Котлы отопления своими руками и чертежи

Качественное, доступное отопление дома можно обеспечить с помощью покупного котла, построенного самостоятельно. Конструкция по силам опытному мастеру, поможет сэкономить.

Виды отопительных котлов

Существует четыре вида:

1. Электрические
2. Газовые
3. На жидком топливе
4. Твердотопливные

Выбор имеет положительные, отрицательные стороны.

Электрические

Электрические просты в изготовлении, можно устанавливать во многих местах, компактны, просты в повседневной эксплуатации. Минусы:

1. Критически зависят от стабильного электропитания
2. Требуют отдельной мощной проводки (рассчитанной на работу прибора в 5-10 кВт)
3. Потребляют дорогое электричество

Самодельный ТЭНовый электрокотел в системе отопления Изготовленный в домашней мастерской ТЭНовый электрокотел в системе отопления (для помещения большой площади) Самодельный ТЭНовый электрокотел в системе отопления (с обвязкой, группой безопасности) Схемы устройства, работы электродного, ТЭНового электрокотлов

Газовые

Газовые — распространенные, но установка требует официальных разрешений, эксплуатация самодельных конструкций не допускается. Стоимость магистрального газа постоянно растет.

На жидком топливе

Технологичны, воспроизводимы в гаражной мастерской, требуют больших запасов жидкого топлива (1.5-2 литра на час работы). Стоимость отработанного машинного масла, дизельного топлива постоянно растет.

Твердотопливные

Конструкции проверены десятилетиями эксплуатации. Стоимость угля, дров, сравнительно с другими видами топлива, невысока. Устройства автономны, легко воспроизводимы в условиях гаражной мастерской.

Что потребуется?

Потребуется небольшой набор инструментов, материалов, схемы, эскизы конструкций отопительных котлов.

Инструменты

Вопрос инструментов не настолько важен, как уровень мастерства мастера. Простых навыков начинающего сварщика в гаражной мастерской будет совершенно недостаточно. Уровень требуется выше среднего. Причина требований — работа при высоких температурах, давлении горячей воды. Если сварные швы будут недостаточно качественными, вероятна течь, разрыв.

При сварке деталей рекомендуется использовать двойные швы. Увеличивает расход сварочных электродов, проволоки для полуавтомата, но гарантирует отсутствие течей или прогаров в ходе длительной топки зимой. Швы — уязвимое место самодельного котла.

Потребуются следующие инструменты:

1. Сварочный инверторный аппарат
2. Сварочный полуавтоматический аппарат
3. Угловая шлифмашина
4. Высокоскоростная дрель, набор сверл по металлу
5. Приспособления для фиксации деталей при сварке — струбцины, ваймы
6. Сварочный стол
7. Маска сварщика
8. Пневматический краскопульт

Материалы

Если не уделить должного внимания качеству материалов, изготовленная в результате многочасового труда конструкция не оправдает ожиданий, выйдет из строя после нескольких дней эксплуатации. Чаще появляются течи водяной рубашки, начинает пропускать дым сквозь сварные швы система дымовых оборотов.

Избежать проблем можно только применением качественных материалов:

1. Листовая сталь термостойких марок
2. Бесшовные трубы
3. Строительная арматура
4. Асбестовые листы, уплотнительные шнуры
5. Газовые, водопроводные фитинги, манометры, биметаллические термометры
6. ФОМ-лента
7. Термостойкая краска

Проект

Представлен ряд схем работы, эскизов с размерами наиболее практичных, технологически простых отопительных конструкций.

Твердотопливный котел — схема, основные размеры

Прежде чем выбрать конструкцию, нужно подсчитать потребную мощность. Измеряют в кВт, рассчитывают 1 кВт на 10 кв. метров площади.

Изготовление корпуса

Корпус изготавливают из листовой термостойкой стали толщиной не менее 5 мм. Перед работой, шлифкругом УШМ материал очищается от ржавчины. Производится разметка деталей, резка. Также применяется УШМ.

Неукоснительно соблюдайте правила работы с УШМ. Работайте, используя средства защиты кистей рук (краги), глаз (очки).

Этапы изготовления корпуса показаны на фотографиях.

Отверстия для топки, поддувала

Отверстия заранее размечаются на лицевой детали корпуса. Прорезаются абразивным кругом шлифмашины (УШМ). Кромка дополнительно обрабатывается — острые края, заусенцы недопустимы (приведет к травмам).

Отверстия для патрубков

Через верхний, нижний патрубки происходит отток горячей, приток холодной воды из системы отопления. Для патрубков рекомендуется применять отрезки бесшовной трубы диаметром не менее 50 мм. Меньшие размеры создают слишком большое сопротивление току воды, приводят к закипанию в котле, когда радиаторы не прогреты. Отверстия прорезают сварочным аппаратом, дрелью, зубилом, кувалдой (способ описан далее в подробностях). Края нужно выровнять напильником, приварить патрубок.

Удобно использовать в качестве патрубков отрезки трубы с резьбой на одной из сторон. Упростит подключение (отключение) к системе. Сварка будет не нужна — достаточно закрутить (открутить) контргайку водопроводным разводным ключом.

Внутренние детали

Внутренние детали отопительного устройства вырезаются по схеме шлифмашиной, дрелью (в местах, где рез УШМ выполнить невозможно). Работают по алгоритму — сверление по контуру детали близко расположенных отверстий, разрубание перемычек зубилом, малой кувалдой).

При раскрое деталей нужно строго соблюдать размерность, не деформировать лист металла. При финишной сборке возникнут проблемы совпадения, слишком большие зазоры.

Сборка отопительного агрегата

После раскроя деталей производится сборка, сварка в два этапа: собирается основание с топочным отсеком, параллельно сваривается водяная рубашка с водотрубной системой. На втором этапе — сваренные части соединяются в одно целое, фиксируются сварочными швами. Нужно делать, как минимум с двумя помощниками, вес деталей большой. Подробности операций видны на фото.

Основные стыки

Сборку деталей, водяной рубашки, водотрубной системы, топочной камеры нужно производить сварочным полуавтоматом, используя качественную проволоку. Позволит создавать ровный, качественный шов. Полуавтоматом очень удобно работать в узких, стесненных местах. Швы нужно делать двойными.

При соединении деталей двойными швами нужно работать тщательно — велик риск непровара.

Топочный отсек

В топочном отсеке сгорает топливо, выделяющаяся тепловая энергия передается воде в окружающей рубашке. Необходимо сваривать тщательно, используя двойные швы. В самом низу топки размещают колосник. Можно приобрести готовый по размеру топки, сделать самостоятельно. Берется арматура, толщиной не менее 20-30 мм, нарезается на отрезки шлифмашиной, сваривается. В топку полученный колосник устанавливается на приваренные по периметру упоры из стального уголка.

От объема топочного отсека зависит мощность. Для обычных конструкций — 1-1.5 кВт на литр объема. Для пиролизных (в них осуществляется дожиг печного газа, выделяющегося при медленном горении топлива в атмосфере бедной кислородом) — 1.5-2.5 кВт на литр объема топки.

Нижняя часть корпуса

В нижней части корпуса располагается дверца поддувала, зольник, дно, крепящиеся к нему опоры. Дверцу поддувала вырезают шлифмашиной, дрелью, навешивают в подготовленный проем корпуса на стальные петли, не забывая о закреплении по периметру уплотняющего асбестового шнура. В закрытом положении дверка удерживается защелкой, любой из доступных мастеру конструкций.

Зольник — ящик из листовой стали, который полностью вынимается через поддувало, позволяет быстро очищать от золы. Опоры нужно изготавливать из отрезков толстостенной трубы диаметром 5-7 см, длиной около 3-6 см. Приваривать нужно качественно, на равном удалении от краев дна — на них будет покоиться вес устройства (вместе с водой — не менее 250-300 кг).

Конструкция для задвижки поддувала

Задвижка поддувала, называемая шибером, может быть изготовлена самостоятельно, приобретена отдельно в готовом виде. При решении о самостоятельном изготовлении, нужно ориентироваться на размеры. Понадобиться стальной уголок, прямоугольный кусок стали, толщиной 5-8 мм. Нужно прорезать ряд вертикальных щелей с шагом в 2-3 см. Щели прорезаются в дверце поддувала. Приваренные уголки удержат пластину шибера, позволят сдвигать в горизонтальной плоскости на 3-5 см. Изменяя размеры щелей, можно будет регулировать приток кислорода в топку, интенсивность горения дров, угля.

Водотрубная система

Тестирование, подключение к системе отопления

После сборки основной части, наложения финального шва, необходимо проверить герметичность. Достаточно залить в него воду. Будут выявлены грубые ошибки сварки. Более глубокие непровары останутся неизвестными, проявятся в самый неожиданный момент в ходе эксплуатации.

Для тестирования отопительного устройства, перед подключением к системе обогрева дома, нужно использовать опрессовочный насос. Можно создать нужное давление, выявить огрехи конструкции.

Используя опрессовочный насос, нужно создавать давление воды внутри не менее 3.5-4 атмосфер. Если не даст течи в ходе проверки, то успешно будет служить при штатных 1.5-2.5 атмосферах внутреннего давления.

Опрессовочный насос — дорогое оборудование, применение требует навыков. Приобретать ради одного раза непрактично. Проще, эффективнее обратиться к водопроводчику, мастеру, занимающемуся установкой отопительного оборудования.

После опрессовки, тестовой топки можно устанавливать на запланированное место, подключать к отопительной системе дома. Нужно включить в обвязку группу безопасности расширительный бак. Группа безопасности — манометр, показывающий давление в системе, автоматический клапан сброса воздуха, аварийный клапан.

Начало сборки

Монтаж дымохода

Для первой топки подойдет временная труба из оцинкованного железа, длиной 2-3 метра. При установке котла на место постоянной эксплуатации, нужно установить более надежный дымоход. Практичнее использовать трубы, выполненные по сандвич-технологии (между внешней и внутренней трубой прокладывается 50-70 мм базальтовой ваты). Применение удобно тем, что в комплекте поставляется необходимый крепеж, дополнительные элементы для провода дымохода через потолочное перекрытие, крышу, для монтажа достаточно двух человек.

При проводе дымохода через потолочные перекрытия, крышу, нужно тщательно гидроизолировать стыки, не забывать о противопожарных мерах — применять только негорючие, термостойкие материалы (сталь, минеральные ваты, силиконовые герметики, цемент).

Первая растопка котла

После окончания сборки конструкции, монтажа дымохода (можно ограничиться временной версией, котел разместить на открытом воздухе) нужно провести первую топку. Выявит возможные, оставшиеся незамеченными огрехи, недоделки в конструкции.

Прежде чем помещать в топку котла топливо, нужно подключить временный контур отопления с радиатором (подойдет однотрубная схема на основе дюймовых пластиковых труб).

Недопустимо напрямую подключать пластиковые трубы к котлу. Потребуются стальные сгоны, длиной 20-30 см.

После заполнения отопительного контура водой, нужно визуально проконтролировать швы водяной рубашки котла с внешней, внутренней стороны. При выявлении течи, нужно отметить место, слить воду, дополнительно проварить шов.

Если недостатков не выявлено, помещается немного топлива (не более 1/3 объема топки). Подойдут хорошо просушенные березовые дрова. Открывают заслонку тяги в дымовой трубе, шибер в нижней части котла, у поддувала. Разжигают в топке огонь. По мере прогорания дров, нагревается вода в рубашке, перемещается по отопительному контуру. Позволит проверить общую работоспособность собранного котла, отдельных элементов — группы безопасности, водяной рубашки.

В ходе первой топки выявятся недостатки сварных швов, если они есть. Выявленные течи, места просачивания дыма отмечают, позже исправляют дополнительной проваркой сварочным полуавтоматом.

Прежде чем накладывать новый шов, нужно удалить угловой шлифмашиной участок старого, иначе есть риск прожига, непровара.

Регулировка зазора шибера

При пробной топке нужно проверить работу шибера, задвижки дымохода. При перемещении-повороте, интенсивность горения в топке должна меняться. Огонь будет затухать, ярче разгораться. Выявив, можно быть уверенным в полной работоспособности, управляемости котла. Манипуляции шибером в поддувале снизят интенсивность горения, растянут закладку дров на более длительный отрезок времени, в случае небольших холодов, температурных скачков межсезонья.

Заключение

Самодельный котел отопления, при грамотной сборке, установке, станет хорошей альтернативой фабричным моделям. Особенно, при периодической эксплуатации, например, для отопления загородного дома, в качестве резервного источника тепла (если есть основной газовый, электрокотел).

Чертежи котлов на твердом топливе своими руками

В статье подробно рассказывается как по чертежам сделать котел медленного и сверхдлительного горения своими руками. Процесс, только на первый взгляд кажется трудным и неповторимым, но следуя инструкциям из статьи, у Вас получиться сделать ничуть не хуже, чем у мастеров, главное внимательно смотреть видео.

Чертеж простого котла длительного горения

Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).

Чертеж простого твердотоплевного котла

В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.

Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа

1 — дымовая труба; 2 — водяная рубашка; 3 — щелевой теплообменник; 4 — загрузочная дверка; 5 — дрова; 6 — нижняя дверка для поджига и чистки; 7 — колосники; 8 — дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.

В данных вариантах «водяная рубашка» дополнена теплообменными регистрами из труб в верхней части камеры сгорания. Кроме того, такие агрегаты рассчитаны на приготовление на них пищи. Вариант 4 большей мощности и с верхней загрузочной дверкой.

Рис. 3 Конструкции твердотопливных котлов с дополнительными регистрами и варочной поверхностью

1 — топливник; 2 — регистр из труб; 5 — труба обратки; 6 — подающая труба; 7 -верхняя загрузочная дверка; 8 — нижняя дверка для поджига и подачи воздуха; 9 — загрузочная дверка; 10 — дымовая труба; 13 — колосниковая решетка; 14,15,16 — отражатели; 17 — заслонка; 19 — водяная рубашка; 20 — зольник; 21 — варочная поверхность.

Котел с верхним горением

Для обеспечения лучших условий сгорания топлива в верхней части располагается камера подогрева воздуха. Подача воздуха, а значит, и скорость горения, регулируются задвижкой на входе в эту камеру сверху. Теплообменник здесь выполнен в виде «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания.

Чертеж котла на твердом топливе верхнего горения

1 — наружная стенка (труба); 2 — внутренняя стенка; 3 — водяная рубашка; 4 — дымовая труба; 5 — телескопическая воздухоподающая труба; 6 — распределитель воздуха (металлический «блин» с ребрами; 7 — камера предварительного подогрева воздуха; 8 — патрубок подачи воздуха; 9 — подающая труба с нагретой водой; 10 — воздушная заслонка; 11 — загрузочная дверка; 12 — дверка для чистки; 13 — труба с водой из системы (обратка); 14 — трос, управляющий заслонкой.

Котел с пиролизным сжиганием твердого топлива

Отличием такой конструкции является то, что твердое топливо в нем не сгорает, как в обычном, а при недостатке подачи первичного воздуха, «перегоняется» в древесный (пиролизный) газ, который сжигается в специальной камере дожига при подаче в нее вторичного воздуха. Такая подача может быть как естественной, так и принудительной.

Схема-чертеж одного из вариантов пирлизного котла

1 — регулятор тяги с термодатчиком; 3 — дрова; 4 — нижняя дверка; 5 — решетка; 6 — воздушная заслонка подачи первичного воздуха; 7 — зольник; 8 — колосниковая решетка; 10 — прочистка; 11 — слив; 12 — теплоизоляция корпуса; 13 — обратка (подача теплоносителя из системы); 14 — форсунка; 15 — подача вторичного воздуха; 16 — заслонка дымовой трубы; 17 — труба с нагретой водой; 18 — заслонка; 21 — загрузочная дверка; 22 — камера дожига.

Котлы шахтного типа

Как уже упоминалось особенностью таких котлов является наличие двух камер: большой вертикальной загрузочной камеры (шахты) и камеры с теплообменником. Топливо поджигается снизу в первой камере и пламя через отверстие попадает в другую, где и отдает свою энергию теплоносителю через теплообменник.

Такие котлы могут быть, как с обычным сжиганием топлива, так и с пиролизным. В первом случае весь необходимый воздух подается через нижнюю дверку, а продукты горения, пройдя через теплообменник, удаляются в дымовую трубу. Во втором случае к месту горения подается ограниченное количество первичного воздуха, где дрова сгорают с выделением пиролизного газа. Кроме того такие конструкции оборудуются дополнительной камерой дожига, куда подается вторичный воздух и осуществляется сжигание газа. В верхней части теплообменной камеры расположена задвижка, которая отрывается при розжиге и позволяющая дымовым газам напрямую выходить в дымовую трубу.

Чертеж-схема котла шахтного типа с камерой дожига

1 — заслонка подачи первичного воздуха; 2 — нижняя дверка для поджига и чистки; 3 — решетка; 4 — дрова; 5 — загрузочная дверка (может располагаться и сверху); 12 — труба с нагретой водой (подача); 13 — пусковая заслонка; 14 — заслонка дымовой трубы; 15 — теплообменник; 16 — подача вторичного воздуха; 17 — камера дожига; 18 — обратка; 19 — слив; 20 — чистка; 21 — заслонка; 22 — колосниковая решетка; 25 — зольник.

Схема котла шахтного типа с футеровкой внутренней поверхности камер сжигания и дожига

Твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками

Самодельный отопитель будет иметь такую конструкцию:

1. Топка – «коробка» глубиной 460 мм, шириной 360 мм и высотой 750 мм с общим объемом 112 л. Объем топливной загрузки для такой камеры сгорания составляет 83 л (весь объем топки заполнять нельзя), Что позволит котлу развивать мощность до 22 – 24 кВт.
2. Днище топки – решетка из уголка, на которую будут укладываться дрова (через нее в камеру будет поступать воздух).
3. Под решеткой должен быть отсек высотой 150 мм для сбора золы.
4. Теплообменник объемом 50 л большей частью расположен над топкой, но нижняя его часть охватывает ее с 3-х сторон в виде водяной рубашки толщиной 20 мм.
5. Подсоединенная к верхней части топки вертикальная дымоотводящая труба и горизонтальные жаровые трубы располагаются внутри теплообменника.
6. Топка и зольник закрыты герметичными дверцами, а забор воздуха осуществляется через трубу, в которой установлен вентилятор и гравитационная заслонка. Как только вентилятор выключается, заслонка под собственным весом опускается и полностью перекрывает воздухозаборник. Как только термодатчик зафиксирует снижение температуры теплоносителя до заданного пользователем уровня, контроллер включит вентилятор, поток воздуха откроет заслонку и в топке разгорится огонь. Периодическое «отключение»котла в сочетании с увеличенным объемом топки позволяет продлить работу на одной загрузке топлива до 10 – 12 часов на дровах и до 24-х часов на угле. Хорошо зарекомендовала себя автоматика польской компании KG Elektronik: контроллер с термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.

твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками

Топка и теплообменник окутываются базальтовой ватой (теплоизоляция) и помещаются в корпус.

Процесс изготовления котла своими руками.

Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:

1. Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
2. Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
3. 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
4. Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
5. Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
6. Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
7. Стальная полоса 20х3 мм.
8. Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
9. Асбестовый шнур для герметизации проемов.
10. Ручки для дверок заводского изготовления.

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.

Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.

Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.

В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.

Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.

Самодельный котел из листового металла

Сборка котла

Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:

1. Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
2. Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
3. Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
4. Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
5. Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.

Далее приваривают дымоотводящий патрубок и воздуховод с фланцем для установки вентилятора. Воздуховод заводится внутрь котла через отверстие посредине задней стенки чуть ниже колосниковой решетки.

Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.

Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.

Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества.

При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.

Сверху на теплогенератор устанавливается контроллер автоматики, а к фланцу воздуховода прикручивается вентилятор.

Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.

При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.

Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.