафоня работают на дровах, в них реализована схема верхнего горения.

Котлы-печи Булерьян

Изначально Булерьяны были (и есть) печами конвекционного типа. Они оснащаются мощными конвекторами, позволяющими буквально за 20-25 минут прогреть помещение большого размера. Появившись изначально в Канаде, эти печи добрались и до России, которая тоже может похвастаться суровым климатом (действительно для некоторых регионов). Умельцы превратили печи в котлы, немного поработав над конструкцией конвекторов – теперь по ним циркулирует не воздух, а теплоноситель.
Правда, котлы Булерьяны не могут похвастаться длительным горением, так как отличаются не самыми большими камерами сгорания. Некоторые из них обладают свойством гореть до 10-12 часов, некоторые – чуть дольше. Но рассчитывать на 24 часа все-таки не приходится. Зато они отличаются высокой эффективностью и способностью максимально быстро отдавать тепло в отопительные системы.

Готовимся к созданию котла: полезные мелочи

Создание газового котла — процесс небыстрый и очень ответственный. Если вы не владеете хотя бы начальными навыками работы со сварочным оборудованием, то приступать к процессу нецелесообразно. Части агрегата соединяют между собой путём сварки. Если сварочного аппарата у вас нет или взаимодействовать с ним вы не умеете, то газовый котёл лучше купить в специализированном магазине. Но если вы поставили перед собой цель создать собственный газовый отопитель, то вам нужно знать:

без разрешения газовой службы подключать самодельный котёл к магистрали, подающей природный газ в ваше жилище, запрещено;
чтобы получить разрешение, придётся вызвать специалистов-аналитиков на дом или отвезти котёл в службу лично;
если установить котёл без разрешения, то это может привести к утечке газа, возгоранию или взрыву;
при выполнении сварочных работ не забывайте о собственной безопасности: на руки наденьте защитные перчатки, на глаза — специальную маску, на тело — рабочую одежду;
элементы для котла покупайте в специализированном магазине, а не с рук. Все агрегаты должны иметь сертификаты и паспорта;
делайте всё строго по чертежам;
до начала работы подготовьте необходимое оборудование, материалы, инструменты.

Полезные советы по изготовлению ТТ котла

Если вы хотите сделать ТТ котел универсальным с позиции использования сырья, то для топочной камеры используйте трубу из жаропрочной легированной стали.

Труба из легированной стали для котла

Можно значительно сократить расход на строительство агрегата, если взять бесшовную стальную трубу 20 марки.
Прежде чем устанавливать котел на место, которое определено под этот агрегат, проведите первую растопку на улице, оборудовав котел временным дымоходом. Так вы убедитесь в надежности конструкции и увидите, правильно ли собрали корпус.
Если в качестве основной камеры вы будет использовать газовый баллон, то учитывайте, что такой агрегат вам обеспечит горение на 10-12 часов из-за небольшого количества закладываемого топлива. Итак небольшой объем пропанового баллона уменьшится после срезания крышки и зольника. Чтобы увеличить объем и обеспечить большее время горения, необходимо использовать два баллона. Тогда объема топочной камеры точно хватит на обогрев большого помещения, и не нужно будет закладывать дрова каждые 4-5 часов.
Чтобы дверца зольника плотно закрывалась, не давая доступа воздуху, нужно ее хорошо герметизировать. Для этого по периметру дверцы проложите асбестовый шнур.

Асбестовый шнур

Если вы будет выполнять в котле дополнительную дверцу, которая позволяет «дозагружать» топливо не снимая крышки, ее тоже нужно плотно герметизировать с помощью асбестового шнура.

Для эксплуатации ТТ котла, схему которого мы прилагаем ниже подходит любое твердое топливо:

каменный и бурый уголь;
антрацит;
дрова;
древесные пеллеты;
брикеты;
опилки;
сланцы с торфом.

По качеству топлива особых указаний нет – подойдет любое. Но учитывайте, что при большой влажности топлива, котел не даст большой коэффициент полезного действия.

Что понадобится

Когда проект выбран, необходимо посчитать, сколько требуется материала. Если инструкция предполагает, что нужен чугун, не покупайте более дешевый алюминий, иначе устройство быстро выйдет из строя. Термостат и дефлектор лучше приобрести готовые, чем делать самостоятельно.

Важно учитывать несколько моментов при изготовлении устройства:

Термостат желательно выбрать программируемый, так можно будет задать контролируемую температуру.
Дефлектор лучше установить над дымоходной трубой, тем самым обеспечив вытяжку. Он может выглядеть как зонтик с конусом. Материалом служит только нержавейка.
Аппарат должен иметь автоматику, которая включает контроль над пламенем, перегревом, тягой

Также важно наличие подрывного клапана.

Особенности сооружения

Самодельный отопительный котел для кирпичной печи может быть выполнен в различных вариациях, в зависимости от применения. Подобная конструкция может быть установлена не только в жилом доме, но и в служебных или хозяйственных помещениях, например, в теплице.

Самым важным этапом является правильная установка котла. Он должен находиться непосредственно в печи. Самодельный водяной котел отопления в кирпичную печь на дровах или угле устанавливается в виде буквы «П». Чертежи для данного процесса можно легко найти во всемирной паутине. Оптимальным материалом для его сооружения станет труба или листовой металл.

Для сооружения отопительного агрегата также пойдут неиспользуемые чугунные радиаторы, которые использовались в старых системах отопления многоэтажных жилых помещений. Перед монтажом радиатор нужно хорошо очистить, промыть и обработать соляным раствором. Это позволит значительно продлить срок службы самодельного водяного котла.

Сварить водяной котел для печи можно самостоятельно. Это несложно сделать при наличии чертежей и небольших навыков в этой сфере. Если же опыт отсутствует, то сварку оборудования для печи нужно доверить специалисту.

Несмотря на явные преимущества, подобное водяное отопление для печи имеет и свои недостатки:

Работа печи требует постоянной диагностики и контроля.
Зольная камера печи должна регулярно чиститься.
Подобная конструкция с печью используется преимущественно в холодное время года.
Износ конструкции котла в связи с высокой температурой внутри печи.
Отсутствие системы аварийного контроля, что обусловлено особенностями конструкции кирпичной печи.

Однако, при отсутствии других вариантов и при качественно выполненной работе, отопление с использованием печи будет неплохим вариантом.

Котел на жидком топливе своими руками

Жидкотопливные котлы работают на отработанном моторном масле, мазуте, солярке и прочими отходами перегонки нефти. Он довольно экономичный, поскольку в принципе негорючее, точнее, слабо горючее жидкое топливо сгорает не само по себе, а сгорают его пары. Газы образуются в результате попадания капель топлива на раскаленную плоскость и точно так же, как и в дровяных котлах, сгорая, нагревают теплоноситель.

Эти виды котлов для отопления не единственные из возможных вариантов для постройки своими руками. Они просто самые простые, которые показывают, что если есть умелые руки и желание, можно не просто здорово экономить на оборудовании, но и рассчитать оптимальный котел, который будет соответствовать всем запросам по топливу, объему отапливаемого помещения и может прослужить не меньше, чем заводское оборудование. Не мерзните зимой, удачных экспериментов!

Как функционирует самодельная установка?

Топливник шахтной конструкции загружается до нижней кромки проема для загрузки дров. Доверху камеру сгорания загружать нельзя. Работает агрегат по следующему алгоритму:

Дрова (опилки, брикеты, уголь) закладываются в топку.
Дверцы отсека закрываются герметично.
На модуле управления выбирается требуемая температура (от +50 °С и выше).
Топливо разжигается.
Вентилятор начинает нагнетать воздух.
Когда происходит нагрев теплоносителя до заданного показателя, вентиляционная установка выключается (автоматически). Воздух перестает поступать в камеру сгорания.
Дрова тлеют, поддерживая определенную температуру. Когда ее величина снижается, модуль управления снова запускает вентилятор.

Наглядно принцип работы шахтной установки продемонстрирован на чертеже.

При желании в самодельный агрегат несложно внести некоторые дополнения, которые сделают его более многофункциональным и безопасным в использовании. Допускается дорабатывать конструкцию котла такими способами:

Установить группу безопасности.
Интегрировать в бак агрегата добавочную рубашку для подогрева теплоносителя для обеспечения дома горячим водоснабжением.
Смонтировать электронагреватель (ТЭН), который станет нагревать отопительное устройство, когда дрова прогорят.

После таких доработок самодельная конструкция по многим показателям будет превосходить дорогостоящие заводские установки.

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.

Котлы отопления на дровах

Дровяной котел в самом простом и доступном варианте можно выполнить по принципу двух цилиндров, один из которых помещен внутрь второго. Цилиндр малого диаметра при этом будет предназначен для топки, а в большем цилиндре находится теплоноситель. Реализовать его можно так же просто, как выглядит описанная схема.

В пространство между трубами заливается вода или антифриз, к этому резервуару подключаются два патрубка, а внутренний объем будет предназначен для топки дровами. Такая схема работает как на дровах, так и на опилках или щепках, но особенно результативного КПД ждать от такого котла не стоит.

Альтернативные источники тепла и сухой остаток

Самые разные альтернативные источники энергии можно рассматривать только, как дополнение к основным видам топлива. Солнечная энергия бесплатна, но цены на оборудование и конвекторы — заоблачные. Определенный интерес представляют в этом плане тепловые насосы, но простая семья из пяти человек физически не может позволить себе инвестировать в будущее 25-30 тысяч евро, хотя здесь больше дело в приоритетах — средний семейный автомобиль стоит примерно столько же. Что в итоге?

Газ. Дорогой, подача нестабильная, качество не позволит установить технологичный экономный газовый котел отопления.
Электричество. Подача нестабильная, напряжение тоже непостоянное, стоит дорого, но есть практически в каждом доме и даже в самой глуши. Электрические котлы отопления наиболее часто применяются также и для горячего водоснабжения. Также есть возможность устанавливать современные ионные экономичные отопительные станции.
Жидкое топливо. Бесперспективный метод отопления, поскольку тенденция к сокращению использования нефтепродуктов через десяток-другой лет коснется не только фондовых бирж, но и Ракукинского сельсовета. Котлы на жидком топливе обычно рассматриваются как вспомогательное отопительное оборудование и для временного отопления. Они неудобны в эксплуатации, чадят, КПД не самый высокий.
Твердое топливо. Пока это единственный, если не альтернативный, то дополнительный способ организовать автономное отопление. Твердотопливный котел отопления своими руками чертежи разных конструктивных вариантов, мы приводим, как иллюстрацию доступности такого метода.
Альтернативные методы отопления. Для нашей страны первой половины ХХI века — это остается фантастикой, очень привлекательным и интересным материалом для изучения, но возможности реализовывать большинство схем получения альтернативной энергии нет.

Сборка отопительного агрегата

В первую очередь к блину 412 мм приваривается дымоход. Затем внутри корпуса на высоте 30-35 см от топочного отверстия необходимо приварить временные упоры. Это может быть проволока или арматура. На них сверху опускается блин с дымоходом.

Основные стыки

А вот теперь самый важный момент – надо сварить между собой блин и корпус котла. Проварить шов надо обязательно с двух сторон и сделать это необходимо качественно. Этот стык есть сопряжение топки и водяного бака.

Далее на торчащий из котла дымоход надевается блин 425 мм. Здесь необходимо хорошо проварить два стыка: между внешними краями блина и корпусом котла, между дымоходом и металлическим кругом.

Топочный отсек

Следующий этап касается топочной камеры. С обратной стороны от дымохода внутрь корпуса вставляется готовая решетка из арматуры.

Затем из уголка 25 мм вырезаются болгаркой несколько кусков, которые привариваются внутрь котла между топочным отверстием и поддувалом. Это будут упоры, на которые ляжет решетка.

Нижняя часть корпуса

И последнее. Необходимо приварить блин 425 мм к нижнему краю корпуса, приварить к нему четыре ножки из трубы 25 мм высотою по 5 см. Далее привариваются петли, на которые навешивается дверца топки.

Конструкция для задвижки поддувала

Конструкция может быть разной: в виде обычной дверцы, в виде шибера (это заслонка, которая перемещается в плоскости отверстия), в виде поворотной заслонки с отверстиями в корпусе. Продаются готовые изделия, которые просто привариваются по месту.

Можно сварить цельную конструкцию своими руками и прикрепить ее к котлу. Из всех предложенных вариантов самый простой – это или дверца, или шибер.

Печное отопление частных домов

По сути своей, печи являются прототипом отопительных котлов и сходны во многом с ними по устройству. Но классические печи сочетают в себе 2 конструктивные черты – они являются источниками (генераторами) тепла и одновременно приборами отопления – излучают тело со своей поверхности. По материалу изготовления печи делятся на 2 основных типа:

Кирпичные;
Металлические – стальные или чугунные.

В качестве топлива для печей чаще всего используют дрова или различные сорта угля. Отопительные устройства имеют невысокий КПД, практически не имеют регулирования, требуют постоянного ручного обслуживания. Тем не менее, печное отопление довольно часто используется при отсутствии иных видов топлива, в домах с площадью до 50 – 60 м2, на дачах и в загородных домовладениях с непостоянным пребыванием людей.