В основу всех отопительных котлов, изготовленных самостоятельно, положен общий принцип: топливо, сгорая в нём, нагревает при этом теплообменник. Тот – теплоноситель, в качестве которого подавляющее большинство домашних умельцев выбирает воду.
Схема работы такого котла и его внешний вид прямо зависят от двух основных факторов: какие материалы доступны и какое именно топливо в вашем районе наиболее дёшево стоит.
Эффективность работы самодельного котла зависит от:
- Конструкции вашего теплообменника – чем больше имеющаяся площадь прямого теплового контакта ёмкости с теплоносителем и топки, тем большее количество тепла получает теплоноситель в единицу времени.
- Полноты сгорания используемого топлива – если вместе с образующимися продуктами сгорания в трубу улетает пиролизный газ, дожигая который можно существенно повысить КПД, а приток кислорода к месту горения недостаточный – конструкцию необходимо доработать.
Отсюда прямо вытекает, что необходимо добиваться минимальной температуры продуктов сгорания. Чем она ниже, тем КПД котла выше.
Второе достоинство низкой температуры поступающих в дымоход продуктов сгорания – залог безопасной и долговечной эксплуатации вашего котла.
Для ориентира: лучшие модели котлов, работающих на твёрдом топливе, умеют указанный показатель в диапазоне от 120 до 150 градусов.
Преимущества и недостатки самодельного котла
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.
Как собирают ТЭНы
Как сварить котел отопления своими руками на основе ТЭНа, которым можно отопить загородный дом? Понадобятся следующие детали:
- ТЭН, который будет нагревать воду (мощностью 1 – 1,5 кВт);
- труба большого диаметра;
- фланец для закрепления ТЭНа;
- крепежи под фланец;
- два отрезка водопроводной трубы.
Внизу стальной трубы, выполняющей роль котла, фланцевым способом монтируют ТЭН. Вверху сооружают расширительный бак, в котором должно быть отверстие для залива воды.
Котёл соединяют с помощью отрезков водопроводных труб с батареями (подача и обратка). После того, как в систему будет залита вода, отопление можно включать.
На заметку. Выделенной линии электропитания не требуется. Достаточно обычной розетки, куда включают все электроприборы. По сравнению с электродным котлом, ТЭНовый безопасен. Жидкость не соприкасается с деталями, которые находятся под напряжением.
Минус такого обогрева — значительный расход электроэнергии, который особенно ощутим, когда площадь помещения большая. Котёл можно и усовершенствовать, поставив в него терморегулятор. Температура воды будет держаться на заданном уровне.
Для обогрева небольшого дачного домика достаточно котла-трубы не более полуметра высотой. Когда вода нужна не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, мощность ТЭНа и объём котла нужно увеличить.
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.
Монтаж дымохода
Сборка такой конструкции не представляет трудности: просто зафиксируйте составные части дымохода одну над другой.
Сделать это можно двумя разными способами:
- По конденсату . Данная методика предусматривает установку деталей друг в друга в том направлении, в котором капли конденсата стекают по трубе. Схема сборки дымохода по конденсату применима тогда, когда в системе нет специального сборника для влаги.
- По дыму . Название этого варианта монтажа говорит само за себя: элементы трубы стыкуются в том направлении, в котором продукты сгорания топлива будут выводиться наружу.
С точки зрения правильности и эффективности оба варианта абсолютно равнозначны.
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
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.
Обогрев с применением жидкого топлива
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.
Принцип работы
По сути, традиционный твердотопливный котел работает как обычная печка. Здесь также есть топка, в которой горят дрова (уголь, пеллеты и другие виды твердого топлива). Выделяемая энергия нагревает теплоноситель, расположенный в емкости над камерой сгорания.
Нагрев теплоносителя в этой конструкции производится и от внутреннего блина, и от дымохода, который пронизывает насквозь емкость с водой. При этом корпус котла также нагревается, что создает аккумулирующий эффект, сдерживающий быстрое остывание при выключении агрегата.
Нагретый теплоноситель поднимается вверх и выходит через верхний патрубок в подающий контур системы отопления. Охлажденный теплоноситель поступает в котел через нижний патрубок, соединенный с обратным контуром.
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.
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.
Трубчатый теплообменник
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. С одного конца трубы заглушить, а ко второму торцу приварить штуцера для присоединения отопительной системы, один поставить внизу для входа холодной, второй сверху для выхода горячей воды.
Особенности обустройства дымохода
Для выполнения данных работ вам не потребуются специальные знания и навыки. Однако важно четко понимать специфику процесса горения и представлять, как продукты сгорания топлива выводятся наружу. Данные нюансы основываются на базовых знаниях из области физики.
Конструкция и технология монтажа всей отопительной системы, включая котел и дымоход, продуманы таким образом, чтобы сделать процесс обогрева жилища максимально безопасным. При малейшем отступлении от общепринятого порядка работ вы рискуете не обеспечить полноценное отведение угарных газов из дома, что, в свою очередь, чревато серьезными последствиями. Поэтому важно принимать во внимание советы специалистов и физические законы, на которых основывается работа отопительной системы и дымохода.
Читайте также:
Чтобы обеспечить качественное выведение газов из топки, важно обратить особое внимание на следующие параметры дымоходного канала:
- внешние факторы — высота трубы по отношению к коньку крыши, наличие высоких строений рядом с домом, расстояние до края крыши с учетом угла ее наклона и т. д.
- диаметр дымохода;
- длина разгонного сектора;
- способ утепления.
Необходимо понимать, что при слишком низкой и, наоборот, чрезмерной высокой тяге производительность котла падает.
Типы конструкций
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.
Цилиндрической формы
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.
Вывод
В этой статье я привел два фотоотчёта для того чтобы каждый желающий мог получить общее представление о том, как из металлических труб сделать твердотопливный котел.
Собранные в обзорах агрегаты отличаются простотой изготовления, эксплуатационной эффективностью и эксплуатационной безопасностью. Вопросы по сборке отопительного оборудования задавайте в своих комментариях, буду рад на них ответить. Также не забываем смотреть полезное видео в этой статье.
9 августа 2020г.
Отопление,Трубы
Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора — добавьте комментарий или скажите спасибо!
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.
Внутренние детали
Из металлического листа вырезаются три блина: два диаметром 425 мм, один диаметром 412 мм. Последний будет установлен внутрь корпуса, а так как толщина стенки трубы составляет 6 мм, то на диаметр выпадает 12 мм, плюс 1 мм на свободное вхождение.
В одном из блинов диаметром 425 мм и в круге 412 мм по центру вырезается отверстие диаметром чуть больше 100 мм. Готовится дымоход из трубы 100 мм. Для этого режется отрезок 120-130 мм. Из трубы 25 мм нарезаются кусочки длиною по 50 мм для ножек котла. Из арматуры делается решетка для зольника, за основу берется размер внутреннего диаметра корпуса.
Изготовление и сборка самодельного котла
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.
Необходимые инструменты и материалы
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
Сварка опор конструкции
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.
Снизу следует по всему периметру приварить герметично дно и сразу к нему опорные конструкции из обрезков швеллера.
Делаем тепловой экран
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.
Делаем поддувало и топочную
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. Дверку для каменки желательно сварить с горловиной, которую можно вставить в простенок парилки. Таким образом можно будит топить котёл отдельно, а через люк в парилке поливать камни водой.
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.
Для изготовления поддувала можно приспособить толстостенную трубу, разрезав её вдоль. Она должна иметь возможность двигаться по металлическим рейкам, но не выниматься полностью.
Сооружаем бак для воды
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.
Как подключать радиаторы
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.
Подключаемся к системе отопления
Когда установка твердотопливного агрегата и монтаж дымохода завершены, переходите к обвязке котла. Здесь действует главное правило: в работающий теплогенератор (особенно с чугунным теплообменником) не должна попадать холодная вода. Тогда на стенках топливника от перепада температур образуется конденсат, превращающийся в вязкую корку после перемешивания с сажей.
Для справки. Липкий налет тяжело счищается, вдобавок он заметно снижает КПД твердотопливной установки.
Выделение конденсата при работе твердотопливного котла сводится к минимуму с помощью типовой схемы обвязки с байпасом и трехходовым клапаном, настроенным на фиксированную температуру теплоносителя 50 или 55 °С. Вода циркулирует по малому кругу до тех пор, пока не нагреется до указанной температуры, потом клапан начинает подмес холодной воды из системы отопления.
Все тонкости подключения котла на твердом топливе изложены в отдельной публикации. Там же приведены схемы обвязки отопителя с буферной емкостью и параллельными источниками тепла – газовым и электрическим.
Совет. Выполняя обвязку пеллетного котла, обратите внимание на присоединение блока управления и горелки. В изделиях европейских производителей встречается система автоматического пожаротушения, запитанная от водопроводной сети. Чтобы не наделать ошибок, перед монтажом пеллетного ТТ-котла стоит проконсультироваться с техническим специалистом данного бренда.
Ваша задача – установить запорную арматуру, расширительный бак для закрытой системы отопления и циркуляционный насос в соответствии со схемами, заполнить трубопроводную сеть и создать в ней давление около 1 Бар. Дальше – пробная растопка и проверка работоспособности. Полный комплекс работ по монтажу котла на дровах отражен в очередном видео:
Правила установки котла
Для строительства бани обычно используют горючий материал — дерево, поэтому соблюдение следующих правил пожарной безопасности является главным требованием при монтаже отопительного прибора:
- Котёл нельзя ставить сразу на деревянный пол, под него нужна опора из негорючего материала — кирпичное основание, бетонная плита или толстый лист металла.
- В комнате, где установлен котёл, должна быть оборудована хорошая вентиляция, чтобы исключить скапливание продуктов горения внутри помещения.
- Для защиты дымохода котла от конденсата рекомендуется выполнить теплоизоляционные мероприятия с использованием минеральных утеплителей.
Блиц-советы
- Категорически запрещается строить баню слишком близко к другим строениям, так как это может стать причиной крупного пожара. Из-за такого местоположения бани специалисты могут не разрешить установку газового или электрического котла;
- Для увеличения показателей пожарной безопасности на выходе из трубы должна обязательно находиться решетка искрогасителя, которая не будет позволять разлетаться горящим уголькам из печки;
- Если в работе железной печи начинают наблюдаться определенные недочеты, то их следует устранять сразу же, так как это может стать причиной загазованности парилки. Особенно опасен в этом отношении угарный газ, так как он полностью лишен запаха.
