Котел на дровах

Изготовление теплообменника для печного котла своими руками

Простой способ

Допустим, имеется готовая кирпичная печь (отопительная, отопительно-варочная или обычный камин).

От нас требуется сделать разводку по дому и затратить при этом минимум средств. Легче всего в процессе встраивания котла в кирпичную печь сделать и разместить в топке обычный змеевик. Как правило, печь с теплообменником более эффективна и экономична. Стоит отметить, что можно использовать любую форму теплообменника.

Стоит учитывать такие три нюанса:

  1. Предельную разницу высот на входе и выходе.
  2. Максимальную площадь поверхности.
  3. Теплообменник не должен мешать процессу горения и подаче топлива.

Желательно, чтобы теплообменник был сделан из жаропрочной нержавеющей стали. Хотя такой материал обойдется вам значительно дороже в сравнении со сталью, которая со временем поддается ржавлению, одно он прослужит намного дольше.

Более сложный и эффективный способ

В тех случаях, когда печь только возводится, можно добиться того, чтобы водяной котел в кирпичной печи работал максимально эффективно.

Чтобы этого добиться, потребуется выполнить такие условия:

  • Продукты горения должны выходить из дымоотводящей трубы с предельно возможной температурой. Коэффициент полезного действия такой печи будет тем выше, чем больший объем тепла будет отдан внутри печи.
  • Идеально, если теплообменник будет установлен за пределами топливника. Такой подход объясняется тем, что пламя, являясь летучим веществом, легко отдает свое тепло и охлаждается, в результате чего мы имеем частичное сжигание топлива, КПД печи ухудшается. Хотя, казалось бы, в топке присутствует самая высокая температура.
  • Схема должна быть таковой, чтобы вода в теплообменнике перемещалась навстречу тепловому потоку. Иными словами, охлажденный теплоноситель должен встречаться с самыми холодными печными газами, а разогретый – с газами, имеющими более высокую температуру.

Таким образом, получится удерживать большую постоянную температуру между двумя участками, и можно будет добиться более эффективного отопления. Помимо всего прочего, на теплообменнике будет скапливаться намного меньше конденсата, который провоцирует ржавление обычной стали.

Данный способ обустройства печки с котлом водяного отопления очень прост – он подразумевает установку колпакового дымохода с размещенным внутри теплообменником, способным удерживать большое количество теплоносителя. Лучше всего в качестве теплообменника в данном случае использовать регистр, сваренный воедино из нескольких труб большого сечения.

Устанавливая котел в печку своими руками по такой схеме, получим следующие результаты:

  1. Печные газы будут дольше оставаться в колпаке – самые горячие будут скапливаться в его верхней части, а их выход за пределы колпака будет происходить после того, как продукты горения остынут и опустятся вниз.
  2. Отсутствуют какие-либо препятствия для горения в топливнике. Сгорание топлива будет происходить максимально эффективно.
  3. Естественное движение потоков в находящемся в колпаке теплообменнике осуществляется снизу вверх. Самые холодные отработанные газы контактируют с теплоносителем, только что попавшим в теплообменник.

Если все условия по соединению котла для кирпичной печи с водяным отоплением будут полностью соблюдены, готовая отопительная система, созданная своими руками, получится максимально эффективной. Однако какой вариант теплообменника лучше всего подойдет именно для вас, решать только вам. 


Электрический котел

Это самая простая разновидность самодельных отопительных котлов. ТЭН нужно вставить в корпус (вертикально расположенная труба). Местом коммутации обратной трубы выступает низ корпуса, подача же подводится сверху. Учитывая текущие цены на электрическую энергию, такие котлы являются наиболее дорогими в плане эксплуатации. К тому же действующие нормы по технике безопасности запрещают использование приборов мощностью более 7 кВт в сетях с напряжением 220 В. Перейти на 380 В не всегда просто.

Что касается индукционных котлов, то самодельная их модификация имеет вид толстостенной трубы из пластика, с намотанным вокруг нее эмалированным проводом. Его коммутируют со сварочным инвертором (сила тока на выходе должна быть примерно 15 А). Внутри находятся рубленые прутки из стали или куски толстой проволоки: во время движения через них вихревых токов происходит высвобождение тепловой энергии.

Подводка обратного трубопровода осуществляется снизу, а подающего – сверху. После заполнения контура водой можно производить запуск агрегата (если воду не залить, пластик мгновенно расплавится). Потребности в установке циркуляционного насоса в этом случае нет, т.к. нагретая вода двигается за счет собственной конвекции.

Особенности изготовления и выбор материалов

Кроме знаний, навыков, чертежей и схем, для изготовления отопительного оборудования необходимо запастись материалами и инструментами. Что необходимо для изготовления оборудования?

Материалы и инструменты для изготовления оборудования

Материалы:

  • Пластины из жаростойкой стали толщиной 4-5 мм для создания топки .
  • Стальные листы толщиной 2-3 мм для изготовления корпуса.
  • Стальные трубы для теплообменника, длина и диаметр которых рассчитываются индивидуально.
  • Металлические трубы для дымохода.
  • Арочная плита и решетка колосника.
  • Дверца камеры сгорания зольника.
  • Жароустойчивый кирпич.
  • Раствор цемента.

Инструменты

  • Сварочное оборудование с запасом электродов.
  • Устройство для газовой резки.
  • Болгарка с дисками.
  • Аппарат для сгибания труб.
  • Уровень, рулетка, маркер.

Рекомендации по изготовлению оборудования

Самодельные котлы для отопления частного дома обычно изготавливаются из металла. В домашних условиях сделать чугунную топку почти невозможно, покупка новой обойдется дорого. Многие домовладельцы заказывают их мастерам, специализирующимся на изготовлении отопительного оборудования. Чтобы в будущем не столкнуться с дефектами в работе отопления, рекомендуется принимать участие в процессе. Закупка материалов и комплектующих,  сборка котла отопления, установка и испытание готового устройства должны проходить в вашем присутствии.

Так как в камере сжигания твердотопливного устройства очень высокая температура, ее изготавливают из дорогостоящей легированной жаропрочной стали (нержавейки) 5 мм толщины. В целях экономии и упрощения сварочных работ вместо нержавейки нередко используются обычные толстые листы стали. Такие изделия недолговечны, а от температурных перепадов стальные стены могут деформироваться.

Водяная рубашка изготавливается из обычного металла Ст 20 3 мм толщины. Такую сталь используют в производстве труб для горячей воды и пара. Поэтому для теплообменника подойдут дымогарные трубы диаметром 48—76 из этой же марки стали. Конструкция рубашки должна быть максимально жесткой. Это качество обеспечивается за счет приваривания к наружным стенкам топки ребер жесткости с шагом 120—150 мм. Внешние стенки резервуара также привариваются к ребрам.

Дверцы поддувала и топки должны быть двухслойными. Между металлическими слоями необходимо вложить теплоизоляционный слой из асбеста, базальтового волокна или их комбинации. Эти же материалы можно использовать для утепления корпуса. Петли на дверцах делаются регулируемыми, а притворы – герметизируются асбестовым шнуром. Чтобы не обжигать руки, запорные рукоятки оснащаются эбонитовыми или текстолитовыми насадками.

Изготавливаем теплогенератор из баллона

Первым делом подготовьте к свариванию газовые баллоны – удалите сферические части (не забудьте наполнить предварительно водой!) и отрежьте один сосуд по размеру, чтобы вместе они составили корпус требуемой высоты (1 м).

Вентиль выворачиваем трубным и гаечным ключом. Если не получается, то подпиливаем и аккуратно отбиваем молотком

Заготовьте остальные материалы, учитывая следующие рекомендации:

  • камеру сгорания и пламенную чашу лучше сделать из нержавеющей стали толщиной 1.5—3 мм (например, марки 12X18H12T);
  • если нержавейку отыскать не удалось, используйте черную сталь марки Ст3 — Ст20 от 4 мм толщиной;
  • трубку подачи отработанного масла тоже подберите нержавеющую;
  • толщина стенок жаровых труб – не менее 3.5 мм;
  • для герметизации верхней крышки подберите стальную полосу 40 х 4 мм (ободок) и асбестовый шнур;
  • подготовьте листовой металл 3 мм на изготовление ревизионного люка;
  • на теплообменник берите трубы с толщиной стенки минимум 4 мм.

Варианты изготовления чаш, устанавливаемых на дно отопительного агрегата


Процесс изготовления двухходового котла на отработке выглядит так:

  1. Нарежьте жаровые трубы Ø32 мм по размеру и сварите теплообменник, используя один баллон в качестве наружного кожуха, а трубу Ø150 мм – стенок камеры сгорания.
  2. Приделайте к теплообменнику подводящие патрубки системы водяного отопления.
  3. Во втором баллоне вырежьте отверстия под ревизионный люк и дымоходный патрубок. Приварите штуцер Ø114 мм и выполните горловину с крышкой из листовой стали.
  4. Сварите оба резервуара в один корпус. Сверху выполните обечайку из железной полосы – она послужит уплотнением крышки. Щель между кромками заполните асбестовым шнуром.
  5. Изготовьте дожигатель в соответствии с чертежом. Проделайте в полусферической крышке (в прошлом – торец баллона) отверстия для смотрового окна и установки дожигателя (по центру).
  6. Крышку оснастите ручками и заслонкой на окошке. Трубу дожигателя допускается приварить к ней наглухо либо прикрутить болтами с уплотнением асбестовым шнуром.

С нижнего торца перфорированная труба закрывается заглушкой, где проделано 4 отверстия – одно посередине, оставшиеся три – радиально. В центральное отверстие выводится трубка маслопровода и обваривается. Последний шаг – изготовление пламенной чаши котла, где будет гореть отработанное масло.

Нижняя (торцевая) часть дожигателя с 3 отверстиями Ø4 мм

По окончании сборки приварите к трубе–дожигателю колено с фланцем и установите «улитку». Чтобы наружная металлическая стенка водяной рубашки не теряла напрасно тепло и не обогревала помещение котельной, выполните изоляцию корпуса из негорючей базальтовой ваты. Простейший способ — примотать утеплитель шпагатом, а затем обернуть тонколистовым крашеным металлом.

Наружную обшивку теплогенератора можно сделать прямоугольной

Более наглядно процесс изготовления жидкотопливного котла продемонстрирован в следующем видео:

Watch this video on YouTube

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

В качестве корпуса для электрического котла отопления своими руками используем трубу с внутренним сечением около 50 мм и длиной в 40 см. Кроме того, понадобится цельный стержень диаметром 20 мм и длиной 30 см, а также два переходника с нарезанной внутренней резьбой. В торце стержня высверливаем глухое отверстие с резьбой под болт Ø10 мм.

Подготавливаем патрубки. 1 мы будем приваривать в торцевой части трубы, а другой – сбоку. Чтобы боковой патрубок идеально прилегал к трубе, его подрезают болгаркой, а затем дошлифовывают круглым напильником.

Прорезаем отверстия для патрубков. Если нет резака, то по окружности можно просверлить много мелких отверстий. До идеала работы доводят надфилем и круглым напильником. Отверстие для бокового патрубка необходимо расположить в 10-15 мм от края трубы.

На следующем этапе необходимо приварить патрубки к трубе. Чтобы их не повело, сначала делают точечную сварку в нескольких местах, а затем – накладывают сплошной шов.

Подготавливаем платформу для электрокотла. Для этого можно взять лист стеклотекстолита толщиной 2 см и вырезать кусок 120×120 мм с помощью ножовки по металлу. Затем в этой платформе необходимо просверлить одно отверстие по центру, и четыре – по периметру. Сечение отверстий должно составлять 10-12 мм.

Сквозь дырки по периметру будут пропущены крепления корпуса котла, а центральное отверстие предназначено для фиксации стального электрода.

Приступаем к фиксации корпуса для котла на платформу. Чтобы обеспечить надежное прилегание, на корпусе с 4 сторон можно приварить четыре гайки Ø12 мм. Сквозь них легко пройдут болты Ø10 мм.

Такие гайки нужно приваривать с небольшим отступом от платформы. Чтобы его обеспечить, необходимо накрутить на болты подходящие им по размеру гайки, продеть их в широкие гайки, и снизу еще раз зафиксировать более мелкими. Таким образом, будет легче выполнить сварочные работы.

На последнем этапе выполняем окончательную сборку котла. Для этого вырезаем резиновую прокладку сечением слегка больше внешнего диаметра котла. В ее центральной части выполняем отверстие и продеваем сквозь него электрод. Затем корпус устанавливаем на платформу и прикручиваем.

Общие указания по монтажу

Перед покупкой отопительного агрегата надо определить место его установки. Для этого предназначена топочная, но зачастую в ней недостаточно свободного пространства, поскольку его занимает существующий газовый или другой отопитель. Тогда установка твердотопливного котла в частном доме может быть выполнена за стеной помещения топочной, в пристройке. Ставится каркас из металлоконструкций и обшивается сэндвич – панелями или профилированным листом с утеплителем. Вариант удобен для тех, кто собирается топить углем, внутри дома не будет грязи.

Все недорогие твердотопливные котлы для дома малой мощности допускается ставить прямо на черновую стяжку пола. Они имеют малый вес и не оказывают на основание вибрационных нагрузок, поскольку не оборудованы вентилятором или шнековым конвейером для подачи пеллет. Для агрегатов мощностью свыше 50 кВт рекомендуется устроить бетонный фундамент, который должен опираться на грунт и утрамбованную подсыпку из щебня. Фундамент выполняется на 80—100 мм выше уровня стяжки, при этом он не должен быть с ней связан. Устройства основания также требуют котлы длительного горения, в которых имеется механизм подъема-опускания тяжелого груза.

Проектами на частные дома обычно предусматривается устройство дымоходной шахты в толще стены с выходом трубы сквозь кровлю. Если шахта отсутствует либо занята существующим газовым отопителем, понадобится произвести монтаж дымохода для твердотопливного котла. Для этого лучше использовать металлические двустенные дымоходы с утеплителем. Они легкие, собираются из секций нужной длины и легко крепятся к стене дома. Для поворотов и ответвлений изготавливаются такие же двустенные тройники и отводы. Способы монтажа дымоходов при наличии вытяжной шахты и без нее можно увидеть на рисунке.


Монтаж дымохода

В помещении топочной обязательно наличие естественной вытяжной вентиляции. Когда производится установка котлов отопления в частном доме, вытяжка предусматривается через шахту в стене. Шахта параллельна дымоходной, только меньшего сечения. При ее отсутствии в наружную стену ставится переточная решетка, она должна располагаться под потолком помещения. Роль вытяжки состоит в следующем:

  • В топочной создается разрежение, в результате чего туда подсасывается приточный воздух из других помещений и используется для горения. Котельные установки мощностью 50 кВт и выше требуют организации отдельной приточной вентиляции.
  • Удаление продуктов горения, случайно попавших в помещение.

Ориентировочная компоновка оборудования и схема монтажа твердотопливного котла отопления представлена на рисунке.

Схема монтажа твердотопливного котла

Часто в котельных загородных домов отсутствует выход канализации. Это не совсем правильно, так как иногда требуется опорожнить систему или водяную рубашку котла. В этот же сток направляют сброс предохранительного клапана.

Порядок монтажных работ

Для выполнения работы предлагается следующая инструкция по монтажу твердотопливных котлов:

  1. Изделие освободить от заводской упаковки.
  2. Если в помещении топочной мало места, то сборку изделия лучше произвести на улице. Установить все дверцы и ящик зольника, а также остальные элементы, поставляемые отдельно. Вентилятор и приборы автоматики ставить не нужно, это делается после монтажа котла.
  3. Переместить агрегат в помещение и установить на фундаменте или полу таким образом, чтобы патрубок выхода газов находился на одной оси с трубой дымохода. В домашних условиях монтаж твердотопливного котла своими руками нужно выполнять с помощником, вес оборудования редко бывает меньше 50 кг.
  4. Зафиксировать котел на фундаменте или стяжке так, чтобы не было перекосов.
  5. Присоединить дымоход, установить вентилятор с блоком управления и группу безопасности.
  6. Подключить котел к системе отопления по выбранной схеме.

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.

Виды отопительных котлов

В первую очередь необходимо определиться, какой котел нужен для вашего дома. Это будет зависеть от того топлива, которое будет использовано для растопки. Отсюда и классификация:

  • газовые;
  • электрические;
  • твердотопливные;
  • жидкотопливные.

Электрические

Любой из этих котлов можно изготовить своими руками. Самый простой из них – электрический. По сути, это бак, в который вмонтирован ТЭН. Из бака еще выходят два патрубка, соединяемые с контурами подачи и обратки. Нет ни дымохода, ни камеры сгорания, все просто.

Электрические котлы всем хороши, но есть у них два недостатка. Первый: электроэнергия – самое дорогое топливо. Второй: при падении напряжения в сети (а это случается с завидным постоянством) котел перестает работать корректно. Снижается его мощность, падает температура теплоносителя.

Газовые

Конструкции остальных видов более сложные. И они все практически схожи между собой с некоторыми отличиями. Что касается газового котла, то для его установки потребуется разрешение газовой службы.

Представители этой организации могут такой отопительный агрегат не принять к установке. В первую очередь потребуют провести его опрессовку в своей лаборатории.

Котлы на жидком топливе

Эксплуатация этого варианта связана с большими трудностями. Во-первых, придется строить отдельно стоящий склад около дома, где будет храниться топливо. В нем все должно соответствовать требованиям пожарной безопасности.

Во-вторых, от склада до котельной придется тянуть трубопровод. Его обязательно утепляют. В-третьих, в котле этого типа устанавливается специальная горелка, которую надо отрегулировать. Сделать это не так просто в плане настройки.

Твердотопливные

Именно этот вид котлов сегодня своими руками чаще всего производят домашние мастера. Для небольших дач и коттеджей это оптимальный вариант. Тем более дрова на сегодняшний день самый дешевый вид топлива.

О том, как сделать котел, работающий на твердых видах топлива, для отопления дома и будем говорить ниже.


С этим читают