Печь с котлом водяного отопления своими руками

Печь с котлом водяного отопления своими руками

Печь с котлом водяного отопления своими руками
СОДЕРЖАНИЕ
0

Особенности устройства

При обычном печном отоплении (отопительная или русская печь) тепло распространяется неравномерно – возле печи жарко, а чем дальше тем холоднее. Водяное же отопление, с помощью теплообменника вмонтированного в топливник печи или дымоход, позволяет более рационально распределить тепло по всему помещению и увеличить КПД.

При использовании водяного контура печь превращается в разновидность твердотопливного котла, с той лишь разницей, что кроме нагревания теплоносителя, в этом случае, нагреваются  еще и дымовые каналы и стенки печи, которые также участвуют в нагреве помещения. Печное водяное отопление будет обеспечивать передачу тепла от теплообменника к радиаторам в период топки, а нагретая поверхность корпуса печи будет отдавать тепло и в остальное время.

Печи с водяным отоплением, в настоящее время, используют всё чаще, особенно в сельской местности, в районах, где нет газа и печное отопление используется традиционно или же для отопления загородных домов или дач. При использовании такого вида отопления нет необходимости покупать дорогостоящие котлы промышленного изготовления.

Главными недостатками печи с водяным контуром можно считать то, что:

  • Теплообменник (регистр, печной котел) уменьшает полезный объем топливника. Чтобы это компенсировать, при кладке топливника можно подобрать необходимую ширину теплообменника и печи или устраивать печь длительного горения, а в случае монтажа теплообменника в уже существующую печь кратковременного отопления, придётся просто чаще подкладывать топливо при её топке.
  • Наружные стенки топливника такой печи будут нагреваться слабо, так как тепловая энергия горения дров будет расходоваться на нагрев теплообменника и теплоносителя в нем. Нагреваться будет, главным образом, верхняя часть печи, где располагаются ее дымовые каналы (дымообороты).
  • Несколько ухудшатся условия сжигания топлива, так как теплоноситель, циркулирующий в металлическом регистре будет забирать тепловую энергию, снижая тем самым температуру в топливнике. Особенно это заметно в начале топки.
  • Если в доме зимой проживают нерегулярно, то вода в системе водяного отопления может замерзнуть. В этом случае ее лучше заменить на незамерзающую жидкость или вообще отказаться от водяного контура.
  • Поверхность регистра необходимо периодически очищать от сажи, чтобы не снижалась эффективность передачи тепла водяному контуру.

Возможны три варианта устройства печного отопления с водяным контуром:

  • купить готовую металлическую печь или печь-камин такого типа и смонтировать под нее систему водяного отопления или подключить к уже имеющейся;
  • нанять специалиста-печника, который сложит такую печь из кирпича;
  • соорудить печь с водяным отоплением своими руками.

В последних двух случаях необходимо будет приобрести или изготовить самостоятельно печной котел или теплообменник, который является обязательным элементом водяного контура.

Главным недостатком классического печного отопления является неравномерное распределение тепла – у самой печи температура очень высокая, но по мере отдаления от отопительного прибора, воздух в помещении прогревается все хуже. Водяное отопление со змеевиком, установленным в дымоход или топливник, дает возможность более рационально расходовать топливо, ведь тепло распределяется равномерно, поэтому допустимо отапливать не одну комнату, а сразу несколько. Да и сама печь может оснащаться варочной панелью.

Варочная печь на дровах с водяным контуром

Другими словами, печь становится некой разновидностью агрегата на твердом топливе, а единственное отличие в том, что нагревается не только теплоноситель, но и дымоход, а также стенки прибора (они тоже принимают участие в обогреве). Такой тип отопления обеспечит передачу тепловой энергии от регистра к батареям на время топки, а в остальное время ее будет передавать разогретый корпус. Самый дешевый способ отопления на твердом топливе, т. к. необходимости в покупке дорогостоящего «заводского» котла в данном случае нет.

Змеевик

Во втором варианте топливник будет нагреваться несильно, поскольку практически вся энергия будет уходить на разогрев регистра и находящейся в нем рабочей жидкости. Горячей будет лишь верхняя часть теплогенератора, в которой расположены дымообороты.

Самодельный котёл на дровах

Наиболее дешёвым вариантом для самостоятельного изготовления является дровяной котёл. Конструктивно такой агрегат представляет собой две ёмкости, помещённые одна в другую. Внутренняя выполняет функцию топки, внешняя – нагревательного бака. Конструкция дровяного котла действительно проста, а работать он сможет не только с дровами, но и другими видами твёрдого топлива.

Конструкция дровяного котла включает:

  • стальную топку (с дверцей);
  • зольник (с дверцей);
  • колосники топки;
  • сажесборник;
  • дымоход;
  • шиберную задвижку;
  • входной и выходной патрубки;
  • ножки;
  • чугунную крышку.

Устройство твердотопливного котла

Пиролизные котлы являются более дорогими в изготовлении: они имеют две камеры сгорания – для топлива и для пиролизного газа, а некоторые их компоненты и сами по себе стоят весьма недёшево. Тем не менее такое оборудование пользуется огромным спросом в виду его экономичности – оно полностью окупается на протяжении всего 3-4 сезонов.

Классическая схема пиролизного котла включает:

  • камеру сжигания с форсункой;
  • газифицирующую камеру;
  • систему подачи воздуха;
  • дымоходную систему;
  • загрузочную камеру;
  • водный теплообменник;
  • систему циркуляции теплоносителя;
  • датчики температуры и давления;
  • регуляторный клапан.

Принцип работы пиролизного котла

Пеллетные котлы изобретены в конце XX века. Они функционируют на прессованных опилках, а их основной принцип действия заключается в передаче тепла от газа, выделяемого при сгорании последних, который нагревает теплоноситель в теплообменнике.

Котёл отопления на пеллетах своими руками

Конструкция пеллетного котла включает:

  • корпус;
  • топочную камеру с воздушным окном и дверцей очистки;
  • теплообменник с водяным контуром;
  • дымоудалитель;
  • теплоизоляционную прокладку;
  • автоматику контроля и управления.

Установка системы

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.

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

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.

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.

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

Печь с котлом водяного отопления своими руками
Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку

Наиболее оптимальным вариантом для бани станет печь, в которую заведомо, еще на этапе возведения, вмонтирован специально подготовленный водяной котел. В таком случае печь приобретает свои специфические особенности в плане конструкции, что в значительной степени повышает эффективность всей системы и ее компактность.

Установка такой печи имеет самый высокий КПД теплоотдачи

Установка такой печи имеет самый высокий КПД теплоотдачи

При желании можно соорудить практически любой тип отопительного котла. Главное — сделать правильный выбор, а для этого нужно знать основные преимущества и недостатки наиболее востребованных видов отопительного оборудования. Итак, котлы отопления бывают:

  1. Газовые

Напольный газовый котёл

Изготовлением котлов этого типа заниматься самостоятельно не рекомендуется: к газовому оборудованию предъявляются технические требования, которые вам вряд ли удастся удовлетворить в кустарных условиях.

  1. Электрические

Бытовой электрический котёл

Довольно высокая популярность этой категории отоплительных котлов объясняется простотой конструкции и сравнительно невысокими требованиями к безопасности при монтаже и в эксплуатации.

  1. Жидкотопливные

Самодельный жидкотопливный котёл

Конструкция такого котла не отличается высокой сложностью. Однако стоимость и тонкости настройки форсунок, подающих топливо в камеру сгорания, заставят любого как минимум дважды подумать, прежде чем приступать к созданию отопительного агрегата, работающего на мазуте или дизеле.

  1. Твердотопливные

Котёл длительного горения своими руками

Представители этого типа оптимально подходят для отопления как частных домов, так и различных объектов объектов коммерческого или промышленного сектора. Высокий КПД и универсальность в применении обеспечивают твердотопливным котлам наиболее высокий спрос на рынке.

Схема водяного отопления двухэтажного дома на дровах

Комбинированная система отопления частного дома

В топку устанавливают котел, подсоединяют к нему две трубы — по одной идет подача горячей воды, которая направляется через расширительный бачок в систему, другая возвращает к регистру воду обратно. Таким образом, происходит циркуляция воды в системе за счет силы гравитационного закона.

Часто для хорошей циркуляции устанавливают небольшие, но мощные насосы. Такой насос обычно устанавливают на возвращающую воду трубу (обратка), этот способ особенно эффективен, когда протапливается крупное помещение, что позволяет поддерживать температуру на всех участках системы практически одинаковой.

С этим можно справиться своими силами при наличии опыта печных работ либо как минимум кладки кирпича. Первое, что вы должны сделать, – подготовить регистр. Можете купить уже готовым или же изготовить собственноручно из листов стали или труб, руководствуясь одной из предложенных ниже инструкций.

Схема печи с водяным контуром

  1. Внутренний размер теплообменника должен составлять минимум 3 сантиметра, в противном случае циркуляция будет слабой, а вода может закипать. В случае принудительной циркуляции размер может быть меньшим.
  2. Толщина стенок регистра должна составлять минимум 4-5 мм. Если стенки будут тоньше, то вскоре прогорят и потребуется замена всего устройства.
  3. Между теплообменником и топливником должен оставаться небольшой зазор (примерно 1,5 см), чтобы компенсировать температурное расширение при нагревании. Если теплообменник выполнен из листов стали, то зазор должен быть в 0,5-1 см.
  4. Иногда теплообменник устанавливается в колпаке конструкции. Опытные печники говорят, что этот вариант предпочтительнее, поскольку имеют место условия для полного сжигания дров. Схема такого расположения приведена ниже.

Вариант использования радиатора в качестве змеевика

чугунный радиатор МС-140

Водяной контур в нашем случае сооружается так же, как твердотопливный котёл, единственное отличие заключается лишь во входном отверстии регистра – оно расположено выше, чем в котле. Помните об этом при монтаже трубопровода.

Обычно с печами устанавливают двухтрубные системы как с верхней, так и с нижней разводкой. В самой верхней точки устанавливается расширительный бак.

Монтаж

Если вы выбрали этот вариант, то устанавливайте трубы с предельно возможным уклоном (хотя бы 4-5ᵒ), причем на подаче, непосредственно у выхода из теплогенератора, создайте так называемый коллектор разгона – поднимите трубу вертикально на 100-150 см, после чего опустите с наклоном в сторону батарей. Благодаря этому эффективность циркуляции заметно повысится.

Предлагаем ознакомиться:  Как вывести трубу в бане через потолок и крышу — Портал о стройке

Принудительная

Она увеличивает производительность отопительной системы примерно на 25-30%, вам потребуется лишь врезать циркуляционный насос в отопительную магистраль. Хотя отопление печью с водным контуром исключительно с такой циркуляцией небезопасно, поскольку в случае прекращения подачи электричества прибор не будет работать и рабочая жидкость закипит.

Альтернатива

Оптимальный вариант – это комбинация обоих типов циркуляции: наклон трубопровода соблюдайте такой же, как описан выше, но при этом врежьте и насос. В таком случае даже при перебоях с электроэнергией система продолжит работать. Схема комбинированной циркуляции приведена ниже.

Двухтрубная система отопления. 1 — теплообменник (регистр, котел); 2 — расширительный бак; 3 — коллектор разгона (при естественной циркуляции); 4 — духовой шкаф или водогрейный бак; 5 — подающая магистраль; 6,7 — запорная арматура; 8 — обратка; 9 — радиаторы; 10 — циркуляционный насос

Комбинированная циркуляция. 1 — котёл; 2 — радиаторы (батареи) отопления; 3 — расширительный бак или гидроаккумулирующая ёмкость; 4 — фильтр; 5 — кран; 6 — циркуляционный насос

Особенности устройства печного отопления с водяным контуром

Самодельный автономный котел, работающий на твердом топливе – это, по большому счёту, обычная печь, установленная в бочке с водой. Основная задача такого устройства —  нагреть за счет тепла от сгорания дров или угля котельную воду, которая будет подаваться в радиаторы домашнего отопления.

Но такое устройство, заманчивое к самостоятельному изготовлению в связи с примитивностью, будет не эффективным в плане обогрева и не рентабельным из-за высокого расхода топлива — простейшие конструкции котлов имеют КПД всего в 10-15%.

Печь с котлом водяного отопления своими руками
Примитивный водяной котёл на твёрдом топливе с экономайзером дымовой трубы

Самодельные котлы собирают не только из металла, но и монтируют из кирпича. Кирпичные устройства сооружают обычно в загородных домах, где к эстетике устанавливаемого оборудования предъявляются более высокие требования, чем в помещениях хозяйственного или технического назначения.

Котлы из металла являются наиболее простыми устройствами, изготовление которых допускает использование подручных материалов и возможно с помощью доступных инструментов. Но из этого не следует, что их производство и монтаж можно выполнить без, как минимум, эскизов заготовок и узлов, а также чётко разработанной технологии — последовательности, способов выполнения отдельных этапов подготовительных и основных работ.

Печи для обогрева и твердотопливные котлы при сходстве процессов горения различаются по функциональности. Отопительный котёл, в отличие от печи, должен не только обогревать помещение по месту установки, сжигая дрова или уголь, но и снабжать отопительный контур нагретым теплоносителем. Но для выполнения второй задачи мало разместить в печи теплообменник (участок отопительного контура) — необходимо также обеспечить непрерывность горения топлива и равномерность циркуляции теплоносителя через этот змеевик.

Трубный теплообменник твёрдотопливного котла из огнеупорного кирпича

Какую конструкцию котла выбрать, чтобы было легче его изготовить своими руками, с какими сложностями придётся столкнуться в процессе работы? На эти вопросы можно получить ответ еще на стадии проектирования. Чертежи самодельных твердотопливных котлов дают достаточное представление о том, как выглядит та или иная конструкция, и на что следует обратить внимание в процессе изготовления.

Пример схематичного изображения твёрдотопливного котла снаружи: виды спереди, сбоку и сзади.

Каждая разновидность котельного оборудования, работающего на твердом топливе, имеет свои особенности конструкции и нюансы изготовления. Планируя самостоятельную сборку отопительного агрегата, необходимо решить, какой конструкции отдать предпочтение — с нижним или верхним (шахтным) способом горения.

Печь с котлом водяного отопления своими руками

Агрегаты с нижним горением — это оборудование, в котором дверка для загрузки дров расположена в верхней части камеры сгорания, но сгорание топлива происходит снизу, в результате чего верхние слои закладки под собственным весом перемещаются вниз, а дожигание дыма происходит в верхней части. В зависимости от модели, движение воздуха через топку происходит  снизу вверх принудительно (вентилятор) или же естественным путём (тяга), что обуславливает независимость от электросети, но пониженную эффективность и меньший объём загружаемого топлива.

Схематичное изображение в разрезе твёрдотопливного котла с нижним горением топлива

В твёрдотопливных котлах шахтной конструкции загрузка дров производится через дверку, которая расположена в верхней части камеры сгорания. Такие агрегаты оборудуются принудительной тягой, которая направлена сверху вниз — гонит дым в нижнюю часть топки, где он в смеси с воздухом сгорает, а по пути подогревает и дополнительно просушивает топливо нижних ярусов.

Печь с котлом водяного отопления своими руками
Схема работы твёрдотопливного отопительного котла с верхним способом горения топлива

К самостоятельному изготовлению больше подходит агрегат с нижним способом горения, так при его сборке можно обойтись без вентилятора для принудительной тяги.

Печь с котлом водяного отопления своими руками
Твёрдотопливный стальной котёл нижнего горения без отделки

По способу горения котлы на твердом топливе могут быть рассчитаны на обычный режим или же работать с выходом на пиролиз — процесс разложения твёрдого топлива на две составляющие и с последующим раздельным их сжиганием.  Отдавая предпочтение второму, более сложному, варианту, придется учитывать необходимость установки второй камеры сгорания, что увеличит габариты отопителя и, соответственно, потребует большего количество материалов.

Выбор типа отопительной техники во многом определяется видом твердого топлива, которым будет снабжаться нагревательный прибор. Если у вас под рукой в большом количестве дрова, лучше будет, если сделанный вами котел будет рассчитан на топку дровами. При большей доступности каменного угля подойдет другая модель. Длительность горения закладки, качество обогрева определяются типом твердотопливного котла, его мощностью и эффективностью конструкции.

Если нет возможности создать внешний корпус агрегата из стали необходимой толщины, рациональным решением станет кирпичный твердотопливный котел . Футеровка огнеупорным кирпичом позволит создать просторную, удобную и устойчивую к высоким температурам камеру сгорания.

Сооружение камеры сгорания из огнеупорного кирпича с размещением внутри теплообменника

Выбор котла с конструкцией приемлемой сложности необходимо делать после анализа технического исполнения и объективной оценки своей компетенции и возможностей. При наличии сомнений, чтобы исключить вероятность неоправданной порчи материала, лучше отдать предпочтение агрегату простой, понятной по чертежам конструкции — даже такой твёрдотопливный котёл способен обеспечить дом теплом в холодное время года.

  1. Газовые
  1. Электрические
  1. Жидкотопливные
  1. Твердотопливные

На то, какой будет конструкция отопительного котла, влияет несколько условий:

  • стоимость и доступность материалов;
  • вид топлива;
  • способ циркуляции теплоносителя.

Наибольшую долговечность демонстрирует жаростойкая нержавеющая сталь. Впрочем, именно она имеет на рынке самую высокую цену, а её обработка является довольно сложной задачей, с которой не справиться без специальной аппаратуры. То же касается и чугуна, который, впрочем, стоит куда дешевле нержавейки.

Чтобы обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя, необходимо использовать контуры отопления и связующую арматуру большого диаметра, а накопительную ёмкость размещать на высоте. Если такой возможности нет, вам придётся использовать циркуляционный насос – он позволит уменьшить диаметр труб. Впрочем, насосная система котла отопления является энергозависимой, что необходимо учитывать при выборе конструкции и функциональных возможностей агрегата.

Змеевик

Каких видов могут быть самодельные печные теплообменники

Для устройства такого рода отопления в топочную камеру устанавливают регистр и подключают последний к контуру. Существует много конструкций регистров, но все они должны обеспечивать максимальный нагрев рабочей жидкости и хорошую ее циркуляцию.

Предлагаем ознакомиться:  Способы установки межкомнатных дверей

Более просты в изготовлении змеевики из листовой стали (толщина – от 3 до 5 мм), да и очищать их от сажи намного легче. Но площадь их нагрева, если сравнивать с трубными изделиями, меньшая.

Зачастую теплообменники изготавливаются мастерами, специализирующимися на отопительных системах. Но при наличии навыков работы со сваркой с этим можно справиться и своими силами. Как вариант – можете подготовить требуемые детали, а сварочные работы доверить опытному сварщику.

Регистр из труб

Схема регистра из труб

Схема одного из самых эффективных вариантов теплообменника для печи приведена ниже. Его использование целесообразно в конструкциях с варочными поверхностями, поскольку он позволяет поставить над собой плиту для приготовления еды.

Чтобы упростить процесс изготовления, можете несколько изменить конструкцию: вместо П-образных труб ø5 см применить профильную трубу 6х4 см. В таком случае вырезать отверстия для вертикальных труб будет намного проще, равно как и провести сварочные работы. Сами вертикальные трубы можете оставить круглыми, а можете использовать вместо них прямоугольные – 3х3 см либо 4х4 см. Что такое конвектор, Вы можете прочитать в нашей статье.

Если регистр будет устанавливаться в печь без варочной поверхности, то к верхней П-образной трубе можно приварить еще несколько горизонтальных трубок ø3-4 см в целях повышения КПД регистра. Есть и другой вариант- установить конвекторный обогреватель –или изготовить конструкцию из Г-образных труб, показанную на изображении ниже.

Здесь вода из отопительной системы будет подаваться в нижнюю часть прибора (диаметр труб – 4-5 см, толщина стенок – порядка 4 мм), нагреваться и постепенно подниматься по вертикальным трубкам такого же сечения в верхнюю коллекторную трубу, из которой, соответственно, обратно в магистраль.

Регистр из труб

Эта конструкция используется в отопительных печах. Для ее изготовления потребуется:

  • листовая сталь толщиной в 3-5 мм;
  • отрезки трубы ø4-5 см (чтобы подводить/отводить рабочую жидкость);
  • труба из прямоугольного профиля размерами в 4х5 см.

Регистр из стали

Визуально это сплошная П-образная конструкция их листового металла. Теплообменные поверхности в ней – это все внутренние стенки.

Есть и другой вариант изготовления регистра из листов стали – сделать его без верхней полки, оставить только боковые, соединенные в верхней и нижней части прямоугольными трубами 4х6 см или круглыми ø5 см (этот вариант называют «книжкой»). Хотя во фронтальной части изделия можно использовать и меньшие трубы в целях улучшения циркуляции.

Регистр из стали

Печь с котлом водяного отопления своими руками

Отметим также, что при желании водяную рубашку можно установить даже в русскую печь. Итог всегда будет один – повышение КПД и равномерное распределение вырабатываемого тепла.

Вариант «книжка»

Если печь уже готова, то может быть несколько вариантов установки теплообменника.

Вариант 1

Установка прибора в топливник. Она может выполняться как с разборкой конструкции, так и без нее (если прибор отопительно-варочный, а плита установлена таким образом, что ее можно снять без демонтажа кладки). Со вторым способом никаких трудностей не возникнет, а вот при разборке они могут возникнуть.

Вариант 2

Как уже отмечалось, многие специалисты уверены, что регистр должен располагаться вне топливника. В идеале его нужно расположить в колпаковом дымоходе, после чего приварить один конец прибора к подаче горячего теплоносителя в систему, а второй – к «обратке».

Расположение регистра в колпаке

Для того, чтобы изготовить теплообменник для печи своими руками можно использовать листовую «черную» сталь толщиной 3-5 мм или стальные трубы (круглые или профильные) с такой же толщиной стенок и диаметром 30-50 мм. Как вариант, для этой цели может использоваться лист или трубы из нержавеющей стали или меди. Но, из-за высокой их стоимости, эти материалы при самостоятельном изготовлении печных котлов используются крайне редко.

Из листового металла такие регистры изготовить проще. Их легче чистить при эксплуатации. Но, как правило, они имеют меньшую площадь контакта с пламенем или горячими газами, так как в своем большинстве своем они являются сплошными и в теплообмене участвует только внутренняя их поверхность, обращенная к пламени.

Печь с котлом водяного отопления своими руками

Печные котлы из труб, при тех же габаритных размерах, как правило, имеют большую теплообменную площадь (хотя это зависит еще и от количества и от диаметра труб), так как позволяют пламени или горячим газам контактировать, практически, со всей их поверхностью. Но они более сложны в изготовлении. Особенно это касается конструкций, состоящих полностью из труб круглого сечения.

Если для изготовления теплообменника для печи с водяным контуром используются трубы, то лучше всего, если они будут бесшовными (цельнотянутыми). Если же используются шовные трубы, то швы придется дополнительно укреплять сварным швом и располагать с наружной стороны регистра (со стороны кирпичной кладки).

Кроме, рассмотренных выше, конструкционных различий печных котлов, зависящих от выбранного материала для их изготовления, их конструкции могут отличаться и в зависимости от вида печи, для которой они собственно и предназначены. Такие печи могут быть отопительными или отопительно-варочными.

Конструкция теплообменника для отопительно-варочной печи отличается тем, что в верхней его части есть открытое пространство для доступа пламени к варочной плите. В регистрах же для отопительных печей верхняя часть, как правило, закрыта сплошным листом или рядами труб.

Здесь мы рассмотрим три наиболее распространенные конструкции, выполненные отдельно из листового металла и труб, а также их комбинирования.

Вариант 1.

Теплообменник представляет собой сплошную П-образную конструкцию, сваренную из листового металла, предназначенную для расположения в топливнике отопительной печи. Теплообменной поверхностью являются его внутренние стенки.

П-образный печной котел из листового металла

Теплообменник из листового металла для отопительной печи

Вариант 2.

Печной котел из труб. Холодная вода из системы подается через «обратку» в нижнюю U-образную трубу основания теплообменника (диаметром 40-50 мм и с толщиной стенки 3-4 мм), постепенно нагреваясь, она по Г-образным вертикальным трубам (такого же сечения, как и U-образное основание или меньше) поднимается вверх и попадает в верхнюю трубу-коллектор, а из нее, уже нагретой, в систему отопления дома.

Печной регистр из труб

Печной регистр для отопительной печи из труб

Вариант 3.

Боковые поверхности этого регистра изготавливаются из листового металла толщиной 3-5 мм и представляют собой сплошные панели толщиной 40-45 мм, а верхней части они соединены между собой рядом горизонтальных труб диаметром 40-50 мм.

Использование труб вместо сплошной поверхности (как в варианте 1) позволяет увеличить площадь соприкосновения с нагревающей средой, а использование листового металла для боковых панелей, упрощает процесс изготовления, что немаловажно если вы решите его сделать своими руками.

Регистр для отопительной печи из листового металла и труб

Печной котел из листового металла и труб для отопительной печи

Теплообменники для отопительно-варочных печей могут также быть изготовлены, как из листового железа, так и труб (круглых или профильных), а также при их комбинировании. Рассмотрим несколько вариантов.

Вариант 1.

Теплообменник для отопительно-варочной печи или кухонной плиты в виде двух сплошных боковых панелей из листового металла («книжка»), соединенных между собой.

Печь с котлом водяного отопления своими руками

Теплообменник для отопительно-варочной печи

Вариант 2.

Печной котел из труб круглого и прямоугольного сечения: круглые (диаметром 40-50х4 мм) расположены горизонтально и соединены в конструкцию с помощью прямоугольных 50-60х40х4 мм. Такая комбинация разных видов труб облегчает изготовление котла. Размеры а, б, в и г рассчитываются, в зависимости от размеров топливника и необходимой мощности регистра.

Регистр для отопительно-варочной печи из круглых и профильных труб

Теплообменник для отопительно-варочной печи из круглых и профильных труб

Вариант 3.

Теплообменный регистр только из круглых труб. Представляет собой два горизонтальных контура, соединенных вертикальными трубами. Холодная вода из системы подается в нижний контур, а нагретая с верхнего контура подается обратно в систему отопления.

Регистр для отопительно-варочной печи из труб

После того, как вы выбрали вид теплообменника, необходимо определиться с его размерами. С одной стороны его габариты должны соответствовать размеру места, куда он будет установлен.

Кроме этого, необходимо знать требуемую мощность печного теплообменника. Как ее определить?

Она зависит от тепловой мощности системы водяного отопления, необходимой для обогрева дома, которая в свою очередь зависит от теплоизоляционных свойств его наружных конструкций и максимальной отрицательной температуры наружного воздуха зимой. Упрощенно можно ориентироваться на средний показатель: 10-12 кВт на 100 м2 площади дома.

Кладка печи

Кладка кирпичей для печи с водяным котлом выполняется следующим образом:

  1. Закладывается фундамент из бетона с армированием.
  2.  Для кладки используется глиняно-песчаный раствор. Лучше всего замочить глину и песок на ночь. Комки глины и песка растираются. На следующий день оба компонента смешиваются в соотношении: 1 порция глины на две порции песка.
  3.  Поверх фундамента укладывается слой гидроизоляции в виде рубероида.
  4.  Распределяется слой раствора равномерно и по уровню поверх гидроизоляции, после чего можно приступать к укладке первого слоя кирпича.
  5.  Первым формируется контур поддувала и устанавливается для него дверца. Далее поверх выложенных нескольких слоев кирпичной кладки размещается решетка разделяющая топку и поддувало, в котором будет скапливаться зола.
  6.  При формировании топки учитывается размер водяного котла с обязательными зазорами между его внешними стенками и кирпичной кладкой по периметру топки. По контуру первого ряда кирпичей в топке формируется бортик для установки уголка. Именно на уголки будет закрепляться котел. В боковых стенках топки обязательно оставляются проемы для вывода труб обратки и подачи.
  7.  Выводятся стенки дымохода с обязательным формированием каналов для рассеивания излишнего тепла и сброса золы и гари.
  8.  В довершение выкладывается дымоход. По завершении всех работ можно подключать систему отопления к котлу и проверять ее в действии.
Схема укладки кирпичей для печи с водяным котлом

Схема укладки кирпичей для печи с водяным котлом

Строительство печи начинается с основания. Прежде всего, выройте котлован и уложите в него «подушку» из щебня или битого кирпича. После этого уложите кирпич двумя-тремя рядами, используя цементный раствор и по остывании последнего настелите поверх основания рубероид для гидроизоляции. Важно, чтобы фундамент выступал на несколько сантиметров над поверхностью пола.

Предлагаем ознакомиться:  Монтаж вагонки в бане своими руками

Особое внимание следует уделить приготовлению песчано-глиняного раствора. Этот процесс состоит из нескольких этапов и занимает не один день.

Этап 1. Подготовьте глину, желательно синюю. За несколько дней до начала работ замочите ее в воде в соотношении:

  • 1:1, если материал влажный;
  • 1:2, если сухой.

Регулярно помешивайте раствор и по необходимости добавляйте воду.

Этап 2. Подготовьте песок, в идеале – горный, кристаллический, но также можете взять и речной. Вначале очистите песок – поместите его в воду и отстаивайте минимум два дня. Время от времени сливайте мутную воду, пока она не станет чистой.

Этап 3. Далее оборудуйте на бойке своего рода грядку из песка и сухого цемента, перелопачивайте ее, пока не образуется однородная смесь. Затем засыпьте ее в предварительно подготовленную емкость и залейте раствором, чтобы в итоге она (смесь) была как густая сметана. Для повышения плотности добавляйте соль (1 кг на 10 л воды).

Этап 4. Остается лишь проверить качество раствора, его пластичность. Можете для проверки зачерпнуть раствор мастерком и положить на кирпич. И если при этом раствор будет приставать к инструменту, то добавляйте еще песка с водой. А если раствор ложится плохо, то добавляйте глину.

Более детально с процедурой кладки и порядовкой можете ознакомиться при прочтении упомянутой выше статьи.

Как сделать электрический котёл?

Главным элементом электрического отопительного агрегата является термоэлектрический нагреватель (ТЭН) – он необходим для преобразования электроэнергии в тепло. Корпус электрокотла может быть выполнен из любого материала, а узлы, необходимые для его работы – регуляторы, датчики и пр. – можно купить в любом специализированном магазине.

Устройство электрического котла отопления

Конструктивно электрический котёл состоит из:

  • ТЭНа;
  • расширительного бачка;
  • циркуляционного насоса;
  • предохранительного клапана;
  • фильтрационного узла.

Принцип работы электрического котла отопления

Делаем печь с котлом водяного отопления

Теплоноситель в системе может циркулировать как естественным образом, для чего необходимо предусмотреть перепад высоты между радиаторами и баком котла, так и принудительным с помощью насоса. Наиболее простой вариант электрокотла – установка ТЭНа непосредственно в систему отопления. Если такая конструкция не подходит, можно сконструировать электрический котёл со съёмным патрубком – это даст возможность оперативно добраться до ТЭНа при необходимости ремонта или замены.

Оптимальным решением для обогрева, скажем, небольшого коттеджа является отдельно расположенный электрический котёл небольших размеров. Труба такого котла будет иметь диаметр около 220 мм, а длина корпуса – не более полуметра, что позволяет установить его практически в любом месте, разумеется, с учётом правил безопасности.

Концепция твердотопливного котла

Помимо твердотопливных и электрических котлов для самостоятельного изготовления подходит целый ряд альтернативных отопительных агрегатов:

  1. Индукционные котлы

Представляют собой трансформаторы, состоящие из первичной и вторичной обмотки. В таком котле электроэнергия на внешней обмотке преобразовывается в вихревой ток, а созданное магнитное поле передаётся на внутреннюю, которая отдаёт энергию теплоносителю.

  1. Конденсационные котлы

Сохраняют тепловую энергию конденсата, поэтому считаются более эффективными, чем газовые и даже твердотопливные. Конденсация пара происходит в теплообменнике со специальной конструкцией – именно она обеспечивает таким котлам 15-20% преимущество по КПД перед традиционным газовым оборудованием.

  1. Жидкотопливные котлы

Такие агрегаты испаряют отработку, после чего сжигают её пары. Получаемая таким образом энергия передаётся на теплообменник, который нагревает тепловой агент отопительной системы. Оборудование этого типа имеет два существенных недостатка – низкий КПД и большое количество выделений в атмосферу.

  1. Комбинированные котлы

Это оборудование является универсальным в применении, однако для его самостоятельного изготовления понадобиться недюжинная сноровка и отличные знания принципов работы различных видов отопительной техники. Отдельные компоненты таких агрегатов могут стоить достаточно дорого, но в целом комбинированные котлы способны окупиться за не более чем 5-6 сезонов.

Самый экономичный самодельный твердотопливный котел сделать вам не удастся, однако создать вполне пригодный для обогрева и горячего водоснабжения отопительный аппарат можно. Дело в том, что сборка промышленных изделий выполняется на высокоточном промышленном оборудовании из специально подобранных материалов с соблюдением технологических параметров.

Имея чертеж и спецификацию обогревательного агрегата, можно определиться с перечнем необходимого инструмента. Хотите ли вы сделать большой котел или планируете собрать маленький отопительный прибор для дачи на твердом топливе своими руками, список приспособлений будет приблизительно одинаков.

Комплект инструмента для самостоятельного изготовления твёрдотопливного обогревательного агрегата

Для работы потребуется следующий инструмент и приспособления:

  • сварочный аппарат;
  • малая болгарка с отрезным и шлифовочным дисками (защитные очки);
  • электродрель со свёрлами по металлу;
  • газовые ключи №№1,2;
  • молоток;
  • набор рожковых или накидных ключей и отвёрток;
  • пассатижи;
  • угольник на 90 град.

Основной материал при изготовлении — сталь, толщина которой для котла должна быть не меньше 5 мм, для колосников — от 7 мм.

Кроме того, понадобятся:

  • стальной уголок 50х50 — для каркаса котла;
  • листовая нержавеющая сталь — при наличии в конструкции накопительной ёмкости;
  • стальные толстостенные трубы диаметром 32- 50 мм — для изготовления теплообменника-змеевика.

Полный перечень материалов и их расход составляется предварительно на основании технических чертежей.

Корпус котла, зачастую выполняющий и роль топочной камеры, является основой всей конструкции. Для снижения деформаций стенок под воздействием высокой температуры, ограждающие конструкции топки изготавливаются двухслойными с засыпкой между слоями сухого просеянного песка, играющего роль фиксатора геометрии.

Изготовление корпуса твёрдотопливного котла сваркой заготовок из листовой стали

На передней стенке болгаркой или газовым резаком согласно чертежа вырезаются два проёма — для дверцы бункера и подзольника.

После окончания резки заготовок из листовой стали и профиля для корпуса можно приступать к созданию теплообменника. Используем нарезанные водопроводные трубы, которые путем сварки соединяются в единый герметичный контур. Главная задача — создать герметичный проточный фрагмент максимальной протяжённости для увеличения площади нагрева трубы.

Печь с котлом водяного отопления своими руками

Как сделать теплообменник, правильно расположить трубы и выполнить сварку, рассказывает предлагаемое вашему вниманию видео.

Сборка

По готовности всех элементов конструкции приступают к сборке, которую лучше выполнять по месту монтажа агрегата — иногда габариты и вес готового устройства не позволяют переместить его со сборочной площадки на место окончательного размещения.

Чаще всего установка котла производится на специально сооружённый бетонный фундамент с креплением агрегата сваркой к закладным деталям — анкерам. Монтаж начинают с установки каркаса, после чего выполняют его оборудование комплектующими и листами обшивки. Все сварные соединения выполняются с устройством фасок и обработкой сварных швов — удаление шлака и шлифовка.

В готовый корпус устанавливаются колосники (стальная решетка) и теплообменник, который сваркой подключают к контуру отопления Во время монтажа змеевика важно выполнить проектный угол его наклона, иначе будут созданы препятствия естественной циркуляции теплоносителя в контуре.

Корпус твёрдотопливного котла на стадии устройства наружных рёбер жёсткости

Важно! Изготовление накопительной ёмкости из нержавеющей стали с врезкой её в контур лучше доверить профессионалам, так как работа с этим материалом требует специального оборудования и практических навыков.

По окончании сборки котёл для защиты от коррозии окрашивается двумя слоями жаростойкой краски с предварительной подготовкой поверхности.

Печь с котлом водяного отопления своими руками
Термостойкая краска Ecoterra для покрытия поверхностей, работающих в условиях высоких температур

Изготовленный самостоятельно обогревательный котёл отличается долговечностью и простотой ухода, которая заключается в периодической очистке от золы топки и уходе за дымоходом.

Можно ли соорудить печь с водяным контуром своими руками? Вполне, если вы имеете уже опыт печных работ или хотя бы кирпичной кладки. Первое, что необходимо перед этим сделать заготовить теплообменник или по другому — регистр, котел, змеевик. Его можно приобрести готовым или изготовить самому из листового железа или труб, используя конструкции, которые предложены ниже.

Для того, чтобы устроить печное отопление с водяным контуром своими руками в топливнике печи устанавливают теплообменник (регистр, змеевик, котёл) и подсоединяют к нему систему водяного отопления. Такие теплообменники могут быть различных конструкций и изготавливаются из труб или листовой стали толщиной 3-5 мм. Теплообменник должен быть таким, чтобы обеспечить максимальный нагрев теплоносителя (воды) и достаточно хорошую его циркуляцию.

Теплообменники, изготовленные из листовой стали проще изготовить и легче очищать от продуктов сгорания в процессе эксплуатации печи, но они имеют меньшую площадь нагрева, по сравнению с регистрами, изготовленными из труб.

Обычно такие теплообменники (регистры) изготовляются  специалистами, которые специализируются на установке водяного отопления. Но имея навыки сварочных работ, вполне можно изготовить такой теплообменник и своими руками. Можно также самому заготовить все необходимые элементы, а сварку поручить более опытному специалисту. Рассмотрим несколько возможных конструкций из труб и листового металла для печей разных видов.

Заключение

https://www.youtube.com/video/94AHO5UoTUI

Описываемая в статье схема отопления (ленинградка) намного эффективнее, чем применение обычного твердотопливного котла, поскольку нагревается не только теплоноситель в магистрали, но еще каналы и стенки конструкции, отдающие приобретаемое тепло в отапливаемое помещение.

Комбинированная циркуляция. 1 — котёл; 2 — радиаторы (батареи) отопления; 3 — расширительный бак или гидроаккумулирующая ёмкость; 4 — фильтр; 5 — кран; 6 — циркуляционный насос

Двухтрубная система отопления. 1 — теплообменник (регистр, котел); 2 — расширительный бак; 3 — коллектор разгона (при естественной циркуляции); 4 — духовой шкаф или водогрейный бак; 5 — подающая магистраль; 6,7 — запорная арматура; 8 — обратка; 9 — радиаторы; 10 — циркуляционный насос

Вариант использования радиатора в качестве змеевика

Монтаж

Расположение регистра в колпаке

Вариант «книжка»

Регистр из стали

Регистр из стали

Регистр из труб

Схема регистра из труб

Схема печи с водяным контуром

Змеевик

Варочная печь на дровах с водяным контуром

Варочная печь на дровах с водяным контуром

Печное отопление с водяным контуром

Печное отопление с водяным контуром

После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми элементами выполняют его опрессовку водой под давлением, по результатам которой производят устранение дефектов, а затем — комплекс пусконаладочных работ. Не стоит пренебрегать и установкой регулятора тяги, который облегчит эксплуатацию твёрдотопливного котла в различных погодных условиях.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector