Котел из трубы своими руками чертежи

Котел из трубы своими руками чертежи

Котел из трубы своими руками чертежи
СОДЕРЖАНИЕ
0

Особенности твердого топлива

Итак, весь процесс, как сделать котел своими руками по чертежам, можно разделить на несколько последовательных этапов:

  1. Используя болгарку, из труб и профилей нужно вырезать заготовки. Профили будут стойками, в них газовым резаком нужно прорезать круглые отверстия для стыковки с трубами. Понадобится сделать по 4 отверстия по трубу Ø50 мм в передних стойках и по столько же в задних. Кроме того, нужны еще отверстия для врезки в систему отопления. Наплывы и нагар в результате резки или сварки нужно зачистить болгаркой, чтобы они не мешали движению воды по трубам.
  2. Далее заготовки собирают в единую конструкцию. Работать придется вдвоем – сварщику понадобится помощник, чтобы придерживать трубки в неподвижном положении. Чтобы было удобнее, можно поставить стойки с трубами на ровную поверхность и сварить переднюю и заднюю часть котла.
  3. Теперь нужно обеспечить подачу и отток воды из котла. К готовому каркасу приваривают входящую и обратную трубу, а торцы прямоугольных профилей заваривают кусками металла 60×40 мм.
  4. Прежде чем монтировать теплообменник, его проверяют на герметичность. Для этого его устанавливают вертикально, закрывают нижнее отверстие и наполняют водой. Если протечек на швах нет, значит можно работать дальше.
  5. Из кирпича выстраивают корпус котла и встраивают в него теплообменник, оставляя зазор между ними не менее 1 см. Установить регистр нужно так, чтобы создать подъем в сторону выходящей горячей воды. Перепад уровня между выходным отверстием и передним правым верхним углом теплообменника должен быть не менее 1 см. Это позволит улучшить циркуляцию теплоносителя и избавит от воздушных пробок.
  6. Кирпичная кладка должна перекрыть теплообменник сверху на 3-4 см. Поверх кладки укладывают чугунную плиту. Дымоход устанавливают по усмотрению хозяев – кирпичный, металлический, или выводят в уже готовую трубу.

От обычных котлов аналоги с поддержкой длительного горения отличаются наличием сразу двух рабочих камер. В первой из них сжигается непосредственно заложенное топливо, а во второй – выделившиеся газы. Важную роль играет своевременная подача кислорода. В качестве устройства для нагнетания воздуха может использоваться обычный вентилятор с незамысловатой автоматикой.

Основные элементы котлов отопления продолжительного горения

Основные элементы котлов отопления продолжительного горения

  • минимальное количество закладок топлива;
  • высокую эффективность работы;
  • использование различных видов твердого топлива;
  • небольшое количество сажи в трубах при эксплуатации;
  • надежность конструкции.
Принцип действия современной модели

Принцип действия современной модели

Примечание! Из недостатков необходимо упомянуть сложность самостоятельного изготовления. Хотя при использовании готовых чертежей твердотопливных котлов длительного горения своими руками сделать агрегат все же реально.

Если изготовить котел длительного горения не получается или просто нет желания, то можно приобрести готовую конструкцию. Необходимо признать, что модели для обогрева больших помещений обойдутся недешево. В таблице можно ознакомиться расценками на котлы Stropuva.

Можно оценить стильный дизайн котла Stropuva

Можно оценить стильный дизайн котла Stropuva

Таблица 1. Расценки на котлы Stropuva

Модель Мощность в киловаттах Стоимость в рублях
S-8U 8 70 000
S-15U 15 116 000
S-20U 20 123 000
S-40U 40 142 000
Котлы длительного горения на дровах для домаКотлы длительного горения на дровах для дома. Из данной публикации вы узнаете все о дровяных котлах, их разновидностях и нюансах использования.

Хотя цена на конструкции достаточно высоки, при длительной эксплуатации они себя оправдывают. Представленные модели имеют достаточно стильный дизайн, поэтому проблем с внедрением в общий дизайн помещения не возникает.

Основные преимущества продукции Stropuva

Основные преимущества продукции Stropuva

Сборка системы отопления
Сборка системы отопления

От простого котла, где полноценное воздухоснабжение необходимо по всему объему сжигания топлива, конструкция длительного горения, как отмечалось ранее, отличается ограниченностью этой подачи. Более того, объем загрузки непосредственно влияет на время горения, поэтому в нашем случае топочная загружается предельно плотно, чтобы не оставалось промежутков.

Топка изнутри
Топка изнутри

Топливо загружается в такой последовательности.

Загрузка котла
Загрузка котла

Шаг 1. Снимается верхняя крышка конструкции.

Шаг 2. Извлекается воздушный регулятор.

Шаг 3. Котел загружается топливом по уровень дымоходной трубы.

Шаг 4. Сверху топливо поливается небольшим количеством жидкости для розжига (соляркой, отработанным маслом и проч.).

Шаг 5. Воздушный регулятор устанавливается обратно, сверху надевается крышка.

Шаг 6. Воздушная заслонка открывается до предела.

Шаг 7. Поджигается кусок бумаги, бросается внутрь конструкции. Когда топливо начинает тлеть, воздушная заслонка закрывается.

Система отопления. Обвязка
Система отопления. Обвязка

О том, что началось перманентное горение, можно судить по появившемуся из дымоходной трубы дыму. По мере сжигания топлива труба меньшего диаметра будет опускаться вместе с воздушным регулятором – по этому своеобразному индикатору и можно определить количество оставшегося топлива.

Котел из трубы своими руками чертежи

Твердое топливо горит не очень быстро, и в видимом его пламени сгорают далеко не все компоненты, несущие тепловую энергию. Для полного догорания дымовых газов необходима высокая, но вполне определенная температура, иначе возникнут условия для протекания эндотермических реакций (напр. окисления азота), продукты которых унесут энергию топлива в трубу.

Твердое топливо сжигают чаще всего тремя способами: пламенным, пиролизным и тлением поверхностного слоя.

Из сказанного выше ясно, что пламенное горение не оптимально для твердотопливного котла. Конструкция топки, обеспечивающей полное сгорание отходящих газов до их контакта с теплообменным регистром, получается слишком сложной, массивной, требующей регулярного ухода, наконец, просто ненадежной и опасной. Некоторым исключением можно считать только дровяно-угольные котлы для небольшого подогрева в межсезонье, см. далее.

Главные, и весьма существенные, недостатки пиролизных котлов – высокая стоимость, зависимость от электропитания и небольшие пределы регулировки мощности. Из-за этого в межсезонье котел приходится использовать в прерывистом режиме, для чего снабжать сложной обвязкой и дополнять теплоаккумулятором. В итоге стоимость только оборудования котельной для дома в 100-120 кв. м. жилых обходится где-то в $10 000, а ее площадь получается в 12-16 кв. м. Которые нужно построить; возможно – на ипотеку.

В целом всеядный пиролизный котел оправдывает себя в особняке от 250 кв. м жилых с собственной аварийной дизельной мини-электростанцией. Поэтому далее мы сосредоточимся на котлах медленного горения, они лучше всего подходят для домовладений бюджетного и среднего уровня. Отдельно остановимся на банных котлах, т.к. они не совсем отопительные.

Сборка отопительного агрегата

Итак, в первую очередь подготавливаются детали будущего агрегата. Из трубы 425 мм будет изготавливаться корпус отопительного прибора. Для небольшого отопительного котла высота в 1,0-1,2 м с учетом небольшого диаметра – это оптимальный вариант.

Режем трубу по этим размерам с помощью газового резака. Края обрабатываем болгаркой.

Теперь необходимо в корпусе вырезать два отверстия: под топку и для поддувала. Они должны быть прямоугольными. Для топки подойдет размер 20х10 см, для поддувала 20х3 см. Они располагаются один над другим, топочное отверстие выше.

Расстояние от края трубы до поддувала в пределах 5-7 см. Между отверстиями расстояние – 5 см. Края отверстия обрабатываются болгаркой. Вырезанный кусок стенки трубы для топки будет использован в качестве дверцы. Его края также зачищаются.

С помощью резака вырезаются еще два отверстия под патрубки подачи и обратки диаметром 25 мм. Отверстия располагаются друг напротив друга. При этом отверстие обратки вырезают сбоку котла над топкой: от топочного отверстия на расстоянии 15 см.

На расстоянии 5 см только от верхнего края корпуса вырезается отверстие для подачи теплоносителя. Тут же к этим отверстиям можно приварить два сгона.

В первую очередь к блину 412 мм приваривается дымоход. Затем внутри корпуса на высоте 30-35 см от топочного отверстия необходимо приварить временные упоры. Это может быть проволока или арматура. На них сверху опускается блин с дымоходом.

Основные стыки

А вот теперь самый важный момент – надо сварить между собой блин и корпус котла. Проварить шов надо обязательно с двух сторон и сделать это необходимо качественно. Этот стык есть сопряжение топки и водяного бака.

Далее на торчащий из котла дымоход надевается блин 425 мм. Здесь необходимо хорошо проварить два стыка: между внешними краями блина и корпусом котла, между дымоходом и металлическим кругом.

Топочный отсек

Следующий этап касается топочной камеры. С обратной стороны от дымохода внутрь корпуса вставляется готовая решетка из арматуры.

Затем из уголка 25 мм вырезаются болгаркой несколько кусков, которые привариваются внутрь котла между топочным отверстием и поддувалом. Это будут упоры, на которые ляжет решетка.

И последнее. Необходимо приварить блин 425 мм к нижнему краю корпуса, приварить к нему четыре ножки из трубы 25 мм высотою по 5 см. Далее привариваются петли, на которые навешивается дверца топки.

Конструкция может быть разной: в виде обычной дверцы, в виде шибера (это заслонка, которая перемещается в плоскости отверстия), в виде поворотной заслонки с отверстиями в корпусе. Продаются готовые изделия, которые просто привариваются по месту.

Можно сварить цельную конструкцию своими руками и прикрепить ее к котлу. Из всех предложенных вариантов самый простой – это или дверца, или шибер.

Проще всего будет построить своими руками твердотопливный котел из кирпича. Его конструкция популярна и не требует сложных расчетов. Использовать такой котел можно сразу в нескольких целях, поэтому устанавливают их преимущественно на кухнях. Примечательно, что самостоятельно собрать такой агрегат смогут даже новички.

В процессе работы понадобится болгарка, сварочный аппарат с электродами, листовая сталь, кирпич, материалы для печного раствора, трубы и металлические уголки. Тем, кто никогда не держал в руках сварку, лучше всего выполнить резку деталей по чертежу котла на твердом топливе, а сварочные работы перепоручить профессионалу. Это важно, так как качество швов напрямую влияет на долговечность котла.

котел на твердом топливе своими руками

Положительный момент самостоятельного сооружения отопительного оборудования состоит в том, что можно подобрать размер твердотопливного котла и топки, а также рассчитать его мощность под конкретные нужды. Кроме того, в нем можно предусмотреть варочную поверхность или кирпичный свод, чтобы тепло аккумулировалось в процессе горения дров, а затем перераспределялось в систему отопления.

Теплообменник чаще всего делают прямоугольным, используя для этого прямоугольный профиль и трубы сечением 40-50 мм. Благодаря профилям облегчается стыковка труб, а швы получаются более прочными.

Главным преимуществом прибора, изготовленного из подручных материалов, является его низкая себестоимость. Под основную часть устройства можно приспособить вышедший из употребления газовый баллон, металлическую бочку и другие подручные материалы.

Возможно, потребуются затраты на приобретение трубы или листовой стали на сборку корпуса, крепёжные элементы или готовые дверки, но общая их стоимость всё равно меньше, чем цена заводской модели. Не рудные стройматериалы, цемент и кирпич для устройства опорной плиты или футеровки топочной камеры требуются в небольшом количестве и обычно остаются на участке после возведения банной постройки.

К плюсам самодельного устройства можно отнести и его индивидуальные габариты. Планировка и маленькая площадь бани может не позволить установить готовое фабричное оборудование, а самодельный небольшой котёл удачно впишется в любое маленькое помещение.

Минусами такого устройства являются:

  • Неспособность накапливать и длительно сохранять тепло. Металлический корпус быстро нагревается и отдаёт тепло, но сразу остывает, как только в нём сгорает топливо.
  • Необходимость установки высокой трубы для отвода дыма и обеспечения достаточного уровня тяги.
  • Необходимость регулярной чистки всех отделов, и особенно часто дымоотводной трубы.

Самое дешёвое и доступное топливо — древесина, соответственно установка твердотопливного котла является самым распространенным вариантом выбора банного нагревателя. Размеры такого агрегата зависят от габаритов помещения. В среднем под обогреватель для бани площадью 12 м² подойдёт заготовка в виде куска трубы диаметром 50 см и длиной от 70 см до 1 м или готовая 200-литровая бочка для хранения бензина или дизтоплива.

Для самостоятельного изготовления котла необходимо иметь следующие инструменты:

  • Сварочное оборудование.
  • Болгарку с зачистными и отрезными дисками.
  • Электрическую дрель.
  • Приспособления для измерения и разметки: рулетку, уголок, уровень и мел.
  • Плоскогубцы.
  • Молоток.
  • Защитное обмундирование: брезентовый костюм, закрытые ботинки, рукавицы, щиток сварщика и очки.

Кроме металла для изготовления корпуса котла потребуются:

  • Стальная труба для теплообменника.
  • Металлический лист толщиной не менее 50 мм для изготовления дна котла.
  • Печная фурнитура: топочная и поддувальная дверцы, заслонка в дымоход.
  • Кран для бака горячей воды.
  • Металлическая труба для дымохода.
  • Арматура или уголок для изготовления колосников.
  • Швеллер для опорной конструкции и перегородки между каменкой и топочной камерой.
  • Огнеупорный кирпич для кладки экрана вокруг прибора.
  • Глиняный или цементный раствор.

Чертежи и схемы

Схема 1. Вертикальный металлический котёл в разрезе

Схема 2. Однотрубная байпасная система отопления

Сначала изнутри трубу нужно разметить снизу вверх на 4 отсека высотой:

  • 100 мм — под зольник.
  • 350 — 400 мм — для топки.
  • 400 мм — под каменку.
  • 400 — 600 мм — для бака.

Каждый сектор котла в будущим будет разделён круглой металлической перегородкой, вырезанной по внутренними диаметру трубы. Для установки перегородок потребуются ограничители в полости корпуса. Сделать их можно из арматуры 12 мм, затем вставить в трубу и приварить на соответствующем уровне.

Котел из трубы своими руками чертежи

Снизу следует по всему периметру приварить герметично дно и сразу к нему опорные конструкции из обрезков швеллера.

В небольших семейных парилках, где важен каждый сантиметр площади, установка котла на безопасном расстоянии от ближайших стеновых поверхностей в 0,3 — 1 м нецелесообразна. В этом случае боковые плоскости обогревателя закрывают изоляционными щитами — металлическими или кирпичными экранами. Стальные или чугунные экраны заводского производства оснащены ножками, которыми с помощью болтов крепятся к полу. Кирпичные экраны можно сложить двумя способами:

  • Обложить корпус прибора полностью.
  • Огородить стенками, разделяющими его и возгораемые поверхности.

В нижней части кладки следует оставить проёмы для конвекции воздуха между стеной из кирпича и агрегатом.

Обшивку стен можно защитить от возгораний огнеупорным материалом — полированным алюминием или нержавейкой, которые хорошо отражают тепло, так же подойдут миниритовые плиты, листы суперизола или фольгированные маты из базальтового волокна.

В нижних трёх отсеках нужно вырезать проёмы под установку дверок под поддувало, топку с одной стороны корпуса и каменку — сбоку котла или с противоположной стороны. Поддувальную и топочную дверки можно купить заранее или приспособить вырезанные фрагменты стенки трубы, приварив к нем петли и ручки, обеспечивающие удобство при закрывании и открывании отделов котла.

На опорные кольца между поддувалом и топочной камерой устанавливаем колосники — металлический круглый лист с дырками или сваренную ячеистую конструкцию из арматуры. Приваривать их не следует, они должны просто лежать. В топке закрепляем теплообменник.

Котел из трубы своими руками чертежи

Для изготовления поддувала можно приспособить толстостенную трубу, разрезав её вдоль. Она должна иметь возможность двигаться по металлическим рейкам, но не выниматься полностью.

В разделительный металлический круг, который будет дном бака нужно вырезать отверстие под дымовую трубу, вставить её и капитально обварить стыки по всей длине окружности. Для изготовления крышки используем такую же металлическую пластину с отверстием под дымоход, только один её фрагмент делаем открывающимся для заливки воды.

В бане требуют обогрева максимум два помещения: душевая и комната отдыха. Организовать его можно с помощью однотрубной байпасной системы с диагональным подключением батарей (схема 2). Она просто монтируется и эффективна в работе. Для сборки потребуется 2 — 3 радиатора, запорная арматура, позволяющая регулировать температуру нагрева каждого элемента и расширительный бачок закрытого типа — для защиты теплоносителя от испарения.

Если необходимо отключить один из радиаторов, то теплоноситель ко второму будет поступать через байпас. Собранную таким образом отопительную систему нужно подключить к котлу: подвести нижний отвод с уклоном в 2-3 градуса и верхний отвод под углом в 20 градусов и через фитинги с резьбой соединить с концевиками теплообменника.

Принцип работы

Почему котел не печь?

Определяем место установки котла. Затем делаем разметку и заливаем фундамент.

https://www.youtube.com/watch?v=Hroqt-YXgCE

Готовим кладочный раствор для кирпича. Для него вам потребуется песок и глина в пропорции 2:1 (ориентировочно, может меняться в зависимости от жирности глины). Глину на ночь замачиваем, утром используя миксер (насадку на дрель) мешаем песчано-глиняный раствор.

Укладываем на готовый фундамент лист рубероида или иной гидроизоляции. По своим размерам он должен минимум на 10 см превышать размеры котла.Заливаем его сверху цементной стяжкой, которую ровняем по уровню.

Используя обычный рядовой красный кирпич (не силикатный) выкладываем внешний контур будущей печи. Внутрь можно укладывать и бой.

Котел из трубы своими руками чертежи

Выводим стенки до уровня дверцы поддувала, кладём металлический лист с уклоном наружу, чтобы удобнее было убирать золу.

Крепим дверцу, выкладываем контур поддувала.Устанавливаем котёл (по уровню), топочную дверцу.Выкладываем дымоход.

Печь – устройство циклического действия. В ее топку загружают сразу столько топлива, чтобы его энергии хватило до следующей протопки. Избыток энергии сгорания загрузки топлива частично используется для поддержания оптимальной для дожигания температуры в газовом тракте печи (ее конвективной системе), а частично поглощается телом печи.

Тело печи представляет собой, таким образом, тепловой аккумулятор: основной обогрев помещения происходит за счет ее остывания после протопки. Поэтому отбирать циркулирующее в печи тепло нельзя, от этого тем или иным образом нарушится ее внутренний тепловой баланс, и КПД резко упадет. Можно, и то не во всяком месте конвекционной системы, взять до 5% на подпитку накопительного бака ГВС.

Водяной котел, все равно на каком топливе – устройство непрерывного действия. Теплоноситель в системе все время циркулирует, иначе она греть не будет, а котел должен в каждый конкретный момент дать тепла ровно столько, сколько ушло наружу из-за теплопотерь. Т.е., топливо в котел нужно либо периодически подгружать, либо обеспечить оперативную регулировку тепловой мощности в достаточно широких пределах.

Второй момент – дымовые газы. К теплообменнику они должны подойти, во-первых, возможно более горячими, чтобы обеспечить высокий КПД. Во-вторых, они должны быть прогоревшими полностью, иначе энергия топлива осядет на регистре сажей, которую нужно будет еще и чистить.

Наконец, если печь греет вокруг себя, то котел как источник тепла и его потребители разнесены. Для котла необходимо отдельное помещение (котельная или топочная): вследствие высокой концентрации тепла в котле его пожарная опасность намного выше, чем и печи.

Отсюда следуют, во-первых, требования к топке котла:

  • Она должна обеспечивать быстрое и полное сгорание топлива без сложной конвекционной системы. Этого можно добиться только в топке из материалов с как можно меньшей теплопроводностью, т.к. для быстрого догорания газов требуется высокая концентрация тепла.
  • Сама топка и связанные с ней по теплу части конструкции должны иметь возможно меньшую теплоемкость: все тепло, ушедшее на их нагрев, останется в котельной.

Эти требования изначально противоречивы: материалы, плохо проводящие тепло, как правило хорошо его накапливают. Поэтому обычная печная топка для котла не пойдет, нужна какая-то специальная.

Устройство котла

В конструкцию котла обязательно должны входить следующие составные части:

  • Топка — камера из толстостенного металла, где происходит процесс горения топлива. Дном топки является колосниковая решётка, через которую зола высыпается в поддувало.
  • Поддувало — пространство под топочной камерой. Используется для сбора и удобного извлечения зольных отходов, а также забора воздуха в топку, необходимого для горения топлива.
  • Каменка — специальная ёмкость, заполненная камнями. Осуществляет перераспределение и отвод тепла.
  • Бак для нагрева воды — размещается чуть выше топки.
  • Теплообменник — небольшая ёмкость, предназначенная для передачи энергии сгорающего топлива теплоносителю.
  • Дымоход — канал, необходимый для отвода дыма. Берёт начало от топочной камеры, далее проходит через бак или каменку, нагревая их и заканчивается дымовой трубой. Для регулировки тяги снабжается задвижкой или шибером.

Практически всё многообразие существующих типов котлов, как заводских, так и изготовленных самостоятельно, использует в работе единый принцип, о котором было сказано в предыдущем разделе.

Реализуется он двумя способами:

  1. Водяной котёл отопления своими руками может быть изготовлен по способу «самовар». Топливо сгорает внутри ёмкости, наполненной теплоносителем. Чаще всего указанную схему реализуют при изготовлении котла для русской бани.
  2. Самодельный водяной котёл отопления, изготовленный по второму способу, подразумевает прохождение теплоносителя по трубам теплообменника (змеевика) через топку, в которой сгорает топливо. Как вариант этого же способа достаточно часто теплообменник размещается сразу за топкой в месте выхода из неё продуктов сгорания.

Как правило, предпочтение тому или иному варианту отдаётся с учётом возможностей мастера в плане приобретения необходимых материалов.

Поэтому в обязательном порядке котлы для водяного отопления дома должны иметь в своей конструкции клапан для сброса избыточного давления, манометр и градусник для определения температуры теплоносителя.

Теплообменный регистр

Теплообменник – важнейший узел отопительного котла, он в основном и определяет его КПД. По конструкции теплообменника и называют весь котел. В бытовых отопительных котлах применяют теплообменники – водяные рубашки и трубчатые, горизонтальные или вертикальные.

Котел с водяной рубашкой – это та самая «печка в бочке», теплообменный регистр в виде бака окружает в нем топку. Котел с рубашкой может быть и довольно экономичным при одном условии: если горение в топке беспламенное. Пламенная твердотопливная топка непременно требует дожигания отходящих газов, а в контакте с рубашкой их температура сразу падает ниже необходимого для этого значения. В результате – КПД до 15% и усиленное осаждение сажи, а то и кислотного конденсата.

Горизонтальные регистры, вообще говоря, всегда наклонные: их горячий конец (подача) должен быть приподнят над холодным (обраткой), иначе теплоноситель пойдет вспять, а отказ принудительной циркуляции немедленно приведет к тяжелой аварии. В вертикальных регистрах трубы расположены вертикально или в небольшим наклоном в сторону. И там, и там трубы, чтобы газы лучше в них «запутывались», располагают рядами в шахматном порядке.

Котел из трубы своими руками чертежи

Относительно направлений движения горячих газов и теплоносителя трубные регистры делятся на:

  1. Проточные – газы проходят в общем перпендикулярно току теплоносителя. Чаще всего такая схема применяется в горизонтальных промышленных котлах большой мощности ради меньшей их высоты, что удешевляет установку. В бытовых ситуация получается обратная: чтобы регистр как следует уловил тепло, его приходится делать вытянутым вверх выше потолка.
  2. Противоточные – газы и теплоноситель движутся вдоль одной линии навстречу друг другу. Такая схема дает наиболее эффективную теплопередачу и наивысший КПД.
  3. Поточные – газы и теплоноситель движутся параллельно в одном направлении. Применяется редко в котлах специального назначения, т.к. КПД при этом плохой, а износ оборудования большой.

Далее, теплообменники выполняются огнетрубными и водотрубными. В огнетрубных дымогарные трубы с дымовыми газами проходят сквозь бак с водой. Огнетрубные регистры работают стабильно, а вертикальные дают неплохой КПД даже в поточной схеме, т.к. в баке устанавливается внутренняя циркуляция воды.

Однако, если рассчитать оптимальный для передачи тепла от газа к воде температурный градиент исходя из соотношения их плотности и теплоемкости, то он оказывается примерно 250 градусов. А чтобы протолкнуть этот поток тепла сквозь стенку стальной трубы в 4 мм (меньше нельзя, очень быстро прогорит) без заметных потерь на теплопроводность металла, нужно еще около 200 градусов.

Из-за этого срок службы дымогарных труб ограничен, особенно в больших котлах. Кроме того, КПД огнетрубного котла невелик, он определяется отношением температур поступающих в регистр горячих газов и выходящих в дымоход. Давать остывать газам ниже 450-500 градусов в огнетрубном котле нельзя, а температура в обычной топке не превышает 1100-1200 градусов. По формуле Карно выходит, что КПД выше 63% не получить, да еще КПД топки не больше 80%, так что всего получается 50%, что совсем плохо.

В малых бытовых котлах эти особенности сказываются слабее, т.к. при уменьшении размеров котла отношение поверхности регистра к объему дымовых газов в нем увеличивается, это т.наз. закон квадрата-куба. В современных пирозизных котлах температура в камере сгорания доходит до 1600 градусов, КПД их топки под 100%, а регистры фирменных котлов в гарантией на 5 и более лет делают только тонкостенными из жаропрочной спецстали. В них газам можно дать остыть до 180-250 градусов, и общий КПД доходит до 85-86%

В водотрубных регистрах теплоноситель течет по трубам, помещенным в жаровую камеру, куда поступают горячие газы. Теперь градиенты температур и закон квадрата-куба действуют наоборот: при 1000 градусах в камере внешняя поверхность труб будет нагрета всего до 400 градусов, а внутренняя – до температуры теплоносителя. В итоге – трубы из обычной стали служат долго и КПД котла около 80%

Но горизонтальные проточные водотрубные котлы склонны к т. наз. «бухтению». Вода в нижних трубах оказывается гораздо горячее, чем в верхних. Она и проталкивается на подачу в первую очередь, давление падает, и воду «выплевывают» более холодные верхние трубы. «Бухтение» не только дает шуму, тепла и комфорта столько же, сколько сосед – пьяница и скандалист, но и чревато порывом в системе из-за гидроударов.

Вертикальные водотрубные котлы не бухтят, но, если проектируется водотрубный котел в дом, регистр нужно располагать на опуске дымохода, в том его участке, где горячие газы идут сверху вниз. У поточного, с одинаковым направлением движения газов и теплоносителя, водотрубного котла, КПД резко падает и на трубах возле подачи интенсивно осаждается сажа, а делать обратку выше подачи вообще недопустимо.

Отношение емкостей теплообменника и всей системы охлаждения берут не произвольно. Скорость передачи тепла от газов к воде не бесконечна, вода в регистре должна успеть принять в себя тепло, прежде чем уйдет в систему. С другой стороны, нагретая внешняя поверхность регистра отдает тепло воздуху, и оно зря пропадает в котельной.

Слишком маленький регистр склонен к вскипанию и требует точной быстрой регулировки мощности топки, что в твердотопливных котлах недостижимо. Регистр большого объема долго прогревается и при плохой наружной теплоизоляции котла или ее отсутствии теряет много тепла, причем воздух в котельной может прогреться выше допустимого по пожарной безопасности и ТУ на котел.

Величина емкости теплообменника твердотопливных котлов колеблется в пределах 5-25% от емкости системы. Это нужно учесть при выборе котла. Напр., для отопления по расчету получилось всего 30 секций радиаторов (батарей) по 15 л каждая. С водой в трубах и расширительным баком полная емкость системы окажется около 470 л. Емкость регистра котла должна быть в пределах 23,5-117,5 л.

Чугун как материал для регистра котла современным требованиям не удовлетворяет:

  • Малая теплопроводность чугуна ведет к низкому КПД котла, т.к. остужать отходящие газы ниже 450-500 градусов нельзя, сквозь чугун в воду не пройдет тепла сколько нужно.
  • Большая теплоемкость чугуна также его минус: котел должен быстро отдать тепло в систему, пока оно не улетучилось куда-то еще.
  • Чугунные теплообменники не вписываются в современные требования по массогабаритам.

Для примера возьмем секцию М-140 от старой советской чугунной батареи. Площадь ее поверхности – 0,254 кв. м. Для обогрева 80 кв. м. жилой площади нужна поверхность теплообмена в котле примерно 3 кв. м, т.е. 12 секций. Видали вы батарею на 12 секций? Представьте себе, каков должен быть котел, в котором она поместится.

Котел из трубы своими руками чертежи

Регистры современных заводских котлов делают из жаропрочной и жаростойкой спецстали, но для их изготовления нужны производственные условия. Остается обычная конструкционная сталь, но она при 400 и выше градусах очень быстро коррозирует, поэтому огнетрубные котлы из стали нужно выбирать для покупки или разрабатывать очень осторожно.

Кроме того, сталь хорошо проводит тепло. С одной стороны, это неплохо, можно рассчитывать простыми средствами получить хороший КПД. С другой, нельзя давать обратке охлаждаться ниже 65 градусов, иначе на регистр в котле выпадет из дымовых газов кислотный конденсат, который может проесть трубы в течение часа. Исключить возможность его осаждения можно 2 способами:

  • При мощности котла до 12 кВт достаточно перепускного клапана между подачей и обраткой котла.
  • При большей мощности и/или обогреваемой площади более 160 кв. м нужен еще элеваторный узел, а котел должен работать в режиме перегрева воды под давлением.

Перепускной клапан управляется либо электрически от термодатчика, либо энергонезависимо: от биметаллической пластины с тягой, от плавящегося в специальной емкости воска и пр. Как только температура в обратке упадет ниже 70-75 градусов, он подпускает в нее горячую воду из подачи.

Элеваторный узел, или просто элеватор (см. рис.) действует наоборот: вода в котле нагревается до 110-120 градусов под давлением до 6 ати, что исключает закипание. Для этого температуру горения топлива повышают, что увеличивает КПД и исключает выпадение конденсата. А перед подачей в систему горячую воду разбавляют обраткой.

Схема элеваторного узла системы отопления

Схема элеваторного узла системы отопления

В том и другом случае необходима принудительная циркуляция воды. Тем не менее, стальной котел на термосифонной циркуляции, не требующий электропитания для циркуляционного насоса, создать вполне возможно. Некоторые конструкции будут рассмотрены далее.

Виды котлов для бани

В зависимости от используемого топлива котёл для бани бывает газовым, электрическим, жидкотопливным, пиролизным и твердотопливным.

Газовый

Устройство, работающее на газе, более компактно и экономично. Во время работы не выделяет гарь и неприятный запах, для него не нужно запасать топливо на весь год. Однако установка такого котла целесообразна только на участках, где есть возможность подключения к централизованным коммуникациям газоснабжения.

Электрический

Котел из трубы своими руками чертежи

Электрокотёл является наиболее экологичным прибором. Он прост в установке и эксплуатации, так как не требует обустройства дымохода и дополнительной вентиляционной системы. Но удобно пользоваться таким прибором лишь в местах, где электроснабжение осуществляется в постоянном режиме и не имеет перебоев. Да и экономичным такой тип котлов назвать сложно, поскольку стоимость электроэнергии всё время увеличивается.

Прибор, использующий для работы дизельное топливо, керосин или отработку, по простоте эксплуатации практически не отличается от газового котла. На это в немалой степени оказывает влияние тот факт, что хранить жидкое топливо можно в любой, небольшой по объёму ёмкости, например, в канистре или бочке. Устанавливать такое устройство необходимо в отдельном помещении, не используемом для принятия банных процедур, так как при горении нефтепродукты выделяют токсичные пары с очень неприятным запахом.

Пиролизный

Пиролизный котёл имеет самую высокую производительность за счёт полного сжигания топлива. Древесный газ, образующийся при сгорании в топке дров или угля, не улетучивается в атмосферу, а попадает во вторую камеру — дожига, где выгорает, выдавая дополнительную тепловую энергию. Для их изготовления используются сложные схемы и технологии, поэтому самостоятельно собрать такой прибор под силу не каждому.

Твердотопливный

Котёл, использующий для обогрева дрова, каменный уголь и другие виды твёрдого топлива, является универсальным, его надёжность проверена временем. Прибор отлично нагревается и длительно поддерживает оптимальный уровень температуры. К минусам такого типа печек можно отнести необходимость своевременной загрузки новой партии топлива, которое требуется запасать впрок.

Циркуляция и котел

Термосифонная (гравитационная) циркуляция воды не позволяет обогреть помещение площадью более 50-60 кв. м. Дело не только в том, что воде трудно протискиваться по развитой системе труб и радиаторов: если при полном расширительном баке открыть сливной кран, вода хлынет сильной струей. Дело в том, что энергия на проталкивание воды по трубам при этом берется от топлива, а КПД преобразования тепла в движение в термосифонной системе мизерный. Поэтому и КПД котла в целом падает.

Но для циркуляционного насоса нужно электричество (50-200 Вт), которое может пропасть. UPS (источник бесперебойного питания) на 12-24 часа автономной работы очень дорог, поэтому правильно спроектированный котел рассчитывают на принудительную циркуляцию, а при пропадании электроснабжения он должен без постороннего вмешательства переходить в термосифонный режим, когда отопление еле теплится, но все-таки греет.

Виды теплообменников для котла

Теплообменник — это устройство, выполняющее функцию нагрева воды. Чем больше его КПД, тем котёл лучше обогревает помещение. На уровень теплоотдачи теплообменника оказывает влияние материал изготовления и общая площадь данного устройства.

Котел из трубы своими руками чертежи

Самый высокий коэффициент теплоотдачи у меди, но это очень дорогой металл. Для изготовления эффективного теплообменника потребуется большое количество медного трубного проката с толстой стенкой, стоимость которого может сравняться со стоимостью заводского отопительного прибора. К тому же его сварка возможна только в среде инертных газов, организовать этот процесс в бытовых условиях нереально, а паяные соединения в условиях высоких температур имеют слишком низкие показатели прочности.

Оптимальным вариантом будет использовать для теплообменника трубы или листы углеродистой стали толщиной не менее 2,5 мм. Из листовой стали можно изготовить бачок с плоскими стенками и приварить к нему два патрубка, один снизу, а другой сверху. К ним будет подключаться трубы системы циркуляции теплоносителя.

Чтобы котёл работал на обогрев достаточно эффективно объём такой ёмкости придётся максимально увеличить, что скажется и на линейных параметрах топки. Установка отопительного прибора больших габаритов не всегда возможна в банных помещениях и слишком затратна по расходу материалов.

Добиться увеличения площади теплообменника, и соответственно скорости нагрева воды, можно, если использовать для его изготовления трубы из прочной стали или меди. Такое устройство будет компактнее по размерам, просто изготавливается, долго служит и способно работать под давлением.

Конструкция трубчатого теплообменника может иметь разную форму (змеевика, спирали, по типу труба в трубе и др.), но для изготовления своими руками лучше выбирать вариант попроще. Например, изогнуть две трубы в соответствии с внутренним диаметром топки и соединить их в единую каркасную конструкцию вертикальными элементами.

Существует несколько вариантов размещения теплообменника:

  • Внутри топки.
  • Около корпуса отопительного прибора.
  • Вокруг дымовой трубы.

Продуктивнее всего установить его по краям топочной камеры, придав ему цилиндрическую форму или буквы П, в зависимости от формы топки. Это даст возможность не только увеличить общую эффективную площадь теплообменника, но и уменьшить количество сажи, откладывающейся на его плоскостях.

Как ставят котел?

Из требования минимальной собственной теплоемкости котла непосредственно вытекает его небольшой сравнительно с печью вес и весовая нагрузка от него на единицу площади пола. Как правило, она не превышает минимально допустимых по СНиП для настила пола 250 кг/кв. м. Поэтому установка котла допустима без фундамента и даже разбора настила, в т.ч. и на верхних этажах.

Ставят котел на ровную устойчивую поверхность. Если пол играет, его придется в месте установки котла все-таки разобрать до бетонной стяжки с выносом в стороны не менее 150 мм. Основу под котел застилают асбестом или базальтовым картоном толщиной 4-6 мм, а на него кладут лист кровельного железа толщиной 1,5-2 мм. Далее, если настил разбирался, низ котла обмуровывают цементно-песчаным раствором до уровня пола.

Вокруг выступающего над полом котла делают теплоизоляцию, такую же, как под низом: асбест или базальтовый картон, а на нем – железо. Вынос изоляции в стороны от котла от 150 мм, а перед дверцей топки не менее 300 мм. Если котел допускает догрузку топлива до прогорания предыдущей порции, то вынос перед топкой нужен от 600 мм. Под котел, который ставят прямо на пол, подкладывают только теплоизоляцию, накрытую стальным листом. Вынос – как в предыдущем случае.

Для котла на твердом топливе обязательно нужна отдельная котельная. Требования к ней приведены выше. Кроме того, почти все твердотопливные котлы не допускают регулировки мощности в широких пределах, поэтому для них нужна полноценная обвязка – комплект дополнительного оборудования, обеспечивающий эффективную и безаварийную работу. Мы о ней поговорим далее, но вообще обвязка котла – отдельная большая тема. Здесь упомянем только о непреложных правилах:

  1. Монтаж обвязки ведется в противоток воде, от обратки к подаче.
  2. По окончании монтажа его правильность и качество соединений проверяют зрительно по схеме.
  3. К монтажу системы отопления в доме приступают только после обвязки котла.
  4. До загрузки топлива и, если требуется, подачи электропитания, всю систему заполняют холодной водой и в течение суток контролируют все стыки на протечку. В данном случае вода именно вода, а не какой-то другой теплоноситель.
  5. Если протечек нет, или по их устранении, котел запускают на воде, непрерывно контролируя температуру и давление в системе.
  6. По достижении номинальной температуры контролируют давление в течение 15 мин, оно не должно изменяться более чем на 0,2 бар, этот процесс называется опрессовкой.
  7. После опрессовки котел гасят, системе дают полностью остыть.
  8. Сливают воду, заливают штатный теплоноситель.
  9. Еще раз сутки контролируют стыки на протечку. Если все в порядке – запускают котел. Нет – устраняют протечки, и снова суточный контроль перед запуском.

Выбираем тип твердотопливного котла

Теперь мы знаем достаточно, чтобы выбрать котел исходя из предполагаемого вида топлива и его назначения. Приступим.

Дровяные

Теплотворная способность дров невелика, у лучших – менее 5000 ккал/кг. Сгорают дрова довольно быстро, выделяя большой объем требующих дожигания летучих компонент. Поэтому на высокий КПД на дровах лучше не рассчитывать, зато их можно найти почти везде.

Котел на дровах годится прежде всего для бани. Уголь в помещении для чистоты тела и души не очень-то к месту, экономичность в данном случае не главное. Кроме того, уголь весь свой, весьма значительный, запас тепла отдает слишком медленно для баньки.

Другое подходящее место для дровяного котла – дача, на которой ведется товарное хозяйство, или сезонное сельхозпроизводственное помещение. Зимой здесь не топят, поэтому экономичность котла и его удельная мощность также не существенны. Зато расходы на доставку привозного топлива в удаленное место могут начисто лишить хозяйство рентабельности.

Угольные

Котел из трубы своими руками чертежи

Теплотворная способность угля высока, и основная доля тепла выделяется долго в процессе сгорания углерода. Если же улавливать и сжигать и летучие, выделяющиеся в начале сгорания, то можно добиться КПД до 80% и более. Доставка угля налажена практически в любой пункт, куда есть дорога. Цена одной килокалории из угля пока немного больше газовой, но вилка неуклонно сужается, и вскоре угольное отопление окажется дешевле газового даже в таких богатых энергоресурсами странах, как Россия.

Современные угольные котлы обеспечивают тепловыделение от одной загрузки топлива до 20 дней (!), один розжиг за сезон (т.е. допускают догрузку топлива без остановки котла), не требуют присмотра и допускают длительные отлучки хозяев. Их автоматика, как правило, не требует электропитания и позволяет регулировать мощность в пределах, достаточных для обогрева от суровых морозов до межсезонья. Конструкция чаще всего – точно рассчитанная комбинация рубашечного котла с водотрубным.

Устройство угольного котла сверхдлительного горения

Устройство угольного котла сверхдлительного горения

Угольные котлы сверхдлительного горения (схема на рис.) сейчас переживают самый настоящий ренессанс. Самому сделать такой нельзя, секрет возрождения – в применении современных материалов и технологий. Но, учитывая, что угольный котел стоит вдвое-втрое дешевле пиролизного, служит вечно и не требует электричества, а КПД его превышает 70%, вариант приобретения котла на угле стоит рассмотреть самым серьезным образом.

Пеллетные

Пеллеты можно сжигать в печке, как дрова, но зольность их при этом высока, до 70% (!) по объему. Теплотворная способность пеллет не выше, чем у дров, и хранить их нужно в сухом теплом помещении, пеллеты гигроскопичны. Инфраструктура продажи/доставки (дистрибьюции) пеллет еще в зачаточном состоянии. Зато стоимость 1 ккал от пеллет ниже газовой.

Схема устройства пеллетного котла

Схема устройства пеллетного котла

  1. бункер для пеллет, его можно загружать сразу на сезон;
  2. шнековый податчик топлива (стокер);
  3. электропривод стокера;
  4. тугоплавкий гибкий шланг;
  5. специальная пеллетная горелка;
  6. котел.

В специальной горелке (от $200 за хорошую) пеллеты сгорают полностью, а котел в данном случае – просто кожух с теплообменником. Поэтому КПД пеллетного котла может превышать 80%, и его, за исключением горелки, возможно сделать самостоятельно. Подавать топливо в горелку можно буквально по грануле, так что по пределам регулировки мощности пеллетный котел вне конкуренции.

Однако шланг подачи пеллет в горелку недолговечен, иногда приходится менять его дважды за сезон. А самый главный недостаток – без электропитания котел вообще останавливается, и система может разморозиться. Поэтому пеллетные котлы – дело будущего, когда их недостатки будут устранены.

Самодельные котлы на опилках популярны не зря. Если уж в агрегате опилки горят, то сгорит и любой другое измельченное твердое топливо, а его чаще всего можно набрать даром. Но превратить опилочную печку длительного горения в котел ох как непросто. Об этом мы поговорим далее.

Как понять, какой котёл будет оптимальным для обслуживания конкретной системы отопления? Очевидно, следует определиться с видом топлива, требуемой мощностью агрегата и особенностями его конструкции, процесса монтажа и последующей эксплуатации, а также с особенностями подключаемой системы отопления.

Самодельный котёл на твёрдом топливе

Среди материалов, которые можно использовать в качестве твёрдого топлива, наиболее широкое распространение получили:

  • уголь;
  • торфяные брикеты;
  • пеллеты;
  • дрова;
  • опилки и другие горючие отходы производства.

Выбор типа и конструктивного исполнения отопительного котла напрямую зависит от того, каким топливом вы собираетесь пользоваться, требуемой производительности системы отопления, а также места, где он будет установлен. Для самостоятельного изготовления подходят следующие модификации твердотопливных отопительных агрегатов:

  1. Классические

Оснащаются стальным или чугунным теплообменником, могут использоваться и для отопления, и для целей горячего водоснабжения. КПД таких котлов составляет около 85%.

Классический котёл на твёрдом топливе
  1. Пиролизные

Обеспечивают раздельное сгорание топлива и выделяемых при этом летучих газов, благодаря чему существенно повышается эффективность и, следовательно, экономичность отопительной системы.

Схема пиролизного котла на твердом топливе
  1. Пеллетные

Эффективность этой разновидности котлов отопления достигает 90%. Главным их достоинством является высокая степень автоматизации рабочих процессов, а недостатком – сложность конструкции.

Принцип работы пеллетного котла
  1. Длительного горения

Способны непрерывно работать на протяжении всего отопительного сезона, требуя загрузки топлива 1 раз в несколько суток, что выгодно отличает их от классических твердотопливных котлов.

Компоновка твердотопливного котла длительного горения

Типы конструкций

Дровяные котлы

Дровяной котел отопления своими руками

Котел из трубы своими руками чертежи

Котлы указанных типов наиболее востребованы при самостоятельном изготовлении в силу простоты их конструкции, доступности необходимых для изготовления такого котла материалов и инструмента и возможности свободного приобретения потребного количества дров.

  • Достоинства: простота и универсальность.
  • Недостатки – достаточно низкий КПД. Следующая схема, в этом плане, гораздо предпочтительнее.

Простейший вариант подобного котла: толстостенная труба большого диаметра, в которую вставлена труба меньшего диаметра, которая является топкой. Пространство между трубами заполняется теплоносителем.

Котлы, работающие на дровах, являются универсальными. Их можно топить не только дровами, но и, практически, любым твёрдым топливом. (торфяные брикеты, уголь).

Котлы пиролизные

В диапазонах температур от 200 до 800 градусов дерево, процесс горения которого проходит при нехватке кислорода, разлагается на кокс древесный и газ пиролизный.

Стоит добавить к последнему достаточное количество атмосферного воздуха, как он воспламеняется с выделением тепла в больших количествах. Это увеличивает КПД котлов такой конструкции до 92%.

Одной закладки топлива (дров) пиролизному котлу может хватить на 12 часов, в то время, как у котлов традиционных этот показатель не превышает 4 часов.

Наличия твёрдых остатков практически нет. Горение газов легко поддаётся регулировке в автоматическом режиме.

Минус, который имеют котлы для водяного отопления дома указанной конструкции – жёсткие требования к влажности топлива, не более 30%. Иначе, в смеси с водяными парами, пиролизный газ будет плохо гореть.

Материалы для изготовления котла указанной конструкции обойдутся существенно дороже. Чем по первому варианту. Но весь перерасход полностью окупится за 2 – 3 отопительных сезона.

Котёл разжигается, выводится на рабочий режим и на специальный раскалённый поддон начинает капать масло, которое испаряется практически мгновенно.

Получившиеся газы, сгорая, нагревают теплоноситель.Вместо масла можно использовать солярку.

Котёл электрический

Простейшая конструкция – ТЭН внутри трубы, стоящей вертикально, к которой снизу подводится обратка, а сверху подача. И естественная циркуляция воды.

Минусы: котлы номинальной мощностью более 7 кВт подключать к сетям 220 В запрещено. А 380 Вольт есть не везде.

Второй вариант электрического котла – котёл индукционный. Это простейший вариант самодельного котла подобной конструкции: пластиковая толстостенная труба, на которую навито не менее сотни витков провода эмалированного, подсоединённого к переносному сварочному аппарату, имеющему на выходе ток в 15А.

Котел из трубы своими руками чертежи

В трубу засыпаются элементы, нагреваемые вихревыми токами (обрезки проволоки стальной, рубленый пруток и т.п). Подключаем снизу обратку, сверху подачу, подаём воду и можно включать питание.

Банные котлы обычно имеют вид металлического цилиндра или прямоугольника. Спереди у них находятся топочная и поддувальная дверца, сзади выводы контура отопления, сбоку — дверцу каменки, расположенной на выступающей горловине.

Для изготовления котла цилиндрической формы можно использовать металлические трубы диаметром не менее 50 см, бочки объёмом до 200 л, вырабатывавшие свой ресурс 50 — литровые баллоны для транспортировки пропана. Эти изделия бесшовные, уже имеют цилиндрическую форму, которая более предпочтительная, чем прямоугольная с точки зрения аэродинамики (обтекания воздухом) и теплоотдачи. Ориентация цилиндрических котлов может быть как вертикальной, так и горизонтальной.

Прямоугольные

Приборы такой формы имеют большое количество швов, да и раскрой их деталей должен выполняться с особой точностью. Для человека без навыков сварочных работ собрать такую конструкцию будет проблематично. Ориентация котла прямоугольной формы существенной роли не имеет. Для большей устойчивости его можно расположить горизонтально, если конечно позволит площадь. Вертикальное расположение позволит сэкономить место, но потребует дополнительных мероприятий для закрепления.

Из какого бы материала ни был изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Разберемся в них более подробно.

В первую очередь стоит обратить внимание на материал теплообменника – чугун или сталь. Если вы хотите воспользоваться готовой схемой твердотопливного котла – своими руками чугунный теплообменник сделать вряд ли получится. Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений. Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают.

Чугунным теплообменникам свойственно покрываться сухой ржавчиной – особой пленкой, защищающей стенки агрегата от разрушения. Кроме того, влажная ржавчина также образуется намного медленнее, чем обусловлен длительный срок эксплуатации чугунных изделий – от 10 до 25 лет. Среди прочих преимуществ чугунных теплообменников можно назвать отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании.

Недостатки чугунных изделий таковы:

  • большая масса котла предполагает наличие отдельного фундамента;
  • затруднения в процессе сборки и высокие затраты на транспортировку;
  • чувствительность к термическим ударам – чугун не любит перепадов температур, поэтому контакт горячей поверхности с холодными дровами или холодной водой может быть губительным для него;
  • большая тепловая инерционность – на разогрев котла требуется длительное время, но и его последующее остывание происходит медленно.

Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными объектами. Это свойство позволяет при сборке котлов отопления на твердом топливе по чертежам оборудовать их чувствительными автоматическими элементами. А благодаря небольшой инерционности такие агрегаты быстро прогреваются и остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. При этом, можно сделать чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, что позволит учесть все нюансы.

По внешнему виду котлы из стали – это сплошные сварные агрегаты, которые довольно сложно перевозить, хотя и чувствительность к механическим повреждениям у них намного ниже аналогов из чугуна.

Возможность ремонта стальных котлов с точки зрения некоторых специалистов весьма сомнительна. Отремонтировать, равно, как и сварить котел своими руками по чертежу в домашних условиях довольно непросто, со временем на швах в нем могут образовываться течи. Справедливости ради, отметим, что все зависит от навыков работника в работе со сварочным аппаратом. Но выполнить ремонт чугунного теплообменника все же проще – требуется только замена секций.

Как правило, котлы с чугунными теплообменниками являются энергонезависимыми, стоят недорого, поэтому они могут стать достойной альтернативой уже установленному отопительному оборудованию в случае отключения электричества. Циркуляция теплоносителя в таких агрегатах происходит естественным путем, без применения насоса. Однако монтаж батарей нужно выполнять так, чтобы вода по трубам при нагревании свободно перемещалась по трубам под воздействием давления в котле.

Из каких материалов делать котел

Конструктивные элементы котла при эксплуатации подвергается воздействию высоких температур, поэтому использовать для его сборки необходимо толстый металл, чтобы исключить прогорания.

Если подходящей трубы или ёмкости найти не удалось, то изготовить такой прибор можно по чертежу из листового железа.

Металлические листы

Для стенок агрегата подойдёт листовая сталь марки Ст3 толщиной 5 мм, днище должно быть ещё толще — не менее 10 мм.

Самодельный котёл для водяного отопления

Самодельный котёл для водяного отопления

Тему «водяное отопление своими руками» практически невозможно развернуть в рамках небольшого обзора. Поэтому приведём только некоторые рекомендации. Более подробную информацию желающие смогут найти на нашем сайте и в других источниках.

Наиболее часто используемыми материалами для изготовления котлов является листовая сталь толщиной 4 – 5 мм. Жаростойкая нержавейка, конечно, лучше. Но, узнав цену за лист, большинство выбирает обычную.

Изготавливая самодельный водяной котёл отопления, мастер, как правило, учитывает имеющийся или будущий способ циркуляции в СО теплоносителя.

Если он будет двигаться самотёком (гравитационная циркуляция), то потребуется поднимать водяной бак достаточно высоко, а для разводки использовать трубы больших диаметров. Причём как на подаче, так и на обратке.

Это обусловлено тем, что сопротивление движению теплоносителя обратно пропорционально диаметру труб. Если диаметр будет недостаточно большим, то без установки циркуляционного насоса вам обойтись не удастся.

Самодельные водяные котлы отопления, оборудованные насосами, имеет свои плюсы: трубы меньших диаметров стоят дешевле, бак для теплоносителя можно поднимать не так высоко, и минусы: если во время работы системы пропадёт электропитание, то котёл может просто разорвать перегретым паром. Выбирать вам.

Несколько рекомендаций, которые подойдут для любого выбранного вами типа котла: контуры отопления и патрубки, установленные на котле отопительном, желательно выполнять из труб, диаметр которых равняется 32 мм и более ( в дюймах это 1 и ¼”).

При аварийной остановке циркуляционного насоса наблюдается быстрый и резкий рост температуры воды при одновременном снижении скорости её перемещения.

Во избежание выхода из строя отопительного контура по возможности его лучше выполнить из оцинкованных труб, а стыковочные резьбы загерметизировать с использованием льняной пакли и сурика.

Основным преимуществом решения изготовить котёл водяного отопления своими руками является то, что для этого не нужно специальное оборудование, инструмент и детали.

Подручное сырьё и материалы найти достаточно легко, а практически весь инструмент есть у любого хозяина собственного дома (дрель, гаечные ключи, отвёртки …).

Для работы потребуется:

  • металл листовой, либо труба большого диаметра (вариант – металлическая бочка, старая печь и т.п.);
  • трубы стальные;
  • радиаторы (если теплоноситель – вода), профильные трубы;
  • метизы (гайки, болты и т.п.);
  • заслонки (можно купить, найти б/у или сделать самому);
  • дверца.

Желательно установить на котёл необходимый минимум автоматики (датчики контроля и измерения температуры, например, или манометр).

Неплохо поставить насос для принудительного перемещения теплоносителя.

Разные котлы

Банные

Котел для бани, собственно говоря, водогрейное устройство, совмещенное с воздушным обогревателем. Экономичность для него фактор не определяющий, но по цене или сложности изготовления он должен быть доступен всем.

Простейший банный котел

Простейший банный котел

Простейший банный котел получают, нанизав на дымоход печки-каменки бак для воды. Легче всего такой котел сделать из бочки, см. рис. справа. Но у него обнаруживается серьезный недостаток: вода то вскипает, прежде чем каменка прогреется, то не успевает нагреться, когда баня уже поспела. Создать стабильно работающую конструкцию не удается, т.к.

Котел из трубы своими руками чертежи

Нужный результат дает классический горизонтальный водотрубный котел с одинарным U-образным регистром. Его можно изготовить на основе обычной банной печки-буржуйки. При создании котла нужно решить следующие задачи:

  • Найти или организовать в печи зону, по термодинамике похожую на жаровую камеру. В буржуйке это просто: она там под устьем дымохода, нужно только снабдить его пламегасителем, задерживающим дымовые газы в дальнем углу свода печи.
  • Поместить теплообменник в жаровой зоне под каменкой. Это обеспечит синхронный нагрев воды и камней; регистр тут с точки зрения теплотехники окажется просто еще одним камнем.
  • Рассчитать размеры теплообменника, не нарушающие существенно внутреннюю циркуляцию в печи.
  • Рассчитать форму, размеры и емкость накопительного бака, исходя из того, что при температуре воды в 100 градусов теплоотдача от него в помещение должна быть выше, чем теплопередача от горячих газов в регистр. Это исключит вскипание воды и позволит полностью отказаться от обвязки.

https://www.youtube.com/watch?v=lS9RHrPXRFc

Чертежи удовлетворяющей этим условиям банной буржуйки-водогрейки приведены на рис. Время протопки бани с моечной объемом 40 куб. м. (16 кв. м при потолке в 2,5 м) составит 1-1,5 часа, а 105 л воды с температурой 70 градусов хватит на 4-5 человек.

Чертежи безопасного простого банного котла

Чертежи безопасного простого банного котла

Котел для сезонного жилища должен быть дешевым и доступным для самостоятельного изготовления. Отсюда сразу следует: никаких сложных обвязок при полной безопасности. Для чего мощность топки и на дровах, и на угле должна быть меньше мощности теплопотерь через корпус при 100 градусах. При температуре воды на подаче 60 градусов КПД останется приемлемым. Выпадения кислотного конденсата можно не бояться, т.к. интенсивной топки не будет.

Анализируя разные варианты конструкции, приходим к вертикальному огнетрубному котлу с одинарной дымогарной трубой переменного сечения. Не узнаете? Да это же старый советский титан!

Его самодельный аналог на мощность около 5 кВт – котел из трубы – при наружной температуре в –5 градусов обогреет до 40 кв. м. КПД его неплох: вследствие нагрева через металлический свод топки и задержки дымовых газов в сужении дымогарной трубы перед дымоходом в баке возникает довольно сильная внутренняя циркуляция и вода эффективно отбирает тепло отходящих газов.

Упрощенная схема котла из трубы

Упрощенная схема котла из трубы

Этот котел, как и титан, можно ставить в кухне, санузле и прихожей. Их он обогреет своим телом, а остальное помещение – водой по трубам. Из обвязки понадобится только открытый расширительный бачок на 3-5 л, дренажный воздушный кран в верхней точке подачи и сливной кран в нижней точке обратки.

Котел из трубы своими руками чертежи

Упрощенная схема котла из трубы (точнее, из трех труб разного диаметра) показана на рис. Внутренний диаметр внешней трубы – 350-450 мм, внешний дымогарной – 200-250 мм, внутренний дымохода – 120-150 мм, толщина стенок всех труб от 4 мм. Высота топки – 330 мм, из них 80 приходятся на зольник. Высота бака – 220 см, штуцер обратки на высоте 150 мм от его днища, а штуцер подачи ниже верха свода на 300 мм. Вот и все.

У этого котла один недостаток: дровами его нужно подтапливать каждый час, а на угле теплоотдача после максимальной протопки 2,5-3 часа. Поэтому для отопления в длительные холода, даже и небольшие, он непригоден. На такой случай лучше буржуйка, она не боится разморозки.

Котлы на опилках

Конструкций самодельных опилочных печей и котлов длительного горения множество. Под водяной котел они мало пригодны: мощный теплообменник встроить в них не проще, чем в кирпичную печь, процесс догорания газов из-за большого отбора тепла нарушается, и, как всегда в таком случае – низкий КПД, сажа, нагар.

Схема воздушного отопительного котла на опилках

Схема воздушного отопительного котла на опилках

Лучшие результаты получаются, если опилочную печь использовать как воздушный котел с отдельной камерой дожигания, см. рис. Вследствие обратного ходу газов наклона перфорированного воздуховода 1 в газификаторе пиролизные газы сразу уходят в воздушный теплообменник 2, совмещенный с камерой дожигания. Поскольку плотность и теплоемкость воздуха и пиролизных газов одного порядка, теплообмен получается достаточно эффективным, а общий КПД около 70% Время теплоотдачи с одной загрузки – 10-12 час.

Недостаток этого котла на опилках – газификатор и теплообменник-дожигатель должны быть изготовлены из химически стойкой (пассивированной) стали. Температура внутри везде не превышает 600 градусов, но пиролизные газы химически весьма агрессивны. В обычных опилочных печах они полностью сгорают в слое тления, но в этой имеют большую площадь контакта с металлом. В целом, если уж мелькнула мысль о воздушном отоплении, то сначала нужно рассмотреть вариант с печью булерьян (буллером).

Дровяной в дом

Домашний дровяной котел может быть только длительного горения, иначе кирпичная печь бьет его по всем статьям. Промышленные конструкции, напр. известный КВр, стоят от 50 000 руб., что все-таки дешевле строительства печи, не требуют электропитания и допускают регулировку мощности для обогрева в межсезонье.

Тем не менее, дровяной котел длительного горения может пригодиться в тех местах, где нет регулярной доставки угля и квалифицированного теплотехнического сервиса. Стоит он раза в полтора дешевле угольного, его рубашечная конструкция очень надежна и позволяет построить термосифонную систему отопления площади до 100 кв. м..

В сочетании с тлением топлива тонким слоем и довольно большим объемом рубашки вскипание воды исключено, поэтому обвязки достаточно такой же, как для титана. Подключение котла длительного горения на дровах тоже не сложнее, чем титана, и может быть выполнено самостоятельно неквалифицированным владельцем.

О кирпичных котлах

Схема устройства котла {amp}quot;Благо{amp}quot;

Схема устройства котла “Благо”

Кирпич – друг печи и враг котла из-за того, что придает конструкции большую тепловую инерцию и вес. Пожалуй, единственный кирпичный котел, в котором кирпич на своем месте – пиролизный «Благо» Беляева, схема на рис. И то, его роль здесь совсем иная: из шамотного кирпича выполнена футеровка камеры сгорания. Теплообменник водотрубный горизонтальный; проблема бухтения решена тем, что трубы регистра – одинарные, плоские, вытянутые в высоту.

Котел Беляева действительно всеяден, причем предусмотрены 2 отдельных бункера для загрузки разных видов топлива без останова котла. На антраците «Благо» может работать несколько суток, на опилках – до суток.

К сожалению, котел Беляева довольно дорог, из-за шамотной футеровки плохо транспортабелен и требует, как и все пиролизные котлы, сложной и дорогой обвязки. Мощность его регулируется в небольших пределах перепуском дымовых газов, поэтому хороший КПД в среднем за сезон он покажет только в местах с продолжительными сильными морозами.

О котлах в печи

Котел в печи, о которых сейчас столько говорят и пишут – водотрубный теплообменник, замурованный в печную кладку, см. рис. ниже. Идея такова: печь после протопки должна отдать тепло более регистру, чем в окружающий воздух. Скажем сразу: сообщения о КПД в 80-90% не то что сомнительны, а просто фантастичны.

Печной котел

Печной котел

Следующий момент – печь с регистром сразу теряет свойство варочной. Топить ее не в сезон с пустым регистром ни в коем случае нельзя. ТКР (температурный коэффициент расширения) металла много больше, чем у кирпича, и раздувшийся от перегрева теплообменник порвет печь на глазах. Тепловые швы делу не помогут, регистр не лист или балка, а объемная конструкция, и его распирает сразу во все стороны.

Есть тут и другие нюансы, но общий вывод однозначен: печь – это печь, а котел – это котел. И плод их насильственного противоестественного союза печной котел жизнеспособным не будет.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector