Изготовление твердотопливного котла своими руками

Главные принципы выбора системы отопления для дома – экономичность, эффективность, удобство в эксплуатации. Рассмотрим, как будет выглядеть схема отопления частного дома с твердотопливным котлом и какие правила нужно соблюдать при монтаже.

Тепло в доме без проблем – установка котла на твердом топливе с соблюдением техники безопасности

При монтаже твердотопливного котла своими руками необходимо учитывать основные правила дальнейшей эксплуатации тепловой техники и соблюдать основные нормы:

  • работа отопительной системы основана на постоянной циркуляции воды, когда вода с более высокой температурой вытесняет охладившуюся;
  • при нагревании воды происходит ее расширение, что приводит к возникновению избыточного давления и может стать причиной разрушения труб или теплообменника отопительной системы;
  • во избежание коррозии элементов системы отопления необходимо исключить доступ воздуха, сделать ее закрытой, эти работы нужно выполнить до монтажа котла;
  • твердое топливо обладает инерционным свойством теплоотдачи, что означает невозможность быстро снизить нагрев воды во избежание ее неконтролируемого перегрева;
  • для твердотопливного котла допустима установка расширительного бака только открытого типа.

Общая схема организации расширительного бака открытого типа.

Рис. 1 Схема установки расширительного бачка

Расширительный бак открытого типа, устройство которого представлено на схеме, является защитой котла на твердом топливе от критического роста температуры внутри системы и возникновения аварийной ситуации.

Принцип работы

Физическая составляющая процесса работы самодельных котлов на твердом топливе очень проста.

Как видите, все довольно-таки просто. Хотя надо отметить, что этот принцип работы самодельных котлов на дровах, торфе, опилках и угле полностью соответствует и другим типам отопительных приборов, работающих на других видах топлива. Соответственно и конструкция их мало чем отличаются друг от друга. Конечно, есть определенные конструктивные нюансы. К примеру, твердотопливные котлы – это агрегаты с низким коэффициентом полезного действия. «Едят» они топливо в больших количествах, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии, большая часть которой, к сожалению, вылетает в трубу. Поэтому сегодня, говоря о самодельных котлах отопления на дровах, необходимо говорить о современных моделях с более высоким КПД. Их и будем разбирать в этой статье.

Котел на дровах цилиндрического типа

Но перед тем как перейти к основному сборочному процессу, хотелось бы несколько слов сказать об условиях реализации данного проекта.

  1. Надежность конструкции котла будет зависеть от того, как вы владеете используемым в этом деле инструментом. Основной из них – это сварочный аппарат. Если ваши навыки не позволяют добиться максимального результат, то лучше от эксперимента отказаться и передать сборку агрегата специалисту, то есть высококвалифицированному сварщику.
  2. Говоря об эксперименте, а сборка котла на дровах своими руками – это большой эксперимент, надо отдать должное, что вы можете применить все свои инженерные знания и опыт. И в случае удачно проведенного процесса гордиться им. Но не забываем, что самодельный котел потребует доработки в процессе его эксплуатации. Некоторые незначительные неточности и ошибки дадут о себе знать обязательно. Так что к ним надо просто быть готовым.
  3. Для изготовления твердотопливного котла используются металлические листы или труба толщиною не меньше 5 мм. Это же относится к трубным элементам теплообменника.
  4. Установка настроечных приборов. Немаловажный момент в деле изготовления самодельного котла. Что именно надо установить: термометры на входе и выходе теплоносителя, регулятор мощности циркуляционного насоса, датчик тяги.
  5. Кстати, о циркуляционном насосе. Не все потребители устанавливают это оборудование, которое привязывает систему отопления дома к электроэнергии. Но, как показывает практика, именно этот агрегат дает возможность увеличить КПД котла, равномерно распределяя теплоноситель по всей отопительной системе, и внутри теплообменника в том числе.

Компактная конструкция

Поиск информации

Чтобы знать, как правильно подключить твердотопливный котел, не нужно иметь высшее инженерное образование или работать в сервисной фирме.

Любой нормальный производитель котлового оборудования снабжает свои изделия подробнейшим руководством по установке. В этом же руководстве указаны все требования, которые распространяются на монтаж твердотопливного котла отопления в жилых домах и производственных зданиях.

Читайте также:  Рассчитываем количество потребляемого газа отопительным прибором

Конечно установка твердотопливного котла отопления в производственном здании – занятие только для профессионалов, тут спорить не буду.

Но когда дело касается небольшого жилого дома, куда устанавливается теплогенератор небольшой мощности, то можно все сделать самому, будь то подготовка места или обвязка котла на твердом топливе, без привлечения специалистов.

Установка котлов на твердом топливе регламентируется Строительными Нормами и Правилами (СНиП) и Нормами Пожарной Безопасности (НПБ). Допускается монтаж твердотопливного котла своими руками при соблюдении регламента этих двух документов.

Где брать информацию по всем производимым работам и по требованиям? Только не на информационных сайтах и не на форумах!

Почему? Потому что дело касается вашей личной безопасности и безопасности членов вашей семьи. Поэтому брать информацию можно только из текстов, я повторюсь, текстов нормативных документов, указанных выше.

Никакие слухи и домыслы товарищей в интернете не заменят текст официального документа. Только официальный документ, СНиП или НПБ, способен снабдить вас стопроцентно надежной информацией.

Где искать? На любом сайте, публикующем неизмененный текст указанных выше документов. Еще лучше искать на официальных сайтах представительств крупнейших производителей котлового оборудования. Они готовы нести ответственность за ту информацию, которую выкладывают на своем сайте.

И вот тогда, когда вы проштудировали тексты НПБ и СНиП, когда вы знаете все требования и правила, можете производить монтаж твердотопливного котла своими руками.

Технология изготовления своими силами и чертеж твердотопливного котла

Если детально разобраться в проблеме того, каким образом изготавливается твердотопливный котел своими руками,  то становится очевидным факт, что ничего особенно сложного в этом нет. Разумеется, если грамотно организовать весь рабочий процесс. Желательно проводить работы в месте, где можно разместить рабочий стол – например, в специально оборудованной мастерской. Детали делаются на верстаке.

Этап 1. Детали для корпуса

Как мы уже рассматривали ранее, главным элементом любого отопительного котла является топка. Для изготовления топки вам потребуются только качественные материалы, способные выдерживать критические температуры – ведь в ней она нередко превышает тысячу градусов. А теперь поэтапно рассмотрим, как вы будете изготавливать непосредственно корпус котла.

  • Если вы не смогли найти жаропрочную сталь, то можете взять и простую, но при этом позаботьтесь о двойных стенках, дабы узел получился максимально долговечным. Каждая из стенок вырезается из стального листа с помощью углового шлифовального прибора.
  • Как известно, на чертеже котла должны быть все необходимые размеры, которые вы перенесете на металлопрокат, используя длинную линейку и измерительные инструменты. Но стенки – это еще не все, что вам предстоит вырезать, позаботьтесь также о ребрах жесткости, которые нужно сделать из профильной стальной трубы. Уголок нам потребуется для того, чтобы усилить стыки между всеми элементами конструкции.
  • Проделываете квадратное отверстие в передней стенке корпуса, оно должно в точности соответствовать размерам дверцы бункера для топки и для золы.

Важно! Для того чтобы сделать квадратное отверстие необходимых нам размеров, для начала нанесите на сталь разметку, затем посредством электродрели проделываете отверстия по углам. После этого делаете сквозной прорез, используя угловой шлифовальный аппарат, и ведете его (прорез) из центра в направлении к краю. Благодаря этому вы сумеете избежать того, что лист стали повредится при работе.

Этап 2. Теплообменник и резервуары для воды

Технология изготовления своими силами и чертеж твердотопливного котла

Если вы хотите получить эффективный твердотопливный котел своими руками, то вам следует позаботиться и о том, чтобы он был оснащен парой резервуаров для воды. Для их изготовления используйте приготовленный ранее лист нержавеющей стали. Вырезаем из него прямоугольники необходимых нам размеров и свариваем их между собой. Как уже говорилось, для проведения сварочных работ требуется не только специальное оборудование, но и соответствующая квалификация. В этом плане можно не рисковать и обратиться за помощью в специальную мастерскую, где опытные профессионалы сами изготовят резервуары для воды.

Что же это такое – теплообменник? По сути, это комплект обычных труб, используемых в водопроводах. Их необходимо сваривать между собой таким образом, дабы в итоге они образовались своего рода проточный цикл, имеющий предельно возможную внешнюю площадь. Благодаря этому вы сможете добиться наиболее эффективной теплоотдачи между сгораемым топливом и теплоносителем.

Фундамент под чугунную конструкцию

Хотя и приведены доводы не в сторону чугуна, для большинства мастеров, особенно в домашних условиях, этот металл остаётся единственным вариантом. Своими руками установка такого котла, как описывалось выше, потребует от мастера создания фундамента. Соорудить его не составит особого труда, если ранее подобные работы проводились.

Читайте также:  Инфракрасные обогреватели промышленные потолочные

Фундамент имеет ещё одной свойство – он защищает напольное покрытие и саму конструкцию пола от влияния повышенной температуры. Отличным материалом станет жидкий кирпич или так называемый бут. Эти элементы не воспринимают температуру, а потому не скапливают тепло. Своими руками для создания дополнительного фундамента понадобится всего лишь монолитная плита из этих материалов.

Заменой этой конструкции становится ножки, которые привариваются к днищу котла. Дабы спрятать их от постороннего взора, рекомендуется их заложить кирпичом.

Таким нехитрым способом можно создать котёл своими руками. Единственным требованием к строителям является изучение чертежа и материалов. Внимательное изучение видео позволит получить ответы на важные вопросы, понять суть работы и её специфику, получить итоговый вариант идеального изделия для обогрева помещения на постоянной основе или же во время посещения дачи. Если правильно сделать котёл, то он будет много времени согревать не только тело. Но и душу. Ведь каждый мастер должен гордиться своим творением, каким бы оно ни было.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Система с насосом может быть только закрытой. Преимущества принудительной циркуляции очевидны:

  • высокая скорость движения теплоносителя, равномерный прогрев всех помещений;
  • не требуются трубы большого диаметра;
  • нет сложностей в монтаже трубопровода: не нужно соблюдать уклон, непринципиальна высота размещения мембранного бака.

Поскольку в системе с принудительной циркуляцией давление выше, требования к группе безопасности тоже повышенные.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Монтаж такого контура предусматривает возможность перехода на естественную циркуляцию в случае поломки насоса или перебоев с электроэнергией: насос подсоединяют параллельно, на байпасе с отсекающими вентилями. Магистральная труба и насос на байпасе

Чаще всего насос врезают в трубопровод на участке обратной трубы возле котла, здесь самая низкая температура. Это позволяет сэкономить ресурс устройства и так безопаснее для всей системы: при установке на подающую трубу, если вода в котле закипит, пары перекроют циркуляцию, что чревато аварией.

Со стороны обратной магистрали перед насосом устанавливают фильтр.

Коллекторная разводка

В длинном сильно разветвленном трубопроводе большого коттеджа одного насоса может не хватить. В этом случае их устанавливают два и даже больше, на каждый контур свой. Отдельно теплый пол, радиаторы, ГВС. Поскольку температура теплых полов исходно низкая (в пределах 50 градусов), можно ставить насос и на входе в контур.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Оптимальный вариант разводки для большого дома с несколькими контурами – коллекторная (лучевая). В каждый контур теплоноситель поступает от котла по собственной трубе. Тепло распределяется равномерно, жидкость не остывает, последовательно проходя всю систему.

Коллектор включает в себя минимум две гребенки, прямую и обратную. К торцам гребенок подходят соответствующие магистрали от котла, а к штуцерам на их корпусах параллельно подключаются прямые/обратные трубы контуров – радиаторы и теплые полы, разные этажи, подсобные помещения, ГВС – каждый со своим температурным режимом. Коллектор

На входе в коллектор устанавливают манометр и предохранительный клапан, с противоположной стороны на «горячей» гребенке – воздухоотводчик, на «холодной» – кран для слива теплоносителя из системы. Трубы оснащаются регулировочными кранами – это один из способов устанавливать разную температуру в контурах. В большом доме может быть несколько пар гребенок.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Еще один способ устанавливать разные режимы – гидрострелка. Поставленный вертикально отрезок трубы большого сечения соединяют с прямой трубой и обраткой котла, а к корпусу на разной высоте подключают контуры. Чем выше подсоединение, тем горячее теплоноситель.

В небольших контурах температуру можно регулировать следующим образом: свободные торцы гребенок соединяют байпасом с отсекающим вентилем. При открытии вентиля прохладная вода из обратки подмешивается в горячую из подающей трубы. Группа безопасности

Функции приборов контроля и безопасности:

  • защита трубопровода от разгерметизации вследствие резкого повышения давления;
  • защита от перегрева самого котла;
  • регулировка температурного режима;
  • предотвращение образования конденсата. Обычно это случается из-за слишком большой температурной вилки между подачей и обраткой. Оптимальная дельта температур – 20 градусов.
Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

В эту группу приборов входят:

  • предохранительный клапан для сброса избыточного давления/излишков теплоносителя;
  • контрольный манометр;
  • воздухоотводчик;
  • аварийный теплообменник;
  • регулировочная арматура, в т.ч. термостатические клапаны.

Группа безопасности

Пиролизные котлы – получаем газ из дров

Пиролизные котлы для дома работают на том же твердом топливе, однако используют совершенно иной принцип работы, выдавая на порядок больше тепловой энергии и отапливая дом на одной закладке в разы дольше. Неудивительно, что такие агрегаты и стоят в полтора-два раза дороже классических твердотопливных устройств. В чем же фишка? Суть работы пиролизного (газогенераторного) котла заключается в так называемой сухой перегонке топлива – под воздействием высоких температур и при недостаче кислорода древесина выделяет пиролизный газ, а в топочной остается древесный уголь.

Читайте также:  Гидравлический расчёт системы отопления — описываем обстоятельно

Пиролизные котлы – получаем газ из дров

Реакция пиролиза осуществляется при температуре от 200 до 800°С, причем процесс этот происходит с выделением тепловой энергии, которая идет на подсушивание дров и прогрев воздуха. Затем пиролизный газ поступает в камеру сгорания, где он смешивается с воздухом и возгорается – так и получают основную массу тепловой энергии. Следует отметить, что в процессе сгорания пиролизного газа активные углероды также участвуют в процессах окисления, в результате чего дым на выходе из трубы практически не содержит вредных соединений, состоит в основном из водяного пара и углекислого газа. Впрочем, и выброс СО2 в окружающую среду в три раза меньше, чем в случае с использованием обычного дровяного или угольного котлов. Чистить пиролизный агрегат придется гораздо реже – в процессе такого поэтапного сгорания топлива образуется минимум золы и сажи, практически все выгорает.

Помимо преимуществ, связанных с высоким КПД, следует отметить возможность получения высоких температур даже из влажных дров. Во-вторых, процессы горения пиролизного газа легко управляются автоматикой, что позволяет своевременно регулировать интенсивность сгорания и экономить топливо.

Максимальная мощность пиролизных агрегатов достигается при использовании сухой древесины (10–20 % содержания влаги). В целом использование сырого топлива снижает мощность котла практически на 50 %, при этом расход топлива увеличивается вдвое. Можно ли сделать пиролизный котел для дома своими руками? Это не только сложно, но и опасно – ошибки в конструкции могут привести даже к взрыву такого самодельного агрегата.

Пиролизные котлы – получаем газ из дров

Некоторые особенности

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

  • 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).

Работа котла в самотечной системе отопления

Самая простая схема установки твердотопливного котла предусматривает подключение к самотечной системе отопления.

Схема установки твердотопливного котла

Работа котла в самотечной системе отопления

Здесь подающий и обратный трубопроводы подключены напрямую к выходным патрубкам отопительной установки. На выходе из котла монтируют группу безопасности, которая включает в себя воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан. Между коллектором группы безопасности и выходом из агрегата не должно стоять никакой запорной арматуры. Расширительный бак ставят выше системы отопления. В одноэтажном доме логично бак поставить в топочной, в двухэтажном – на чердаке.

Приведенная схема монтажа твердотопливного котла изображена условно, такая система работает лучше, если агрегат находится ниже уровня батарей отопления. Иногда с этой целью в стяжке пола выполняют специальное углубление для установки отопителя. Главное достоинство такой системы – автономная работа, не зависящая от подачи электроэнергии. К ней хорошо подходят классические твердотопливные котлы нижнего горения без комплекта автоматики и нагнетателя.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.

Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.

Фабричные изделия могут стоить дороже, но на них предоставляют официальные гарантии