Как сделать котел своими руками?

На российском рынке представлено немало моделей отопительных котлов. Но очень часто стоимость таких конструкций оказывается чрезмерной, или что-то не устраивает в техническом плане. Выход из ситуации многие находят в самостоятельном изготовлении котельного оборудования.

Прежде чем браться за само дело, надо выяснить, каковы преимущества и недостатки самостоятельного изготовления нагревательного котла.

Положительными сторонами будут:

• индивидуальная конструкция (максимально полно учитывающая особенности дома и отопительной системы);
• сокращение расходов;
• приятные эмоции от хорошо выполненной работы;
• высочайшая ответственность (редко кто на больших предприятиях работает столь же хорошо).

Но при этом есть и трудности:

• необходимость самостоятельно все рассчитать;
• необходимость разбираться в конструкционных материалах;
• обязательное условие — навык владения инструментами;
• наличие свободного пространства, где можно безопасно выполнить основные работы;
• отсутствие возможности предъявить кому-либо претензии в случае нестабильного, ненормального действия котла.

Для всех хотя бы минимально подготовленных домашних мастеров любая из указанных проблем не слишком актуальна. Большинство людей отдает предпочтение твердотопливным (а не газовым или жидкостным) конструкциям, потому что их устройство проще в исполнении. При работе в кустарных условиях это обстоятельство очень важно. При этом среди твердотопливных котлов самые популярные — основанные на шахтном принципе работы, потому что они обеспечивают длительное стабильное горение. Такие системы, в свою очередь, разбиваются на два подкласса — классическую и пиролизную схемы.

Любой шахтный котел имеет две основные камеры, разделенные по вертикали. Одна из них служит для сжигания горючего, а в другой размещается теплообменник.

Большинство видеокурсов и печатных руководств показывает более простую схему организации, включающую:

• топку (на нее приходится от 50% общего объема);
• люк для погрузки (размещаемый наверху или сбоку);
• накапливающую золу камеру;
• колосник;
• дверцу для удаления золы (с шибером);
• камеры теплообменника;
• дымоход.

Когда котел включается в работу, горячий газ устремляется в камеру с теплообменником и отдает через него энергию теплоносителю. Дымовой поток устремляется в отведенную для него трубу, вода уходит в отопительный контур. Сложнее устроен пиролизный котел. Если посмотреть видео, на котором показан первый запуск такой установки, рассчитанной на 45 кВт, разница заметна вполне отчетливо. Специфика оборудования обусловлена использованием камер для сжигания и дожигания угарного газа, трубопровода для повторной подачи воздуха и стенной задвижки, разделяющей основные рабочие отсеки.

Труба, по которой воздух идет повторно, имеет обильную перфорацию. Пиролизный эффект наступает благодаря разложению топлива при неполном снабжении отсека воздухом. Продукты частичного сгорания дожигаются в другом отсеке. Подобное решение позволяет повысить эффективность сжигания топлива и «добыть» из него максимум тепловой энергии. Но есть ряд других нюансов, которые обязательно должны быть приняты во внимание.

Котел длительного горения может работать на:

• древесине (дровах);
• каменном угле;
• опилках;
• гранулах из отходов деревообработки (пеллетах);
• разнородных видах горючего (универсальный тип).

При этом категорически неприемлемо использовать в таких отопительных аппаратах:

• ламинат;
• стружечную плиту;
• волокнистую плиту;
• глянцевую бумагу;
• жидкое топливо;
• лакокрасочные материалы, спирт, парфюмерную и косметическую продукцию;
• любые печатные издания.

Загрузка топлива, при помощи которого происходит отопление частного дома, может происходить ручным способом или быть частично автоматическим процессом. В последнем случае есть емкий, периодически пополняемый бункер, откуда нагревательное оборудование берет новые порции топлива. Сжигание использованного топлива может происходить не только по традиционной или пиролизной схеме, но и по типу «верхнего горения». Дополнительные различия могут быть связаны с конструкционным материалом (сталью либо чугуном) и с количеством рабочих камер — 1 или 2. Системы с одним контуром могут нагреть только систему отопления, а с двумя магистралями способны также подать горячую воду в водопроводный кран.

Угольные котлы, в том числе и сделанные своими руками, отличаются повышенной продолжительностью горения на одной заправке, увеличенной отдачей тепла. Ценители экологических характеристик выбирают преимущественно дровяное отопительное оборудование. Но для него обязательно требуется вместительная рабочая камера, дверца большой ширины. Это позволяет в некоторой степени компенсировать относительно низкую эффективность использования дров.

Пеллетные котлы, в отличие от обычных, дальше всего ушли от «печных» прародителей. Именно такое отопительное оборудование отличается наивысшей степенью автоматизации. Тщательно подготовленная древесина сгорает почти без образования остатка, потому количество золы минимально. Но для дачников и садоводов это скорее минус, кроме того, распространенность пеллет пока еще мала, во многих местах получить их довольно сложно. Кроме того, любая автоматизация означает обязательное подключение к электросети (и зависимость от нее).

Еще одна слабость пеллетных автоматизированных систем состоит в том, что они сложнее обычных, и сделать такой котел вручную довольно тяжело. Придется основательно разбираться в устройстве автоматических блоков и в том, как именно они регулируют процесс сожжения топлива. Использование шахтного принципа позволяет даже при выборе дров получать тепло около 24 часов.

Если классический тип нагревательного котла долгого горения кажется излишне сложным, можно применить конструкцию Холмова на 25 кВт. Выбор такого решения оправдан, когда очень высокий КПД не слишком важен, зато нужно максимально удобное и комфортное в использовании изделие. Это всегда шахтная конструкция, которая при полном насыщении топочного отсека способна прогревать дом средней величины от 12 до 16 часов. Холмовский котел встречается как в зависимом, так и в независимом от электричества исполнении.

В систему обязательно входят:

• термический регулятор:
• группа безопасности;
• решетки колосников;
• патрубки для присоединения к отводящим дым трубам;
• устройства, корректирующие тепловое расширение;
• зольный блок;
• дверцы.

Масса и габариты котла Холмова вполне позволяют заносить его в обычный дверной проем без чрезвычайных усилий. По размерам этот водяной отопитель примерно совпадает с большинством традиционных печей и может спокойно заменить их на прежнем месте. Верхние дверцы делаются двойными, с прослойкой теплозащитного материала. Благодаря ему металл не прогревается более чем до 80 градусов. Края дверок оклеиваются уплотнителем на основе асбеста, воспроизвести такое решение в домашних условиях довольно просто.

Конструкция котла по Холмову сочетает отличный КПД и приличную защищенность от пожара. Его можно смело устанавливать даже на полах, сделанных из дерева. Когда выбрана зависимая от электроснабжения схема аппарата, он должен быть дополнен вентилятором и устройством, контролирующим процесс горения. Наиболее востребованы все же более простые аппараты, не нуждающиеся в электрическом токе и работающие по команде особого терморегулятора.

Очень важно принять во внимание специфику каждого составного элемента котла. В твердотопливных котлах можно встретить турбулизаторы (они же завихрители) — так называют детали, которые благодаря своей форме значительно тормозят поток разогретых газов. Это нужно затем, чтобы увеличить контакт газов с теплообменником и нарастить КПД. Так как турбулизатор постоянно работает в агрессивной среде, он должен быть максимально устойчив ко всем вредным факторам. Установив такое устройство в самодельном котле, можно существенно упростить последующую очистку теплообменника.

Большое значение имеет и регулятор тяги. Независимая от электропитания регулировка обеспечивается механическим способом. Для этой цели чаще всего делают алюминиевые конструкции, потому что они очень «отзывчивы» на изменения температуры. Трубки сверху и снизу ставят около стенки котла. Рычаги и крепления крана буксы вырезают УШМ из листовой стали. Ось рычага располагается между точками прикрепления прочих деталей к нему.

Исходное смещение трубок определяется краном. Как только расположенная наверху трубка становится длиннее, она толкает рычаг. При повороте рычага приходит в движение трубочка внизу, задев второй рычаг, она заставляет его освободить цепочку. Так как та больше не удерживает заслонку поддувала, эта заслонка спускается и постепенно горение ослабевает.

Рекомендуется обеспечивать согласованные действия поддувала и дымового канала. Тогда дымовые газы не станут уходить на улицу чересчур рано. Согласование состоит в том, что при открытии поддувала просвет дымохода тоже должен увеличиваться. Решить такую задачу помогает устройство, перераспределяющее силу (чаще всего это трос небольшой толщины, соединяющий второй рычаг и заслонку дымового канала). Дополнительные подробности можно узнать, посмотрев мастер-класс по регуляторам тяги.

При всей простоте энергонезависимых твердотопливных котлов все же наиболее комфортны для людей варианты с блоком управления. Тем, кто владеет языком программирования, стоит использовать промышленный аппарат и настроить его под свои нужды. Полностью готовые стандартизированные системы можно смонтировать очень быстро, но никакой адаптации к конкретным условиям не обеспечить. Еще один неплохой вариант – применение платформы «Ардуино». Это позволяет использовать дешевые контроллеры и дополнить их разнообразной вспомогательной аппаратурой, но придется писать программный код на языке СИ.

Вместо поддувала, немалая часть котлов оснащается вентилятором. Такое решение позволяет получить принудительную тягу в дымоходе, вдобавок обеспечивая наиболее эффективное сжигание горючего. Определить требуемую мощность вентиляции можно с учетом наивысшего КПД котла.

Грамотный подбор и монтаж устройства позволит:

• продлить срок службы конструкции в целом;
• дольше использовать теплоизоляционные материалы;
• снизить риск задымления котельного помещения.

Из управляющего блока должны выводиться разъемы для вентилятора, насоса, подсоединения к сети и датчика температуры. Обычно запускать вентилятор автоматика должна, когда топливо разгорится. При выборе вентиляционного устройства стоит отдать предпочтение продукции давно известных и солидных фирм. Кроме всех перечисленных компонентов, в самодельном котле должна использоваться надежная тренога.

Большинство котлов, собираемых и устанавливаемых своими руками, делается из нержавеющей стали разнообразных марок.

Почти всегда это одна из разновидностей AISI:

• 309;
• 310;
• 304;
• 316;
• 321.

Для дымоходов твердотопливного котла преимущественно используется категория металла 309, 321 или 310 толщиной 0,1 см. Этого вполне хватает для проведения в нужном направлении газов, согретых до 500 и даже до 700 градусов. Иногда дымовой канал делают не из стальной трубы, а из кирпичной кладки (или же совмещают оба этих решения, вставляя трубу в кирпичный ход). Обязательно требуется применять распушку, которая блокирует вредное действие тепла на потолочные и кровельные конструкции.

Габариты каждого котла и его вспомогательных элементов всякий раз подбираются особо. Чтобы облегчить принятие решения, можно использовать готовую схему устройства, которая задумана профессионалами. Готовя чертежи, следует принять во внимание оснащение варочной поверхностью. Двухконтурные модели крупнее одноконтурных образцов.

Если собирается котел Холмова на 25 кВт, типовые габариты следующие:

• люк для загрузки топлива – 119 см;
• муфта – 128,9 см;
• дверка зольного отсека – 0,43 м;
• ввод холодного водоснабжения – 76,5 см;
• контроллер – 1,039 м;
• обратный ввод – 4,1 см.

Обязательно следует учесть общие сведения о котлах длительного горения, чтобы исключить ошибки. Если все же выбран не твердотопливный, а электрический аппарат, стоит отдать предпочтение устройству, действующему по закону Тесла. Ничего сверхъестественного и противоречащего основным законам природы тут нет. В конструкции котла вместо обычной катушки используют деталь бифилярного типа. Суть принципа действия проста: электричество не противодействует себе, так как не создается обратная ЭДС, и потенциал стремительно выходит на высшую точку.

Возвращаясь к основной теме, нужно заметить, что большое внимание разработчики всегда уделяют поддуву. Его монтируют после окончания работы над самим котлом.

Делается это так:

• крепится вентилятор к трубе;
• поддув присоединяется к управляющей системе;
• подключается все необходимое оборудование к сети;
• производится настройка параметров подкачки воздуха;
• делается пробный розжиг топки;
• через 5 минут запускается электрический поддув (тогда он «запомнит» оптимальные параметры работы).

Так как любой котел оснащают теплообменником, обязательно понадобится и бустер для его эффективной промывки. Покупка таких устройств – не самое разумное дело, ведь стоимость их начинается от 20 тысяч рублей, и это явно не лучшие версии. Сначала берут пару цельных пластин из металла, толщина их должна быть ровно 0,25 см. Сверлят отверстия (ориентируясь на то, чтобы они совпадали с отверстиями в теплообменнике). «Американки» внутренней долей вводят в низовые отверстия пластин, потом болтами прижимают пластины, чтобы штуцеры не отходили от теплообменника.

Шланги подключают обычно с использованием латунных штуцеров ¾, также потребуется емкость (обязательно очищенная как следует). Штуцером фиксируют шланг максимально плотно. К этому моменту надо приготовить реагент для промывки; вопреки популярным рекомендациям, использовать кислоты, даже разбавленные, нельзя. Теперь, разобравшись с дополнительными компонентами для твердотопливного котла и его обслуживания, можно подумать о самой конструкции. Изготовление корпуса по точному размеру требует использования сварки.

Сделать зольник куда проще, это всего лишь металлический выдвижной ящик с ручкой. А вот утеплению котла требуется уделить больше внимания. От четкости и правильности этой работы прямо зависит величина тепловых потерь и расходы на обогрев. Легкая теплоизоляция лучше всего создается асбоцементным раствором, котел при этом закрывают рубероидом, на него монтируют стальную сетку, которая и удерживает раствор.

Нельзя обойтись без заблаговременного формирования каркаса, если предстоит утеплять котел минеральными или базальтовыми плитами.

Каркас приваривают, потом:

• монтируют слой теплозащиты;
• усиливают его сетью из стали;
• смазывают сеть раствором извести и шлака;
• красят получившуюся поверхность в нужный тон.

До обустройства теплоизоляции по любому методу корпус котла очищают и обрабатывают антикоррозийными составами. Обязательно нужно утеплять трубы, связываемые с нагревательным оборудованием. Для удержания тепла дымоход окружают не только ватными рулонами, иногда их заменяет пенополиуретан. Важно: применять ППУ в жидком виде можно только при наличии необходимой подготовки и специализированного оборудования. Если ни того, ни другого нет, лучше подумать об иных вариантах решения проблемы.

Промыть от накипи самодельный котел можно с помощью уже упомянутого бустера. Предпочтение стоит отдавать продукции известных фирм, тогда очистка пройдет без всякого риска для оборудования. Конечно, перед тем как почистить котел, требуется отключить его от отопительной системы, от электросети и от водопровода. Разбирают теплообменник только при очень сильном засоре.

Существуют различные вариации отопительных котлов на твердом топливе. Вот так, к примеру, обустраивается котел длительного горения еще одной версии. На фото ниже представлен прямоугольный вертикальный черный котел с розовыми дверцами. Подобное решение смотрится оригинально и даже неповторимо. Котел на отработанном масле выглядит куда более брутально, и оснащен рядом вертикальных труб.

О том, как сделать котел своими руками, смотрите в следующем видео.