Дровяные котлы для отопления частного дома — устройство и установка

Цена на котел на дровах меньше, чем аналогичные газовые модели, но есть определенные нюансы, с которыми владелец должен ознакомиться перед выбором.

Выбор подходящей конструкции

Прежде чем рассматривать разные варианты дровяных и угольных отопительных агрегатов, мы предлагаем прояснить вопрос, откуда берется продолжительность горения как таковая. Благодаря усилиям продавцов и рекламщиков у большинства пользователей сложилось мнение, что этому способствует тлеющий режим работы котла, при котором древесина сжигается очень медленно.

В реальной жизни вы не сможете постоянно эксплуатировать теплогенератор в режиме тления и вот почему:

Выбор подходящей конструкции
  • при невысокой температуре в камере падает эффективность сжигания твердого топлива (КПД установки снижается от 75 до 60%);
  • хорошо тлеет только сухое дерево, а влажное начнет затухать, если вы не откроете подачу воздуха;
  • агрегат попросту не обеспечит необходимое для обогрева дома количество тепловой энергии.

Atmos C 20S (слева) и Viessmann Vitoligno 100-S VL1A024 (справа)

Теперь перечислим популярные виды самодельных котлов:

Выбор подходящей конструкции
  • традиционные с прямым сжиганием твердого топлива;
  • верхнего горения, сделанные по чертежам отопителей Стропува и печей Бубафоня;
  • газогенераторные модели, более привычное название – пиролизные;
  • агрегаты шахтного типа.

О том, как своими руками изготовить пиролизный теплогенератор, мы рассказывали ранее в соответствующем руководстве, так что повторно его рассматривать не будем. Что касается шахтного котла, изображенного на схеме, то его сборка и эксплуатация связана с некоторыми сложностями. Изделие довольно громоздкое и материалоемкое, вдобавок слишком большой трубчатый теплообменник быстро забивается сажей при использовании влажной древесины.

Конструкция шахтного отопителя в разрезе

Выбор подходящей конструкции

Чертежи классического котла с наддувом

Вы спросите – почему с принудительным наддувом? Это необходимо, чтобы избегать пресловутого режима тления и экономично сжигать твердое топливо. Принцип действия следующий:

  1. В топливник объемом 112 дм³ доверху загружаются дрова (или уголь) и разжигаются. После чего все дверцы закрываются наглухо, и в работу включается автоматика, запускающая нагнетание воздуха вентилятором.
  2. После достижения заданной температуры теплоносителя контроллер останавливает вентилятор и котел переходит в ждущий режим. Через канал, закрытый гравитационной заслонкой, поступает мизерное количество воздуха, дабы топливо не потухло.
  3. Когда температурный датчик зафиксирует охлаждение теплоносителя в котловой емкости, автоматика вновь включит вентилятор и цикл повторяется.
Выбор подходящей конструкции

Представленный ниже на чертеже твердотопливный котел длительного горения универсального типа уголь / дрова имеет следующие технические параметры, проверенные на практике:

Устройство дровяного теплогенератора довольно простое: вытянутая в высоту топка оснащена снизу колосниками, а сверху – теплообменником из 4 труб, помещенных внутрь бака.

Нагнетание воздуха производится в зольную камеру по каналу из профиля 60 х 40 мм, подогреваемого задней стенкой топливника. Вентилятор и блок автоматики устанавливаются сверху, что предохраняет их от попадания пыли и грязи. Все подробности конструкции показаны на чертежах, которые вы можете взять за основу для самостоятельного изготовления.

Выбор подходящей конструкции

Вариант отопителя верхнего горения

Самодельные водогрейные котлы долгого горения, где организовано сжигание топлива сверху вниз, делаются по типу широко известной печи Бубафоня, чье описание и изготовление своими руками мы давали ранее. Теплогенератор – это та же печка, только оснащенная водяной рубашкой, как продемонстрировано на чертеже.

Схема работы при верхнем сжигании деревянных чурок

Выбор подходящей конструкции

Важный момент. Принцип работы отопителя считается относительно новым и заключается в том, что воздух к массиву топлива подается сверху, по трубе с тяжелым металлическим диском на конце. Зона горения тоже находится вверху, а дрова по мере сжигания проседают под тяжестью груза. Как правило, воздушный поток движется естественным путем за счет тяги дымохода, хотя при желании можно организовать принудительную подачу.

Судя по отзывам реальных пользователей на тематических форумах, подобные котлы на твердом топливе длительного горения не слишком хорошо себя зарекомендовали. Причин несколько:

  • агрегат уступает по эффективности классическим моделям, поскольку зона интенсивного горения расположена в одной плоскости;
  • круглый корпус отопителя усложняет изготовление в домашних условиях, а квадратным его сделать нельзя;
  • пока не прогорит вся предыдущая порция, подкидывать свежие дровишки технически сложно;
  • как и Бубафоню, теплогенератор с верхним сжиганием древесины непросто потушить в случае необходимости.
Выбор подходящей конструкции

Больше интересных особенностей котлов цилиндрической конструкции раскроет эксперт по отоплению в своем видео:

Преимущества системы на твердом топливе

Изготовление самодельных котлов отопления для частного дома подразумевает проведение расчетов, а также получение некоторых навыков и знаний. При этом самое важное в такой работе – это безопасность, так как даже заводские изделия периодически становятся причиной взрыва или пожара. Еще одна проблема, которая может сопровождать создание оборудования, это сопряжение самодельной конструкции с отопительной системой.

Самыми доступными и безопасными котлами, которые можно соорудить своими силами, являются агрегаты, работающие на твердом топливе. Они характеризуются следующими преимуществами:

  • высокий КПД;
  • полная автономность системы;
  • простая эксплуатация;
  • экологичность;
  • невысокие расходы.

Котлы, работающие на твердом топливе, отличаются самым высоким уровнем безопасности.

Можно выделить два типа котлов, работающих на твердом сырье:

  • традиционные приборы,
  • пиролизные.

Разница между ними в том, что осуществляется по-разному сгорание топлива.

В традиционных котлах предусмотрена только одна камера, где и происходит сгорание топлива.

Пиролизные агрегаты имеют два отсека, в нижнем из которых происходит сгорание топлива с выделением большого количества газа, а в верхнем – происходит его сжигание, в результате чего образуется большее количество тепла. При эксплуатации пиролизного котла требуется использовать только сухую древесину, а также соблюдать другие требования к теплоносителю.

Видео и рекомендации

Система таких агрегатов отличается простотой и доступностью. Такая работа под силу любому при условии соблюдения определенных условий:

  • владение базовыми навыками горячей сварки;
  • проведение предварительных расчетов и изготовление чертежа;
  • подготовка всех необходимых материалов.

Видео 1 Делаем котел отопления своими руками

Видео 2 Делаем обычный самодельный дровяной котел

Видео 3 Новая супер модернизация самодельного котла "Бубафоня"

Видео 4 Самодельный "неубиваемый" электрокотел

Главная особенность самодельных котлов для отопления частного дома, видео которых мы можете посмотреть выше, это то, что для их создания не требуется никакое специальное оборудование, а конструкцию можно соорудить из подручных средств:

  • листы металла, или металлическая бочка с толщиной стенки не менее 5 мм, при этом обязательно нужно удостовериться в отсутствии дыр;
  • радиаторы.
  • стальные и профильные трубы.
  • заслонки.
  • крепежные детали.
  • дверца.

Для изготовления котлов используйте только новые материалы без брака, дыр, трещин и заломов.

Кроме того, котел можно оборудовать циркуляционным насосом.

Чертежи и инструкция

Собирать и устанавливать оборудование следует исключительно по схеме, обязательно в порядке, который был предусмотрен чертежом. При этом полностью исключены ошибки, приводящие к полной неработоспособности изделия.

Традиционные самодельные котлы для отопления частного дома, чертежи которых можно сделать самостоятельно, выполняются в виде 2 отсеков, размещающихся по принципу «матрешки». Внешний отсек будет исполнять роль камеры для сгорания топлива, а внутренний – будет служить баком для нагрева теплоносителя. При этом эти отсеки не должны между собой сообщаться, чтобы продукты сгорания не попадали в воду.

После сборки основы самодельный котел для отопления частного дома, чертеж которого дает возможность сделать это быстро и правильно, устанавливается на постоянное место. Затем топку оборудуют дымоходом с заслонками, для того, чтобы дым выводился наружу, и обеспечивалось отопление. В заключение – придание печи эстетики с использованием кирпича или декоративных элементов.

Далее самодельный котел подсоединяется к водяному контуру и проводится первое включение конструкции, которое является тестовым запуском. В случае успешного тестирования, изделие можно использовать по назначению.

Самодельные котлы являются удачным решением для отопления дома в любое время года, ведь они могут стать частью интерьера, предметом гордости мастера и источником тепла.

Виды отопительных котлов

Выбор типа самодельного котла отопления зависит от того на каком топливе он будет работать. Отсюда классификация:

  1. К электрическим котлам отопления не предъявляются высокие требования по безопасности. Конструкция состоит из емкости, которую несложно сделать из отрезка трубы с диаметром больше чем у подводящих патрубков отопительной системы. Внутри устанавливают ТЭНы. Несмотря на простоту изготовления такой котел для отопления экономически не выгоден, так как цена электроэнергии высокая. Поэтому этот вариант выбирают для периодического отопления небольших дачных домиков.
  2. У газовых котлов высокий КПД и невысокая цена топлива. Однако из-за взрывоопасности газа требования даже к заводским моделям очень высокие. Поэтому получить разрешение на установку и эксплуатацию самодельного котла отопления практически невозможно, а при монтаже в подвале и теоретически.
  3. В изготовлении жидкотопливного котла своими руками ничего сложного нет. Но для нормальной эксплуатации придется установить емкость для хранения мазута или дизтоплива и проложить от нее утепленный трубопровод. Цена горелки и трудности ее настройки могут отбить желание делать такой котел. Тем более что придется договариваться с пожарной инспекцией о получение разрешения на установку.
  4. Чаще всего для отопления частного дома устанавливают твердотопливный котел отопления. Его топят дровами, каменным углем, торфом, горючими сланцами. У самодельных котлов этого вида температура на выходе доходит до 120 — 150 ⁰C.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

В классическом виде нагревательный агрегат, от которого будет работать домашнее отопление, состоит из следующих элементов:

  • топочная камера (бункер) для сжигания дров, угля, топливных брикетов;
  • колосники, через которые осуществляется подача в камеру сгорания воздушной массы;
  • теплообменник трубчатого типа или накопительная емкость для котловой воды;
  • дымовая труба для вывода наружу продуктов горения топлива;
  • регулятор тяги.

Важное требование, которое придется учитывать ещё на стадии проектировании котла, это размеры топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной, вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного перемешивания. Кирпичные котлы в этом плане предпочтительнее, так как кирпич имеет меньшую теплопроводность, что обеспечивает в керамической топке более высокую температуру горения, чем в металлическом агрегате.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

Топочная камера должна быть устроена таким образом, чтобы максимально концентрировать тепловую энергию на нагреве теплообменника.

Читайте также:  Печи для сауны электрические своими руками — Строим баню или сауну

Топка из стали котла на твёрдом топливе

Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От конструкции этого элемента, качества материала и исполнения зависит КПД котельного оборудования. Название теплообменника определяется материалом его изготовления — чугунный или стальной. Теплообменные змеевики этих агрегатов — трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением труб в обиходе часто называют водяными рубашками.

Чугунные теплообменники рассматривать не будем, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Однако можно использовать готовые узлы из чугуна, снятые со старых агрегатов, демонтированных в силу каких-то причин. Такая замена распространена, когда выполняется модернизация твердотопливного котла или его ремонт.

Для изготовления стального теплообменника используют толстостенные трубы. Нужную конфигурацию трубе придают её гибкой под нагревом либо использованием отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединяемых с фрагментами змеевика электросваркой.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.

Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку

Особенности монтажа

Твердотопливные котлы не относятся к числу экологически чистого оборудования, для их установки нужна котельная. При монтаже соблюдают ряд правил:

  • от топки до стены следует оставлять минимум 1 метр свободного пространства;
  • в полуметре от пола и максимум в 40 сантиметрах от потолка нужно оборудовать вентканалы;
  • в котельной не должно быть горючих веществ;
  • перед топкой следует настелить металлический или асбестовый лист не меньше 50 на 70 см размером;
  • над котлом оборудуют дымоход. Рекомендуемые параметры дымохода есть в инструкции котла.

Дымоход твердотопливного котла

Особенности монтажа

В трубе дымохода следует предусмотреть ревизионные люки для очистки от сажи. На стыке с котлом устраивают конденсатосборник. Части металлической трубы, находящиеся в холодных помещениях (неотапливаемый чердак и др.) нужно обмотать теплоизоляционным материалом для защиты от конденсации и обледенения.

Теплоизоляционный материал для дымоходов – базальтовая вата. Все остальные утеплители в той или иной степени горючи.

Некоторые особенности

Конфигурация котла, его характеристики, чертежи будут зависеть от многих факторов:

Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
  • Материала. Подойдет обычная сталь (лист), но лучше всего – жароустойчивая нержавейка или чугун.
  • Возможности хорошей обработки стали, надежного соединения деталей конструкции. Обычно для этого используют в основном болгарку, газовый резак и электросварку.
  • Вида, характеристик топлива (жидкое или твердое). Сталь должна выдерживать высокие температуры, не деформироваться, не плавиться под их воздействием. Выдерживать внутреннее давление паров и газов без разрывов и трещин.
  • Правильного расчета способа циркуляции теплоносителя. Будет ли она естественной ( за счет правильной манипуляции диаметрами труб, их наклоном, высоты бака и прочего) или принудительной (с использованием в схеме насоса).
  • Учета давления паров, использования клапанов для сброски излишек газов, конденсата (монтаж обратки).
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности

Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности

Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности

Сделать отопительный котел своими руками не так уж сложно. Все проблемы обычно начинаются потом, когда что-то не учтено или коряво сделано.

Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности

Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности
Некоторые особенности

Как выбрать буферную емкость

Расчет минимально необходимого объема

Наиболее важным параметром, с которым стоит определиться сразу – объем емкости. Он должен быть как можно большим для максимизации эффективности, но до определенного порога, чтобы мощности котла хватало для его «заряда».

Расчет объема буферной емкости для твердотопливного котла производится по формуле:

m = Q / (k*c*Δt)

  • где, m – масса теплоносителя, после расчета ее не сложно перевести в литры (1 кг воды ~ 1 дм3);
  • Q – необходимое к-во тепла, рассчитывается как: мощность котла * период его активности — теплопотери дома * период активности котла;
  • k – КПД котла;
  • c – удельная теплоемкость теплоносителя (для воды это известная величина – 4,19 кДж/кг*°C = 1,16 кВт/м3*°С);
  • Δt – разница температур в трубах подачи и обратки котла, снимаются показатели при установившейся работе системы.

Например, для среднестатистического дома с кладкой в 2 кирпича площадью 100 м2 теплопотери, грубо, составляют 10 кВт/час. Соответственно, необходимое количество тепла (Q) для поддержания баланса = 10 кВт. Дом отапливается котлом мощностью 14 кВт и КПД 88%, дрова в котором прогорают за 3 часа (период активности котла). Температура в трубе подачи – 85°C, а в обратке – 50°C.

Сначала нужно рассчитать необходимое к-во тепла.

Q = 14*3-10*3 = 12 кВт.

Соответственно, показатели зависят от качества топлива, чистоты теплоносителя, точности исходных данных, поэтому на практике результат может отличаться на 10-15%.

Количество теплообменников

Медные внутренние теплообменники накопительного бака.

После подбора объема, второе, на что стоит обратить внимание – наличие теплообменников и их количество. Выбор зависит от желаний, требований к СО и схемы подключения бака. Для самой простой системы отопления достаточно пустой модели без теплообменников.

Однако если в контуре отопления планируется естественная циркуляция, нужен дополнительный теплообменник, поскольку малый контур котла может функционировать лишь при принудительной циркуляции. Давление в таком случае выше, чем в отопительном контуре с естественной циркуляцией. Для обеспечения ГВС или подключения теплых полов также потребуются дополнительные теплообменники.

Максимально допустимое давление

При выборе буферной емкости с дополнительным теплообменником, следует обратить на максимально допустимое рабочее давление, которое должно быть не ниже, чем в любом из контуров отопления. Бак моделей без теплообменников в большинстве случаев рассчитаны на внутреннее давление до 6 бар, чего более чем достаточно для среднестатистической СО.

Читайте также:  Как оплачивать тепло, если на несколько домов стоит один счетчик?

Материал внутренней емкости

На данный момент существует 2 варианта изготовления внутреннего бака:

  • мягкая углеродистая сталь – покрыта непромокаемым антикоррозийным покрытием, имеет более низкую себестоимость, используется в недорогих моделях;
  • нержавеющая сталь – более дорогая, но более надежная и долговечная.

Некоторые производители также устанавливают в емкости дополнительные средства защиты стенок. Чаще всего это, например, магниевый аноидный стержень по центру бака, обеспечивающий защиту стенок бака и теплообменников от нарастания слоя твердых солей. Однако такие элементы нуждаются в периодической очистке.

Другие критерии выбора

После определения с основными техническими критериями, можно обратить внимание на дополнительные параметры, повышающие эффективность и комфорт от использования:

  • возможность подключения ТЭН для дополнительного подогрева от электросети, а также дополнительных контрольно-измерительных приборов, которые монтируются резьбовым или муфтовым (но ни в коем случае не сварным) соединением;
  • наличие слоя теплоизоляции – в более дорогих моделях теплоаккумуляторов между внутренним баком и наружной оболочкой имеется слой теплоизолирующего материала, способствующий еще более долгому сохранению тепла (вплоть до 4-5 дней);
  • вес и габариты – все вышеперечисленные параметры влияют на вес и размеры буферной емкости, поэтому стоит за ранее определиться как она будет заноситься в котельную.

Изготавливаем ИБП и подключаем стабилизатор напряжения газового котла

ИБП — это источник бесперебойного питания. Он нужен для того, чтобы оборудование продолжало работать, когда электричество отключат. А стабилизатор защитит котел от перегрузок при частых скачках напряжения в сети.

Источник беперебойного питания можно приобрести в магазине. Но если сделать самому — получится дешевле

В магазинах продаются разнообразные бесперебойники и стабилизаторы. Стоят они недёшево. Можно попытаться сделать бесперебойный блок самостоятельно. Изготовить же стабилизатор самому невозможно. Правила его выбора таковы:

Изготавливаем ИБП и подключаем стабилизатор напряжения газового котла
  1. Для 220-вольтовой сети выбирайте однофазный стабилизатор, для 380-вольтовой — двухфазный.
  2. Мощность — от 20 до 40 кВт в зависимости от объёма котла.
  3. Стабилизатор может устанавливаться на пол или крепиться на стену — на его работу это не влияет.

Ориентируйтесь на следующие технические характеристики стабилизатора:

  • тип — электронный или релейный;
  • время отклика — несколько миллисекунд;
  • диапазон напряжения на входе — от 140 до 260 вольт;
  • диапазон рабочих температур — от +5 до +40 0C.

Стабилизатор крепят рядом с котлом в сухом месте, куда исключён доступ воды. Его нельзя перегревать и замораживать.

Стабилизатор для газового котла поможет сохранить напряжение в сети на нужном для работы отопителя уровне

Изготавливаем ИБП и подключаем стабилизатор напряжения газового котла

Видео: зачем нужен стабилизатор напряжения для газового котла

Как собрать источник бесперебойного питания своими руками

Для производства ИБП необходимы:

  • токовый преобразователь (220 вольт). Он нужен, чтобы к котлу от аккумулятора поступало напряжение 220 вольт;
  • аккумулятор (хорошо зарекомендовали себя гелиевые);
  • зарядное устройство (минимум 15 ампер).

Инструкция по сборке ИБП выглядит так:

Изготавливаем ИБП и подключаем стабилизатор напряжения газового котла
  1. Преобразователь соединяют с аккумулятором при помощи проводов сечением от 4 миллиметров, соблюдая полярность. Обычно в местах соединения есть указатели «+» и «-» (иногда полярность обозначается разным цветом проводов). Плюс от преобразователя должен идти к плюсу от аккумулятора. То же самое и с минусовым проводом. Преобразователь подключают к аккумулятору с помощью двух проводов. Их сечение должно быть не менее 4 миллиметров
  2. Котёл соединяют с преобразователем через розетку. Она уже имеется «в комплекте», ничего дополнительно монтировать не нужно. Таким образом, три части одной системы — котёл, преобразователь и аккумулятор — оказываются соединёнными между собой.
  3. Когда аккумулятор разряжается, к нему подключают зарядное устройство.

Преобразователь подключают к аккумулятору с помощью проводов, соединяя плюс с плюсом, а минус с минусом

Такой агрегат не будет срабатывать автоматически. Его придётся включать самостоятельно, когда электричество вдруг пропадёт.

Нюансы и особенности монтажа

Дровяной котел отопления частного дома – это достаточно сложный механизм, поэтому перед установкой следует позаботиться о соблюдении некоторых требований:

  • Из-за большого веса, превосходящего порой полтонны, система отопления не может быть установлена на непрочное половое покрытие. Перед установкой следует установить собственный фундамент под установку оборудования или, если нет другого варианта, бетонную стяжку.
  • Само помещение для установки котла должно быть не менее 8 кубометров, при этом двери в бойлерной должны открываться наружу.
  • Важно и хорошее освещение комнаты.
  • Для обеспечения пожарной безопасности расстояние между верхней частью дровяного котла отопления и потолком должно составлять не менее метра.

Отопление на дровах – это достаточно эффективный метод обогрева здания, однако ни одна система отопления не сможет обогреть плохо утепленный дом в сильные морозы. Поэтому прежде чем задумываться об установке дровяного котла следует максимально снизить теплопотери в здании.

Как правильно подключить прибор к отопительной сети

В описанной конструкции чаще используют принудительную схему обвязки посредством двух патрубков. Первый подключают к подающему контуру, а второй — к обратному.

Порядок действий выглядит следующим образом:

Как правильно подключить прибор к отопительной сети
  • Оба патрубка обвязывают льняной паклей. Обмотку покрывают герметиком.
  • Сверху устанавливают уголок, прикручивают бочонок с ниппелем.
  • Все детали плотно стыкуют и подключают к крану, участки с резьбой обрабатывают герметиком.
  • Водяной контур подсоединяют к трубам для циркуляции теплоносителя посредством муфты и гайки.

Перед запуском отопительной системы выполняют тестовую проверку, чтобы убедиться в отсутствии протечек.