Изготовление котла для водяного отопления

Выбор конструкции обогревательного оборудования

Процессы горения в печах и котлах отопления идентичны, но при этом агрегаты имеют различия в функциональности, поскольку котел отопительный применяется не только для локального прогрева зоны, но и нагрева теплоносителя, транспортируемого по системе отопления дома. Для равномерности передачи тепла необходимо продумать размещение теплообменника, поддерживать постоянное горение топлива для поддержания температуры циркулирующего теплоносителя. Выбирая конструкцию котла, нужно определиться с видом горения.

Различается два варианта – верхний и нижний тип горения:

1. Нижнее горение. Это агрегаты с дверкой для загрузки в верхней части камеры сгорания, но сам процесс горения происходит снизу. Получается, что верхний слой топлива перемещается вниз по мере сгорания нижних слоев. Вентиляция в таких котлах зависит от типа модели и может осуществляться снизу вверх с помощью вентилятора или естественным путем за счет тяги. Второй вариант не требует подключения к сети электропитания, требует меньший объем загрузки топлива, но не отличается высокой эффективностью.
2. Верхнее горение. Дверца для закладки топлива также располагается в верхней части камеры сгорания, но агрегаты обязательно оснащаются принудительной тягой с направлением движения воздуха сверху вниз. Дым продвигается вниз топки, смешивается с воздухом и сгорает, попутно прогревая и просушивая топливо, выложенное в нижних слоях.

Проще изготовить дровяной котел своими руками с нижним вариантом горения, где можно обойтись без вентилятора, который нужен для формирования принудительной тяги. В таких агрегатах нет особо сложных узлов, поэтому процесс изготовления и сборки значительно упрощен.

Теперь раз и навсегда, без каких либо регистраций и СМС можно бесплатно скачать 1хБет на Андроид перейдя по активной ссылке и дальше продолжать кайфовать от игры и делать ставки на любимую команду в удобном мобильном приложении.

Второй нюанс, на который нужно обратить внимание – режим горения. Различается обычный режим и пиролизный. Второй вариант предполагает разложение твердого топлива на составляющие и дожиг всех компонентов

Это значит, что сгорит не только уголь или дрова, но и газ, выделяемый в процессе горения. Такая функция снижает затраты на топливо, повышает КПД оборудования, но придется учесть монтаж второй камеры сгорания (дожига), которая увеличит размер котла и потребует расходов на покупку большего количества материалов

Второй вариант предполагает разложение твердого топлива на составляющие и дожиг всех компонентов. Это значит, что сгорит не только уголь или дрова, но и газ, выделяемый в процессе горения. Такая функция снижает затраты на топливо, повышает КПД оборудования, но придется учесть монтаж второй камеры сгорания (дожига), которая увеличит размер котла и потребует расходов на покупку большего количества материалов.

Также в расчет нужно брать тип топлива – уголь, дрова, пеллеты. Тут все зависит от доступности сырья, а качество и длительность горения напрямую зависит от мощности, эффективности сооруженного агрегата.

Выбор в пользу более сложных типов оборудования может сделать мастер с опытом, а для новичка лучше брать простые схемы понятных конструкций. Если расчеты сделаны правильно, подобран нужный объем камеры и учтена вентиляция, то даже простейший агрегат справится с отоплением помещений.

Котел длительного горения

Этот котел имеет как минимум две модификации.

Конструкция первой модификации котла длительного горения состоит из следующих элементов:

1. Зольной камеры с дверкой, на которой размещается поддувало.
2. Топочной камеры с дверкой.
3. Теплообменника.
4. Патрубков для подачи и возврата теплоносителя.
5. Отверстия для выхода угарных газов. Размещается вверху топочной камеры.
6. Регулятора тяги (включает в себя датчик температуры в виде биметаллической пластины или емкости, наполненной воском, а также цепной механизм, который управляет поддувалом).
7. Корпуса.
8. Теплоизоляции.
9. Обшивки.
10. Ножек.

В этом котле длительного горения зольная камера имеет такую же глубину и ширину, как и топочная. Она размещена под камерой для сгорания.

Самостоятельно можно сделать два виды теплообменника:

1. Трубчатый.
2. Водяную рубашку.

Первый представляет собой вертикальные трубы, которые соединены горизонтальными трубками, или горизонтальные трубки, концы которых приварены к двум плоским вертикальным герметичным металлическим коробкам. При этом один конец каждой трубы находится выше второго. То есть имеется небольшой наклон. В обоих вариантах трубы размещаются в шахматном порядке. Благодаря этому дым как будто запутывается между трубками теплообменника и отдает больше тепла.

Такой узел размещают в топке. Его ставят в верхней части камеры. При этом движение теплоносителя должно быть противоположным движению дыма. В котле с таким теплообменником всегда делают дополнительный корпус. Между ним и топочной камерой должно быть пространство в несколько сантиметров. Благодаря этому не будет перегреваться теплоизоляционный материал, который размещается вокруг корпуса.

Что касается водяной рубашки, то такой теплообменник представляет две размещенные одна в одну емкости. Внутренняя является топочной камерой. Между емкостями образуется пространство. Во время работы котла оно заполняется водой, которая впитывает тепло от раскаленных стенок топочной камеры.

Вторая модификация котла для отопления дома имеет схожее строение:

1. Корпус. Представляет собой конструкцию из двух труб, которые вставлены друг в друга. Пространство между ними заполняется водой.
2. Зольная и загрузочная дверки.
3. Распределитель воздуха. Круглая пластина с приваренными снизу вертикальными пластинами и сделанным по центру отверстием. Этот распределитель подает воздух к дровам через трубу, которая приварена к сделанному в нем отверстию. Наверху трубки имеется заслонка.
4. Верх с отверстием по центру. Через это отверстие проходит труба подачи кислорода (она приварена к распределителю воздуха).
5. Дымоход.

Преимущества

Двухконтурный твердотопливный котел

Основными положительными качествами таких котлов можно назвать:

1. Доступ к отоплению в любое время. Действительно, газовые котлы – не такое частое явление, особенно в селах или поселках, отдаленных от основных магистралей.
2. Работа котлов длительного горения не требует постоянного человеческого контроля. Без вмешательства в процесс работы такие котлы могут работать неделями без перерыва, что и дало название им – длительного горения.
3. Твердое топливо стоит дешевле, чем электричество, газ либо дизель. Получается явная экономия средств.
4. Универсальное использование. Действительно, прямое отопление – не единственная возможность котла. Его также устанавливают для получения горячей воды в доме. Нагревая воду в системе отопления, часть тепла идет и на подогрев воды. Для этого достаточно установить бойлер.
5. Установка твердотопливного котла может быть вполне выполнена своими руками. И даже если нужна обвязка, используя инструкцию, задачу вполне можно реализовать.

Схема твердотопливного и пиролизного котлов

Таким образом, котел имеет важное значение в частных домах и небольших хозяйствах. Правильно сделав выбор, можно обеспечить свой дом бесперебойным отоплением в любое время. Важно только помнить, что от объема камеры сгорания, мощности прибора зависит частота, с которой необходимо подкидывать твердое топливо для обеспечения его непрерывного горения

Важно только помнить, что от объема камеры сгорания, мощности прибора зависит частота, с которой необходимо подкидывать твердое топливо для обеспечения его непрерывного горения

Разновидности и выбор конструкции твердотопливного котла

Печи и котлы нагрева различаются по своим функциональным возможностям. Печь необходима для прогрева помещения, а котел еще должен прогревать теплоноситель, который транспортируется по сети отопления в доме

Поэтому важно продумать непрерывность процесса горения топлива, обеспечить равномерную циркуляцию воды по теплообменнику

Различаются котлы отопления самодельные по способу горения – верхнему (шахтному) или нижнему:

1. Твердотопливный котел с нижним горением – агрегат, в котором дверца камеры загрузки находится в верхней части камеры сгорания, сами дрова горят внизу. Такая система обеспечивает продолжительность горения топлива – нижние слои сгорают, верхние постепенно опускаются вниз под собственным весом. Циркуляция воздуха осуществляется снизу вверх при установке насоса (принудительная) или естественным путем. Второй вариант тяги удобнее, поскольку не требует подключения оборудования к сети питания, что обуславливает полную автономность системы.

1. Котлы с верхней или шахтной загрузкой – агрегаты, в которых дверца топочной располагается в верхнем отделе камеры сгорания. Устройства всегда оснащаются принудительной тягой для перемещения воздуха сверху вниз. В этом случае дым перегоняется в нижний отсек топочной камеры, смешивается с воздухом, сгорает, передает тепловую энергию топливу в нижних ярусах – особенно удобно при закладке сырых дров, за счет тепла они подсушиваются и горят лучше.

Для самостоятельной сборки лучше подходят агрегаты с нижним вариантом горения, встраивание вентилятора тут не нужно.

Еще различаются агрегаты по способу горения, они могут работать в обычном режиме или с выходом на пиролиз. Пиролизом называется процесс разложения энергоносителя на составляющие с последующим сжиганием элементов. Для сборки моделей с пиролизным горением придется оборудовать вторую камеру сгорания, габариты прибора будут больше, увеличится расход материалов.

Температура горения угля выше, чем у дров, поэтому если формируется твердотопливный прибор под горение угля, колосники должны быть чугунными, корпус и теплообменник – из стали большой толщины. Допустимо делать корпус котла из огнеупорного кирпича.

После оценки собственных умений, просмотра схем нагревателей, выбирается определенная модель прибора. Если опыта достаточно, мастер сможет соорудить самодельный газовый котел для отопления частного дома, новичкам же стоит отдать предпочтение самым простым устройствам. При соблюдении техники сборки и монтажа тепла в доме будет достаточно от примитивного твердотопливного котла с водяным контуром отопления.

Схемы систем отопления частного дома

Прежде чем начать работы по монтажу, добавить новые элементы в систему или заменить старые, составляются схемы отопления. Так принято называть графически изображенную последовательность подключения радиаторов и других элементов системы к трубам подачи и обратки.

«Подачей» в отопительных системах называется труба, по которой горячий теплоноситель поступает от котла в радиатор. «Обратка» — это линия, по которой остывший в радиаторе носитель тепла перемещается к точке нагрева.

Схема отопления частного дома по способу разводки труб может быть как однотрубная, так и двухтрубная.

Однотрубная

Схема однотрубной системы отопления

В данном случае постепенно остывающий теплоноситель перемещается по замкнутому кольцу из одного радиатора в другой. Подобная схема отопления может отличаться по типу подключения элементов:

• вертикальная – используется в многоквартирных жилищах;
• горизонтальная – в невысоких частных домах.

Однотрубная система легко монтируется, но отличается неравномерностью прогревания помещений (радиаторы, расположенные ближе к котлу, будут значительно горячее тех, которые находятся дальше от него). Поэтому используется в одно или двухкомнатных малоэтажных домах и дачах.

Двухтрубная

Схема двухтрубной горизонтальной системы отопления

Эта схема отопления частного дома устроена по совершенно иному принципу: теплоноситель движется к радиатору и от него, по двум контурам — «подаче» и «обратке». Такая схема дает возможность обеспечить более равномерное распределение теплоносителя между батареями и снизить расходы энергоносителя.

Схема двухтрубной вертикальной системы отопления

Двухтрубная система также может быть вертикальной и горизонтальной. Для загородных домов наиболее оптимальной будет горизонтальная двухтрубная схема. Для того чтобы в вашем жилище всегда было тепло и уютно, нужно не только выбрать оптимальные для вашего дома типы систем отопления, но и правильно смонтировать их.

Лучевая или коллекторная

Коллекторная схема водяного отопления

Идеально подходит для больших домов. Конечно это не самый экономичный вариант с точки зрения первоначальной стоимости системы, так как самих труб и трудозатрат на их монтаж понадобится намного больше, чем в двухтрубной. Но коллекторная схема отопления имеет огромное преимущество, она позволяет равномерно нагревать каждый радиатор, и избавиться от соединений на трубах.

Ленинградка

Схема водяного отопления Ленинградка

Известная схема, ставшая улучшенным решением однотрубной системы. Позволяет регулировать расход теплоносителя на каждый из радиаторов, что в свою очередь является полноценным контролем над температурой в каждом помещении, а значит и средством экономии.

Изготовление твердотопливного котла длительного горения своими руками

Приступая к сборке котла своими исполнитель  должен владеть навыками слесаря, сварщика и электрика, чтобы безопасно выполнить процесс производства и монтажа. У него должны быть средства защиты и заранее приготовленные материалы, инструменты и приспособления.

Чертеж

Чертеж твердотопливного котла

После того как будет выбран тип котла, потребуется иметь точный чертеж деталей. Он может выполняться самостоятельно, если мастер обладает определенными знаниями и навыками черчения, также можно его взять у знакомого, который смонтировал аналогичный котел отопления частного дома или скачать из интернета. Сегодня в сети достаточно вариантов проверенных конструкций твердотопливных котлов собственного изготовления.

Возможно такой чертеж придется доработать в зависимости от имеющихся расходных материалов, особенно в части изготовления корпуса и теплообменного аппарата. Главное, что нужно сохранить — это расчетную толщину металла, минимально допустимые габариты, поверхность нагрева теплообменника, диаметр отверстия для выхода дымовых газов, чтобы котел раньше времени не перегорел.

Материалы

Перед тем как сделать котел подготавливают рабочее место, обычно это мастерская, и складируют в ней необходимые материалы. Для создания котлоагрегата на твердом топливе потребуются такие расходные материалы:

• стальной лист более 5 мм для корпуса, труба или использованный газовый баллон;
• лист нержавейки 5 мм для топливоподачи;
• стальной уголок, с размерами по чертежу;
• колосниковая решетка, сталь или чугун;
• водопроводные трубы, для высокой температуры с диаметрами по чертежу;
• дверца для зольника;
• проволока, метизы и электроды;
• воздушная заслонка или регулятор тяги.

Инструменты

Мастеру потребуется большой перечень инструментов:

• Спецодежда сварщика с защитными средствами;
• сварочный инверторный аппарат;
• болгарка с дисками по металлу;
• электрическая дрель со сверлами по металлу;
• набор слесарных инструментов;
• набор измерительных инструментов.

Делаем котел своими руками

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

Для выполнения корпуса твердотопливного котла длительного горения я выбрал старый газовый баллон, предварительно тщательно промыл его от остатков газа, если есть какие-то сомнения, рекомендую приобрести уже подготовленный баллон в газовой службе.

Далее на баллоне отрезал его верхнюю часть ниже места изгиба. После подготовке корпуса выполнение котла производил по следующей инструкции:

1. Из нержавеющего листа 5 мм, вырезал круг, с диаметром на 20 мм меньше внутреннего диаметра корпуса, чтобы он в дальнейшем мог свободно перемещаться вдоль него, продвигая топливо.
2. В середине полученного листа просверлил отверстие 100 мм корончатым сверлом.
3. К данному отверстию приварил трубу подходящего диаметра с высотой на 100 мм выше корпуса котла. Тщательно выполнил швы, чтобы они были герметичными и аккуратными. Если аккуратно не получилось, можно обработать болгаркой или напильником. Таким образом будет изготовлена конструкция в виде поршня, которая под собственным весом будет продвигать топливо вниз топочной камеры.
4. К нижней части поршня приваривают 4 металлических уголка, для создания воздушных каналов, подающих воздух к устью горения.
5. Вырезал еще один круг, но теперь большего диаметра чем корпус на 5 см, в середине вырезал отверстие 100 мм для поршня, эта деталь будет выполнять роль крышки котла. Одетая на поршень она герметично закроет корпус котла, тем самым создаст камеру горения.
6. Трубу вверху оборудовал заслонкой для регулирования объема, подающего воздуха.
7. Края крышки тщательно обработал напильником.
8. К корпусу котла приварил специальные ручки для перемещения, а к нижней части корпуса —  ножки из металлического уголка.
9. Внизу корпуса вырезал место под дверцу зольника и установил ее на петлях.
10. Дымоход приварил в верхней части котла из трубы диаметром   100 мм.
11. Перед тем как поставить котел, его нужно выставить на ровную бетонную или кафельную поверхность и подсоединить по газовой части к дымовой трубе.

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:

• для водяного контура с классической камерой сгорания;
• пиролизные агрегаты с дополнительной верхней камерой сгорания.

Основные схемы водяного отопления по способу подключения отопительных приборов

Основная классификация схем водяного отопления базируется на принципе подключения отопительных приборов к общим трубопроводам, по этому признаку выделяют 5 типов систем:

1. Однотрубная;
2. Двухтрубная;
3. Коллекторно-лучевая;
4. Комбинированная;
5. Комплекс водяных теплых полов.

Однотрубная схема является простейшей по своему устройству – радиаторы здесь подключаются последовательно к подающему трубопроводу. Теплоноситель поступает в первый отопительный прибор, обратный трубопровод из него подключается ко второму по порядку устройству и служит для него подающим – по этому принципу подключается несколько устройств.

Такая схема комплекса отопления обладает рядом недостатков. Главным недостатком можно назвать отсутствие возможности управления температурой отдельного прибора в линии – при изменении расхода теплоносителя на одном из устройств происходит изменение расхода на всех последующих. Также не имеется возможности отключения радиаторов без полной остановки системы (или ветки), наблюдается постепенное снижение температуры от первого к последнему радиатору, невозможно применить автоматические устройства управления температурой.

Для устранения этих недостатков применяется специальное техническое решение – каждый отопительный прибор оборудуется обводной линией (байпасом) – она соединяет подачу и обратку каждого устройства, имеет меньший диаметр (на 1 шаг). По байпасу часть горячего теплоносителя помимо радиатора поступает в следующий по порядку отопительный прибор – это позволяет отчасти выровнять температуру на радиаторах, возникает возможность отключения каждого устройства.

Наиболее технически развитой является двухтрубная схема системы отопления – здесь радиаторы подключаются параллельно к общим подающему и обратному трубопроводам. Такая компоновка делает систему маневренной, дает возможность регулирования температуры на каждом устройстве (в том числе с помощью термостатической арматуры), каждое устройство можно отключить без ущерба для работы всего комплекса в целом. По построению двухтрубная система бывает двух видов – тупиковая и попутная (петля Тихельмана), причем вторая большинством специалистов считается белее эффективной.

Коллекторно-лучевая схема является частным случаем двухтрубной системы – здесь вместо пары общих трубопроводов имеются распределительные коллекторы – отопительные приборы подключаются к ним отдельными подводками. Достоинством данной схемы является возможность управления системой из одного места (с коллекторного узла), но в то же время имеются и недостатки – увеличенный расход трубопроводов и повышенное гидравлическое сопротивление из-за большой протяженности труб.

Комбинированная схема является гибридом основных конфигураций (однотрубной, двухтрубной и лучевой), получила большое распространение, сочетает в себе как достоинства, так и недостатки базовых схем.

Комплекс водяных теплых полов (или стен) – особая конфигурация системы отопления. Здесь теплоотдающими элементами являются строительные конструкции (массив пола или стены), внутри которых проложены трубопроводы, по которым циркулирует теплоноситель. Базовым элементом схемы является узел управления, состоящий из термостатического смесителя, циркуляционного насоса и коллекторов с регулирующей (балансировочной) арматурой.