Котел отопления можно выполнить самостоятельно для небольшого загородного дома, дачи, теплицы, птичника, мастерской – т.е. мест постоянного нахождения людей, животных или растений. Наиболее распространенной является система водяного отопления, основанная на нагреве жидкости в котле и передаче тепловой энергии в помещения.

Водяные системы отопления

Водяное отопление частного дома состоит из собственно котла и системы труб, по которым циркулирует жидкость. В основе работы отопительной системы лежит знаменитый закон физики – круговорот воды в природе. Жидкость, нагреваясь в котле, расширяется и движется вверх по трубам. Далее, попадая в помещения, вода через радиаторы отдает тепло в воздух и, постепенно охлаждаясь, попадает снова в котел по системе обратного стока или «обратке».

Водяные системы отопления бывают двух типов.

Системы отопления открытого типа работают по принципу свободного перемещения жидкости по трубам. Давление создается в расширительном бачке, расположенном в самой верхней части системы. По мере испарения жидкость приходится периодически доливать в бачок. Достоинства: система не требует никаких дополнительных источников энергии для работы, процесс идет самотеком. Недостаток: необходимо регулярно проверять уровень жидкости в бачке во избежание образования воздушных пробок.

Системы отопления закрытого типа не нуждаются в расширительном бачке, на выходе от котла устанавливается герметичный компенсационный бак, принимающий термические перепады системы, поддерживая в ней постоянное давление. Достоинства: более быстрое и равномерное прогревание всей системы, надобность в доливке отпадает, возможность регулировки температуры в каждом помещении. Недостаток основной – работа компенсационного бака и циркуляционного насоса требует подключения к электрической сети и постоянной подачи энергии.

Виды котлов для отопления

Котел для системы отопления может работать на любом доступном виде топлива. Их, правда, немного.

  • Газовый. Наиболее распространенный и экономичный вид топлива. Самостоятельно изготовить котел нетрудно, однако подключить и принять самоделку газовая служба, скорее всего, откажется.
  • Электрический. Котел довольно прост в изготовлении. Представляет собой электрический тэн, помещенный в бак с водой. Далее разводка идет как в закрытой системе. Очень компактные размеры и простота изготовления компенсируются непомерно высокой ценой за электроэнергию. Выполнить такой котел можно, когда уже нет другого выхода.
  • Жидкостный. Котел работает на жидком топливе, обычно солярке. Сгорание топлива происходит в форсунках. Имеет очень высокий КПД и быстро нагревает помещения, с высокой степенью автоматизации. Самостоятельное изготовление этого типа котлов довольно сложно и, к тому же, пожарная служба категорически запретит эксплуатацию не сертифицированного оборудования. Размещение емкости для хранения топлива и системы подачи – дополнительная проблема. Этот котел подходит скорее для производственных помещений с постоянным присутствием персонала, нежели для жилого дома.
  • Твердотопливный котел. Топливом для работы этих котлов служат: дрова, каменный уголь, угольные брикеты, торф, горючие сланцы, отходы древесины. Обычно это наиболее дешевые и доступные в данной местности источники энергии, что является основным достоинством такого котла. Недостаток заключается в постоянном обслуживании котла: регулярной загрузке топлива, контроле его сгорания и удаление золы.

Таким образом, котел на твердом топливе наиболее приемлемый вариант, который можно выполнить самостоятельно.

Главные условия для устройства твердотопливного котла: отсутствие газовой линии в месте постройки (или отдаленной перспективы на ее прокладку) и наличие постоянного и дешевого источника топлива.

Твердотопливные котлы

Простой твердотопливный котел представляет обычную металлическую печь (круглой или прямоугольной формы) в которую встроены теплообменники с носителем тепла – водой. Теплообменники представляют секцию из нескольких параллельных труб, по которым циркулирует вода. При сгорании топлива в камере сгорания тепловая энергия нагревает теплоноситель и подает его в выходную линию системы отопления. В камеру сгорания постоянно подается воздух для поддержания горения топлива. Увеличение или уменьшение подачи воздуха регулирует мощность котла.

Классическими котлами такого типа являются старинные чугунные КЧМ, которые могли работать как на твердом топливе, так и с газовой горелкой. Недостатком КЧМ, помимо большого веса и габаритов, было отсутствие автоматики по регулированию процессов подачи топлива и низкая экономичность.

Разновидностью твердотопливного котла является пиролизный котел. Отличается наличием двух камер сгорания, дополнительной системой подачи воздуха и устройством автоматики. Основное топливо – древесина и компоненты из нее. Работа основана на раздельном сгорании дров и выделяемых ею при нагреве газов.

Принцип работы такого котла: закладка дров и первичное горение в первой камере сгорания происходит как в обычном котле. По достижении определенной температуры уменьшается подача воздуха в топку – происходит процесс разложения дров на уголь и пиролизные газы. Газы сгорают во второй камере сгорания. Таким образом, топливо сгорает полностью, золы образуется очень мало, автономная работа на одной закладке может достигать суток и более. Это главное достоинство пиролизных котлов. Основными недостатками являются работа автоматики подачи воздуха и вытяжки от электрической сети и высокая стоимость, ввиду высокой материалоемкости таких котлов.

Самостоятельное выполнение пиролизного котла по сложности устройства и трудозатратам может сравняться по стоимости с покупкой готового. Возможно, лучше остановиться на варианте простого котла.

Материалы для изготовления котла

  • В первую очередь обязательно выполняется чертеж в трех проекциях. Если есть навыки в 3-D моделировании – в специальной программе сделать полную модель. Объемный чертеж лучше воспринимается, чем плоскостное изображение. В сети примеров выполнения котлов существует множество, но лучше взять за основу уже проверенный образец и обязательно проконсультироваться со специалистами.
  • Материал для корпуса принимаем сталь толщиной 5-6 мм (зависит от мощности), форма котла прямоугольная, вертикального расположения, как более компактная. Листы металла лучше всего заказать по размерам на базе при покупке. Выйдет дешевле и точнее, чем самому резать газовым резаком, с неизбежными огрехами.
  • Трубы для теплообменника. Зависят от диаметра труб в системе, обычно 25-50 мм. Иногда устраиваются системы отопления из стальных труб d=50 мм, без радиаторов. Теплообменник можно выполнить в виде змеевика, для большей площади нагрева. Располагается змеевик в задней торцевой стенке котла.
  • Дымоход. Выполняется из стальной трубы диаметром 100-150 мм, толщина стенок 5 мм. Выполнять дымоход из оцинкованных тонкостенных труб категорически не рекомендуется – прогорят за один сезон.
  • Дверцы топки и поддувала, колосниковую решетку, дроссельные заслонки и шиберы лучше приобрести готовые, чтобы не мучится с подгонкой неказистых самоделок.

Инструменты для работы

  • Сварочный аппарат инверторного типа, способный выдавать сварочный ток силой 220 и 250 А. Работают с электродами диаметром 5-6 мм. Электроды подбираются по толщине свариваемых конструкций.
  • Машина углошлифовальная с кругом диаметром 230 мм, в просторечии именуемая болгаркой. МШУ предназначена для шлифовки швов и резки тонкостенных элементов.
  • Дрель электрическая с набором сверл по металлу.
  • Газовый резак или плазморез для проделки отверстий в толстостенных элементах. Болгаркой прорезать проемы будет очень затруднительно. Если нет возможности достать резаки, можно заказать устройство проемов на базе, при покупке металла. Наличие точных размеров обязательно.
  • Обычный набор слесарных инструментов и приспособлений.

Работая со сваркой, не забываем соблюдать правила по технике безопасности при работе с электричеством.

Выполнение котла

Рассмотрим последовательность выполнения простого котла на твердом топливе. Предполагается наличие мастерства сварщика на уровне опытного пользователя.

В передней стенке корпуса размечаются и вырезаются газовым резаком проемы для камеры сгорания и подачи воздуха. Края тщательно шлифуются болгаркой.

Сваривается теплообменник-змеевик. Концы змеевика должны совпадать с отверстиями входа-выхода.

В задней стенке размечаются и прорезаются отверстия для патрубков дымохода, подачи и возврата теплоносителя. Ввариваются патрубки, для водяных – резьбовые. Верхний патрубок подает горячую воду в систему отопления, нижний, на уровне камеры сгорания – возвращает остывшую воду в котел. Теплообменник приваривается к задней стенке корпуса.

К боковым стенкам корпуса привариваются уголки для крепления колосниковой решетки и нижнего зольника.

В крыше котла вырезается отверстие для воздушной заслонки и регулятора тяги.

Соединяются части корпуса котла в последовательности: днище + стенки с устройством зольника и колосника. Далее, идет крепление задней стенки с обязательным сплошным провариванием швов, изнутри и снаружи. Толщина шва должна быть равна толщине свариваемых конструкций. Устанавливается и проваривается с обеих сторон передняя стенка котла и, в завершении, монтируется крыша. Все, корпус котла готов.

В таком виде готовое изделие устанавливается на место эксплуатации, и продолжаются работы по дооборудованию. Монтируются и свариваются трубы дымохода, врезается система прочистки от сажи. Правильное устройство дымохода – важнейшее условие работы всей системы.

Привариваются дверцы топки и поддувала, устанавливается дроссельная заслонка, температурный датчик. Простой твердотопливный котел готов к эксплуатации.

После этого монтируется вся система отопления.