Водяной котел для отопления частного дома на дровах своими руками подробно – особенности самоделки, виды котлов, твердотопливные агрегаты, сборка

Знакомые попросили рассчитать, спроектировать и помочь собрать твердотопливный агрегат для обогрева дачи. За основу взял классический вариант – прототип дровяной печи – в результате получился надежный, недорогой отопительный котел для небольшого помещения. В этом обзоре расскажу, как сделать водяной котел для отопления частного дома на дровах своими руками подробно и поэтапно, каковы особенности самостоятельного изготовления, какие виды агрегатов вообще бывают и чем они различаются, а также какие варианты твердотопливников доступны.

Самодельный домашний котел – особенности изготовления, требования, плюсы и минусы

Перед тем как начать планировать изготовление самодельного агрегата, рекомендую ознакомиться с особенностями этого дела. Прежде всего, самодельщику придется столкнуться со следующими задачами:

• Правильно подобрать материал. Если все время топить только дровами, то подойдет и обычная сталь, но для большей надежности и долговечности лучше брать чугун или термостойкий нержавеющий сплав. 
  
• Иметь опыт или научиться обрабатывать металлы. Ввиду особенностей работы, в сборке конструкции потребуется применение электро- или газосварки. Также понадобится умение пользоваться болгаркой. 
  
• Определиться со способом циркуляции в трубах теплоносителя. Если будет выбран самотечный вариант, потребуется грамотно рассчитать диаметра и наклон труб, положение бачка и прочие параметры.
  

• Учесть гидродинамические параметры системы, особенно если используется принудительная циркуляция теплоносителя. Чтобы избежать развития аварийной ситуации, в различных местах трубопровода потребуется устанавливать клапаны безопасности, стравливатели воздуха, датчики и устройства контроля. 
  
• Обеспечить условия максимально возможного КПД агрегата. Параметр зависит от качества и скорости горения топлива, особенностей теплоносителя, баланса между притоком воздуха и оттоком газов, минимизации тепловых потерь.
  

Требования

Отопительный котел, изготавливаемый своими руками, должен состоять из следующих частей:

• Топка, она же камера сгорания или бункер. Именно здесь происходит сгорание топлива. 
  
• Зольник – для сбора золы. 
  
• Колосниковая решетка. На нее загружается топливо, и снизу подается кислород для эффективного горения.
  

• Теплообменник. Изогнутая труба или собранная из отрезков конструкция. Через нее протекает и нагревается теплоноситель. 
  
• Дымоотвод. Предназначается для выведения продуктов сгорания – дыма, сажи, печных газов.
  

Еще на стадии проектирования крайне важно правильно рассчитать размеры топки. Вместимость должна быть такой, чтобы соблюдался следующий ряд условий:

1. Топливо загружалось за один раз на весь цикл. 
   
2. Процесс горения протекал без затухания и необходимости перемешивания. 
   
3. Сгорание шло активно, тепла выделялось максимально, и теплообменник работал с наилучшим КПД.
   

Не менее важно грамотное изготовление теплообменника. В качестве материала используется чугун или сталь. Чугунные изделия формируются путем литья, поэтому в домашних условиях сделать их вряд ли получится.

Для изготовления стального варианта понадобятся толстостенные трубы. Соединять их придется посредством сварки, а повороты задавать путем внедрения в структуру целых или половинчатых отводов.

Плюсы и минусы самодельного дровяного котла

Есть следующие доводы к тому, чтобы сделать котел на дровах – это:

• Минимальная себестоимость агрегата. 
  
• Доступность и дешевизна энергоресурса.
  

• Простая эксплуатация. 
  
• Экологическая чистота, отсутствие вредных выбросов и отходов. 
  
• Независимость от внешних электросетей. 
  
• Высокая скорость нагрева. 
  
• Возможность организации 2-х контуров – на отопление и горячее водоснабжение.
  

При этом у самодельных дровяных агрегатов имеются некоторые недостатки:

1. Подверженность коррозии и прогоранию. 
   
2. Необходимость постоянной чистки топливника. 
   
3. Периодическая ручная загрузка топлива.
   

Виды отопительных котлов и их различия

Теперь разберем, каких видов вообще бывают котлы отопления. Это поможет понять, в чем проигрыш и выигрыш дровяных моделей, что можно и что нельзя сделать самому, а также разобраться в схеме системы отопления.

Классифицируются отопительные агрегаты, прежде всего, по виду энергоресурса на такие разновидности:

• Газовые.
  

Современные газовые агрегаты отличаются экономичностью, надежностью и энергоэффективностью. Кроме того, они полностью автоматизированы и оснащены системой безопасности. Однако самостоятельно их изготовить не представляется возможным, в силу следующих причин:

1. Обеспечивающие работу агрегата компоненты сложны в устройстве. 
   
2. Малейшая ошибка может привести к пожару или взрыву. 
   
3. Газоснабжающая компания откажется подключать самоделку.
   

Даже если и собрать газовый агрегат без официального подключения к магистрали, понадобится обустраивать несанкционированное топливное хранилище. А это не менее сложно, опасно и незаконно.

• Жидкотопливные.
  

Отопительные агрегаты, функционирующие на мазуте или солярке, применяются в условиях отсутствия альтернативного топлива. В основе лежит принцип сжигания распыляемого с помощью форсунки топлива в камере сгорания.

Несмотря на высокий КПД, возможность автоматизации и доступность запчастей, изготавливать самому такие приспособления нет резона. Во-первых, потому что этого дорого, во-вторых, – небезопасно, в-третьих – официально запрещено.

• Электрические.
  

Ввиду простоты устройства и эксплуатации и безопасности, электрические отопительные агрегаты широко распространены в домах частного сектора. Более того, самодельный котел для водяного отопления легко изготовить на базе обычного ТЭНа.

Главный недостаток такого подхода – высокая стоимость электроэнергии. Кроме того, для просторных жилых помещений понадобится мощность, превышающая лимиты от управляющей энергетической компании. Поэтому электрокотлы не всегда выгодны или даже уместны.

• Твердотопливные.
  

При грамотной организации системы отопления и правильном расчете мощности твердотопливные агрегаты не менее эффективны, чем газовые и электрические модели отопительного оборудования. По типу применяемого топлива они классифицируются на такие виды:

1. Дровяные. 
   
2. Пеллетные. 
   
3. Пиролизные.
   

Последние 2 разновидности из-за высокой стоимости рабочих компонентов и топлива применяются реже, чем первый. Дровяные или твердотопливные отопительные агрегаты чаще всего используются, ввиду простоты конструкции и обслуживания, а также доступности топлива.

Варианты твердотопливных отопительных котлов

Есть 3 основных вида твердотопливных отопительных котлов, и только на первый взгляд, кажется, что работают они одинаково. На самом деле у каждого из них имеются свои особенности загрузки и сжигания топлива, а также различия в конструкции. Главные их отличия проявляются в следующем:

• Дровяной.
  

Наиболее простой и доступный для изготовления в домашних условиях агрегат. Условно его можно разделить на 2 части – топку и бак для нагрева воды. Безусловное преимущество дровяных моделей – возможность работы не только на древесине, но и на других видах твердого топлива.

Состоит котел из следующих частей:

1. Топка из стальных листов. 
   
2. Зольник. 
   
3. Отсек для сажи. 
   
4. Колосниковая решетка. 
   
5. Дымоотводящий канал. 
   
6. Заслонка. 
   
7. Водяной контур с входящим и выходными патрубками. 
   
8. Плитка из чугуна. 
   
9. Ножки под корпусом.
   

Несмотря на простоту устройства и эксплуатации, дровяные котлы не отличаются совершенством, так как пережигают топливо – по факту, в сильные холода их приходится топить практически круглосуточно.

• Пиролизный.
  

Главное отличие от выше приведенного варианта заключается в характере горения топлива. Котел оснащен 2-мя камерами – в одной горючее подвергается медленному термическому распаду, во второй – продукты этого разложения сгорают и выделяют тепло.

Конструкция пиролизного агрегата включает следующие узлы:

1. Камера сгорания, оснащенная форсункой. 
   
2. Верхняя камера, в которой сгорает газ. 
   
3. Система подачи воздуха. 
   
4. Отсек для загрузки топлива. 
   
5. Система отведения продуктов сгорания. 
   
6. Теплообменный контур. 
   
7. Циркуляционный насос. 
   
8. Датчики контроля нагрева и давления. 
   
9. Регулирующий клапан.
   

В среднем КПД такой разновидности твердотопливного котла достигает 90 %. Недостатки при этом выражаются в дороговизне отдельных узлов, и окупаемости оборудование не ранее чем через 3-4 сезона эксплуатации. Поэтому в быту изготавливают его крайне редко.

• Пеллетный.
  

Отопительные агрегаты пеллетного типа в рассматриваемом ряду отличаются максимальной эффективностью – КПД доходит до 95 %. Суть работы оборудования сводится к тому, что засыпанные в бункер пеллеты через шлюз поступают на горелку, и там сгорая выделяют газ, тепловая энергия от которого передается на тепловой контур.

Пеллетный агрегат состоит из следующих узлов:

1. Корпус. 
   
2. Загрузочный бункер. 
   
3. Топка, снаружи оснащенная люком для очистки и дверцей для подачи воздуха. 
   
4. Тепловой контур. 
   
5. Дымоотводная система. 
   
6. Приборы автоконтроля.
   

Этапы изготовления

Есть несколько доступных для изготовления рабочих вариантов сборки дровяных котлов. Однако прежде чем приступать к их изготовлению, отмечу следующие особенности обустройства теплового контура:

1. Идеальный вариант материала – нержавейка или чугун. Однако обрабатывать их в домашних условиях практически невозможно. Кроме того, нержавеющая сталь дорога. 
   
2. Поэтому лучше сразу взять оцинкованную листовую сталь, толщиной не менее 4 мм. Изготовленный из нее теплообменник будет надежным и долговечным. 
   
3. Если теплоноситель будет двигаться по системе самотеком, понадобиться выбирать трубы для контура и запорные механизмы наибольшего диаметра, правильно устанавливать их с наклоном, а сам теплообменник с бачком располагать в наивысшем месте. 
   
4. Если такие условия соблюсти не удается, придется монтировать циркуляционный насос. Это к тому же позволит снизить расходы, так как можно будет использовать трубы меньшего диаметра. 
   
5. Патрубки контура лучше изготавливать из отрезков толстостенной трубы поперечником не менее 32 мм.
   

Далее предлагаю рассмотреть особенности изготовления следующих дровяных котлов:

• Сварной.
  

Для начала требуется подготовить все узлы агрегата – теплообменник, готовые по размерам стенки в виде листов, решетки, дверцы и т. д. Далее подготавливается место – оно должно отвечать требованиям пожарной безопасности, так как котел, ввиду габаритов и массы, будет находиться на нем всегда.

Видео-пример изготовления водяного отопительного котла для дома:

Сборка агрегата сводится к следующим действиям:

1. На подготовленном месте монтируется основание – сначала заливается бетонная подушка, затем выкладывает 1-2 слоя кирпича. 
   
2. Далее укладывается нижний металлический лист корпуса. 
   
3. На него устанавливаются внутренние опоры и стенки теплового контура. 
   
4. После того когда они будут соединены в единую конструкцию, в них укладываются колосниковые решетки, а поверх устанавливается теплоконтур. 
   
5. После этого монтируются и свариваются наружные листы-стенки. 
   
6. Образованный между внешними и внутренними листами зазор заполняется заранее промытым и прокаленным песком. 
   
7. Снаружи корпуса навариваются элементы усиления. 
   
8. Далее монтируется верхний лист. 
   
9. В завершении устанавливаются дверцы и дымоотвод.
   

Видео-инструкция по изготовления отопительного котла для кирпичной печи:

• Из бочки.
  

На базе металлической бочки также можно сделать агрегат по типу «водяной рубашки». При этом ввиду горизонтальной протяженности топки процесс горения будет длительным, что снизит частоту загрузки топлива и облегчит эксплуатацию.

Технология изготовления следующая:

1. По длине бочки подбирается отрезок трубы, диаметром на 15-25 см меньше емкости – так, что между стенками должен оставаться зазор не более 12 см. 
   
2. После этого во внутренней трубе обустраивается зольник, решетка и топка, и самый низ выкладывается шамотным кирпичом. 
   
3. Далее бочка герметично закрывается путем наваривания сверху круга из стали. 
   
4. Затем приделываются ножки под корпус. 
   
5. Далее формируются базовые технологические отверстия – вырезаются дверцы для камеры сгорания и зольника в нижней передней части, а сзади – отверстия для удаления дыма с фланцем под дымоотвод. 
   
6. Внизу бочки создается отверстие для подающего патрубка, а вверху для отводящего. 
   
7. Когда все готово, прибор следует проверить на протечку, подключив его к водопроводу. 
   
8. Если утечек нет, производится пробный запуск агрегата.
   

Видео-инструкция по изготовлению отопительного контура для котла:

Снизить потери тепла до минимума поможет наружная теплоизоляция.

• Из кирпича.
  

Вариант подходит для тех, у кого нет листовой стали и навыка работы со сварочным аппаратом. Так как основной материал – кирпич. Однако варить все же придется – теплообменник. Но при необходимости его можно заказать.

Сборка агрегата сводится к следующим этапам:

1. В заранее подготовленном месте монтируется фундамент – бетонная подушка + несколько слоев кирпичной кладки. 
   
2. Выполняется кладка зольника, камеры сгорания, и одновременно монтируются дверцы. 
   
3. Устанавливается теплообменник с сохранением зазора не менее 10 мм до стенок. 
   
4. Кладка продолжается до верхней части. 
   
5. Затем устанавливается плитка из чугуна или бак для воды. 
   
6. Монтируется дымоход в задней части агрегата. 
   
7. Устанавливается заслонка.
   

Видео-обзор организации водяного отопления с помощью кирпичной печки:

Коротко о главном

Чтобы сделать дровяной котел, требуется правильно подобрать материал теплообменника, иметь опыт металлообработки, определить подходящий способ циркуляции, учесть гидродинамику системы и создать условия для максимального КПД. Конструкция агрегата включает камеру, зольник, решетки, теплообменник, дымоотвод, колосники.

При этом чтобы котел оказался эффективным, он должен отвечать ряду специальных требований. Главные плюсы самоделки проявляются в доступности топлива, минимальной себестоимости, простоте эксплуатации и энергонезависимости. Минусы – ручная загрузка, необходимость чистки, прогорание.

Котлы бывают газовыми, жидкотопливными, электрическими и твердотопливными. Последние классифицируются на дровяные, пиролизные и пеллетные. Контур для котла должен изготавливаться в соответствии с особыми требованиями.

Чаще всего изготавливаются дровяные модификации. Из них самые доступные – это:

• Сварной. 
  
• Из бочки и трубы. 
  
• Из кирпича.
  

Собирать и эксплуатировать котел следует строго по инструкции и с соблюдением правил безопасности.