Как самостоятельно сделать котел отопления для частного дома?

Кроме того, при монтаже твердотопливного котла не стоит отказываться от оборудования, которое создаёт дополнительное удобство и комфорт. При помощи теплоаккумулятора можно решить проблему перепада температур во время перезагрузки котла, а бойлер косвенного нагрева обеспечит дом горячей водой. Задумались о подключении твердотопливного отопительного агрегата по всем правилам? Мы поможем вам в этом!

Виды отопления в частном доме

Обогрев загородного дома производится несколькими способами:

  1. Традиционно используется печное, когда в качестве теплового источника применяется твердотопливная печь, отапливаемая дровами, углем, торфом и другими горючими материалами. Так же еще сегодня используются высушенные продукты жизнедеятельности животных (кизяк), которые в степных районах являются основным источником обогрева.

В южных районах Европы специальных отопительных систем часто вовсе не делали. Источником тепла в холодное время года служила кухонная печь, использовавшаяся для приготовления пищи, жилые комнаты устраивались на верхних этажах.

Отопительные устройства появились позже, когда тепло стали распределять по дому равномерно с использованием трубных разводок. Первоначальной причиной тому являлось задымление продуктами сгорания, часто с трагическими последствиями. Поэтому возникла идея отделить источник тепла от жилого пространства, а для выхода дыма устроить специальный канал – дымоход.

  1. Воздушный обогрев производится от источника, нагревающего воздух собственной поверхностью или в специально оборудованных каналах. Распределение горячего воздуха происходит путем естественной конвекции. Забор производится в нижней части, от пола, а разогретый поднимается вверх в соответствии с законами физики. Примером такого способа отопления может служить печь «Булерьян», ставшая популярной вследствие своей экономичности и эффективности. Следует заметить, что КПД подобных установок достигает 90%, что недоступно многим другим приспособлениям. Печи воздушного обогрева чаще всего применяются для отопления технических помещений, например, таких как теплицы. В ряде случаев их устанавливают в качестве резервного топливного агрегата в частном доме.

Для распределения тепла по разветвленному жилому строению могут применяться и трубные разводки. Но требование к большому диаметру труб таких радиаторов делают их неудобными в эксплуатации.

Применяемые в частном доме виды отопления весьма разнообразны, но следует заметить, что самым эффективным по стоимости является использование газовых котлов с водяными циркуляционными системами.

Если местность не газифицирована, основным видом генерации тепловой энергии остаются твердотопливные печи.

Критерии выбора отопительного котла

В первую очередь, чтобы точно по уму выбрать котел отопления, следует смотреть на доступность того или иного энергоносителя. Если газ в регионе не продается, то приобретать газовое оборудование не стоит. На втором месте среди критериев выбора – автономность работы. Постоянно присматривать за печкой с горящими дровами или углем вряд ли кому сейчас охота. Предпочтение сегодня отдается тем агрегатам, что требуют минимального вмешательства человека.

Третий критерий – это экономичность и экологичность. Эффективность отопительного котла должна быть высокой, иначе счета за топливо выйдут просто огромными. Не менее важна и экологическая сторона вопроса. Выбирать оборудование на угле с его золой и сажей следует только в крайнем случае. Если хочется подышать гарью, то лучше сразу вернуться жить из собственного загородного дома в ближайший крупный город.

Однотрубная схема отопления с электрическим котлом

Однотрубная схема отопления с электрокотлом и мембранным расширительным баком (насос встроен в нагреватель).

Для отопления дома электрокотлом схема «Ленинградка», она же однотрубная, применяется давно. Даже сегодня есть сторонники такого метода разводки коммуникаций для обогрева помещения. Часто делается открытой. Нельзя сказать, что это самый удачный вариант, да и по цене никаких выгод не наблюдается. К тому же применение такой схемы для отопления с электрокотлом подразумевает сложный процесс балансировки. Тут нужно рассчитать количество секций в радиаторах для каждого отдельного помещения с учетом теплопотерь теплоносителя. К тому же электрокотлы для открытой системы отопления менее приспособлены, так как в теплоносителе много воздуха. А он, как известно, негативно влияет на металл в тандеме с водой.

Читайте также:  Простые и нужные самоделки для домашней мастерской

Как работает однотрубная схема отопления дома электрическим котлом:

  • горячая вода поступает от нагревателя в трубу (она одна);
  • из трубы теплоноситель заходит в батарею и возвращается обратно, вовлекаясь в общий поток подачи;
  • в итоге вся жидкость, сделав круг, возвращается к нагревателю.

Лучше забыть об однотрубной схеме системы отопления с электрическим котлом и не возвращаться к ней никогда. Никаких преимуществ она не несет, а вот сложностей хоть отбавляй.

Проблема заключается в том, что после каждого радиатора общий поток становится холоднее, так как вода отдала часть энергии на обогрев воздуха. Разница температуры теплоносителя в первой и последней батареях существенная. Судите сами, если в двухтрубной системе нормой дельты температуры подачи и обратки считается 20 градусов. Приблизительно столько же и в однотрубной. Выходит, что в последнем помещении нужно ставить батарею больше, чем в первом. А насколько – это уже надо считать в каждом случае отдельно.

Естественно, между патрубками входа и выхода теплоносителя в радиатор должен быть соединительный участок. Лучше чтобы он был немного уже основной магистрали. Это, по сути, байпас для отопления. Вариант, когда подача входит в торец батареи и выходит с другой стороны нельзя рассматривать априори. Это грубая ошибка. Случись что с радиатором, мороки будет уйма.

Чем расширительный бачок для отопления закрытого типа отличается от негерметичного экспанзомата.

Здесь поэтапная инструкция как сделать расширительный бачок для отопления дома своими руками.

Конструкция твердотопливного и пиролизного котла

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Его собирают из двух стальных или чугунных емкостей вставленных одна в другую. Во внутренней (топка) сгорают дрова, в наружной (бак) нагревается вода. Конструкция состоит из следующих частей:

  • топки с дверкой;
  • колосников;
  • зольника с дверкой;
  • сборника сажи;
  • дымохода;
  • шиберной задвижки;
  • патрубков для подключения подающего и обратного трубопроводов системы отопления;
  • ножек;
  • крышки для закрывания нагревательного бака.

Наружный воздух поступает в топку через зольник и колосники. Интенсивность горения регулируют величиной открытия дверцы. Тяга может быть естественной или принудительной. У правильно рассчитанного и сделанного котла отопления эффективность доходит до 79%.

Достоинства классических твердотопливных котлов:

  • низкая стоимость топлива;
  • для работы не требуется электроэнергия;
  • универсальность по топливу;
  • возможность сжигания отходов деревообработки.

Но при выборе этого вида котлов следует учитывать и недостатки:

Схема твердотопливного котла

Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы. Конструкция состоит из следующих частей:

  • камеры дожигания со встроенной форсункой;
  • газифицирующей камеры;
  • системы подачи воздуха;
  • дымоходной системы с дроссельной заслонкой;
  • теплообменника;
  • системы циркуляции воды;
  • датчика температуры и манометра;
  • предохранительного клапана.

Для растопки котла газифицирующая камера наполняется дровами через верхнюю дверцу. После поджога растопки при открытом дросселе на дымоходе запускают вентилятор. Когда дрова разгорятся дверцу, и дроссель закрывают. Из-за снижения количества подаваемого воздуха древесина начинает тлеть при температуре достаточной для запуска пиролизной реакции. Выделяемые газы после прохода через форсунку смешиваются с вторичным воздухом в камере сжигания, воспламеняются, нагреваясь до температуры 1100⁰C, и направляются в теплообменник.

По сравнению с обычными котлами отопления у пиролизных есть немало преимуществ:

  • за счет полного сжигания нет необходимости в частой очистке зольника и газоходов;
  • легкость управления интенсивностью горения;
  • длительность работы без добавления топлива от 5 часов до нескольких суток;
  • возможность сжигания не колотых дров;
  • использование в качестве топлива обрезков от плит ДВП, ДСП, МДФ и фанеры;
  • у пиролизных котлов отопления содержание вредных соединений в дыму в 3 раза меньше.

Однако недостатки тоже есть:

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы.

Читайте также:  11 лучших гвоздезабивных пистолетов

Особенности конструкции электрического агрегата

Использование электрического котла для частного дома имеет немало преимуществ. Это и достаточно высокая эффективность, и полная экологическая безопасность, и отсутствие необходимости сооружать дымоход.

К недостаткам следует отнести высокие эксплуатационные расходы, так как суммы в счетах за электроэнергию будут внушительными. Основным элементом котла является ТЭН – нагревательный элемент, преобразующий электроэнергию в тепло.

Помимо ТЭНов потребуется приобрести датчики, которые будут регулировать и контролировать работу котла. Схема отопительного агрегата включает в себя следующие элементы:

  • нагревательный элемент (ТЭН);
  • насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя;
  • бачок расширительный;
  • теплообменник;
  • системы автоматики, включающего датчики давления, уровня нагрева, а также систему предохранительных кланов.

Для отопления небольшого частного дома можно своими руками изготовить простейший котел с эклектическим ТЭНом. Корпус можно сделать из трубы диаметром 220 мм длиной 50-60 см. Такие компактные размеры установки позволят установить ее в любом удобном месте.

Очень важно, чтобы корпус собранной установки был герметичным, для подачи и выведения теплоносителя используются патрубки.

Что нужно для работы?

В первую очередь мастерская, то есть место, где вы будете заниматься изготовлением основных узлов и сборкой агрегата. Кроме того, вам понадобится довольно обширный список инструментов, в который можно смело включать:

сварочная маска, краги и спецодежда;бытовой инверторный сварочный аппарат и электроды;дисковая пила с набором дисков для резки металла;электродрель с набором свёрл по металлу;рулетка, угольники, строительный уровень.

Для сборки котла на твердом топливе понадобятся следующие материалы:

листы стали толщиной от 5 мм;металлические уголки;чугунная колосниковая решётка;стальные водопроводные трубы различного диаметра;дверцы для зольной и топочной камеры;дроссельные заслонки печного типа.

Перед тем, как приступать к изготовлению элементов и узлов котла, необходимо выполнить конструктивные расчёты, определиться с принципиальной схемой и нарисовать чертёж котла, не забыв указать все его конструктивные составляющие и их главные параметры.

Дымоотвод твердотопливного котла: внутри и снаружи здания

И самое главное: соблюдайте технику безопасности как в процессе работы, так и по отношению к качеству исполнения твердотопливного котла. Малейшая оплошность с вашей стороны может стать причиной серьёзных проблем, в т.ч. повышенного риска возникновения пожара.

Использование котла

Для твердотопливных котлов могут использоваться разные виды топлива:

  • каменный и бурый уголь;
  • антрацит;
  • древесинные брикеты с дровами;
  • горючие сланцы с торфом.

Для древесины характерен высокий выход летучих веществ при сгорании. Каменный уголь представляет собой наиболее популярное топливо. Горючие сланцы применяются для твердотопливного отопления сравнительно редко, что объясняется их высокой зольностью.

Сначала в топку необходимо загрузить выбранный вид топлива. Если для растопки используется каменный уголь, то пополнять его во время горения запрещается. Однако в случае использования древесины, в топку нужно добавлять дрова. Нельзя при этом широко открывать дверцы, чтобы не обжечься.

Лучше брать абсолютно сухое топливо, потому что влага может ухудшить его качества.

При отоплении торфом и углем следует обязательно применять коллектор подачи воздушного потока.

В аппарат любого вида топливо загружают только через дверь в верхней части оборудования.

Рекомендации по изготовлению самодельного котла

Приступая к изготовлению котла длительного горения своими руками, необходимо вооружиться следующими советами:

  • Чтобы в процессе эксплуатации прибора можно было использовать любое топливо, топочную камеру лучше сделать из жаропрочной легированной стали. Несколько удешевить бюджет работ помогает применение бесшовной стальной трубы марки 20.
  • Перед тем, как заносить самодельный агрегат в приготовленную для него котельную, рекомендуется протестировать его на улице, оснастив временным дымоходом. Это даст возможность проверить надежность обогревателя и убедиться в правильности сборки корпуса.
  • Основная камера, изготовленная из газового баллона, в состоянии обеспечить продолжительность на протяжении 10-12 часов, т.к. дров в нее входит немного. Изначально небольшое внутреннее пространство пропанового баллона уменьшается после удаления крышки и зольника. Для увеличения показателей котла его можно изготовить из двух баллонов. Это позволит получить достаточно большую топочную камеру для обогрева обширных помещений и увеличить время между закладками дров.
  • Дверца зольника должна герметично закрываться, что не даст внешнему воздуху просачиваться внутрь камеры. Это достигается укладкой по периметру дверцы асбестового шнура. Если в котле имеется дополнительная дверца для дозагрузки топлива без съема крышки, она также герметизируется подобным образом.
Рекомендации по изготовлению самодельного котла

Стандартные твердотопливные используют дрова, антрацит, опилки, брикеты, торф, каменной и бурый уголь. Особые претензии к качеству топлива обычно не предъявляются. Однако желательно, чтобы топливный материал был максимально сухим, что даст гарантию высокого КПД.

Читайте также:  Технология укладки тротуарной плитки с геотекстилем

Детальный расчёт мощности электрокотла

Мощность для обогрева частного дома, дачи или квартиры отопительным электроприбором приравнивается к тепловой мощности. Для ее подсчёта руководствуются несколькими простыми правилами:

  • для обогрева 1 куб. м. дома или дачи потребуется около 40 Вт мощности;
  • на каждое из окон необходимо приплюсовать по 100 Вт, на дверь — ещё 200;
  • эти данные усреднённые и зависят от климатических условий: жители дальневосточных и сибирских районов умножают итоговое число на 1,5–2, коэффициент в средних областях РФ равен 1,2, а районы южные пользуются коэффициентом 0,7–0,9;
  • для дома или дачи итог расчёта умножается ещё на 1,5, что связано с теплопотерями из-за конструкции крыши и поверхности пола (особенно при отсутствии цокольного этажа).

Приведём пример для дома на юге страны, площадью – 80 кв. м., с высотой потолка – 3 м, шестью оконными проёмами, одной входной дверью. Площадь дома – 80 кв. м. необходимо умножить на 40 Вт, далее умножить на 3 (показатель высоты потолка), прибавить 200 и 600 Вт (дверь и окна). Полученное значение умножаем на частнодомовой и региональный коэффициент – 0,7 и 1,5. В итоге получаем 10920 Вт.

Правила и требования к установке электрокотла

Электрокотлы имеют компактные размеры, нуждаются в минимуме обвязки и имеют современный дизайн, что позволяет устанавливать их в любом месте.

Все общие требования описаны в ПУЭ (7 издание). Электрические котлы мощностью до 10 кВт не требуют согласования со службами Энергонадзора. Однако если вы хотите установить счетчик, дифференцирующий потребление электроэнергии по зонам суток, что мы рекомендуем сделать в целях экономии, согласовывать монтаж все же придется. Для котлов мощностью более 6 кВт необходимо трехфазное питание (380 В), 8-12 кВт модели могут работать от однофазной (220 В) сети, но она не обеспечит работу на полной мощности.

Выбор места установки электрокотла более обширен, чем у газовых или твердотопливных. Электрокотлы могут быть установлены в жилой зоне, например, коридоре, прихожей или на кухне, но учитывайте, что к нему в любом случае нужно тянуть трубопровод, проводку, заземление и прочие коммуникации. В ванной и санузле установка электрокотла запрещена.

Требования к поверхности монтажа также минимальны, это может быть в том числе и деревянная стена, но в таком случае нужно изолировать место монтажа слоем негорючего материала (базальтовый картон, ксилолитовый лист).

Защитная огнеупорна плита при монтаже электрического котла на деревянную поверхность.

Также производители предъявляют требования к пространству вокруг электрокотла, необходимому для обеспечения обслуживания и ремонта. Значения отличаются в зависимости от модели, поэтому перед планированием места монтажа и обвязки необходимо узнать их в инструкции по эксплуатации. Обычно это:

  • от 0,7 м сверху котла;
  • от 0,5 м по бокам (в том числе до трубопровода) и снизу;
  • от 0,7 м перед котлоагрегатом;
  • не менее 3 см между стеной и котлом.

Например, для известной модели Bosch Tronic Heat 3500 необходимо всего лишь 0,6 м снизу и 0,2 м с других сторон. Любые другие дополнительные требования к монтажу всегда описаны в инструкции по эксплуатации, практически во всех случаях ее можно найти в электронном виде.