В статье мы разберемся, как может быть устроен самодельный отопительный котел, и приведем несколько примеров работающих конструкций.
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ
Все самодельные отопительные котлы для дома основаны на общем принципе: сгорающее топливо отдает свое тепло теплообменнику, который, в свою очередь, нагревает теплоноситель – в большинстве случаев обычную воду.
На эффективность работы котла влияют два основных фактора:
- Конструкция теплообменника. Чем больше площадь теплового контакта топки и емкости с теплоносителем, тем больше тепла в единицу времени передается то сгорающего топлива воде.
- Полнота сгорания топлива. Если при недостаточном притоке кислорода вместе с продуктами горения улетучиваются пиролизный газ, который может отдать много тепла при сгорании, или пары жидкого топлива – очевидно, конструкция нуждается в доработке.
Понятно, что на конструкцию сделанного своими руками котла отопления любого типа накладывает отпечаток два фактора:
- Доступность материалов. Жаростойкие сорта нержавеющей стали, понятное дело, куда долговечнее, чем обычный стальной лист. Однако применяется обычно именно последний – просто потому, что его куда легче купить, да и стоит он куда дешевле.
- Возможность обработки. Литую печь из чугуна произвольной конструкции просто не создать в гараже или подвале – необходимое для этого оборудование будет, вежливо говоря, дороже, чем готовая чугунная печь.
Именно поэтому традиционный материал – листовая сталь толщиной до 5 миллиметров, традиционные способы ее обработки – резка болгаркой или газовым резаком и электросварка.
Конструкция котла зависит, понятное дело, от типа применяемого топлива.
Кроме того, на нее накладывает отпечаток способ циркуляции теплоносителя в контуре:
- Для того, чтобы нагрев воды обеспечил циркуляцию за счет естественной конвекции, нужна большая высота водяного бака и больший диаметр как патрубков, так и самих контуров отопления – и подачи, и обратки. Чем ниже диаметр – тем больше сопротивление движению воды и тем ниже шансы получения приемлемой скорости циркуляции без циркуляционного насоса.
- Наличие насоса позволяет обойтись меньшим диаметром труб и меньшей высотой бака. Однако здесь нас поджидает ловушка: если при греющем котле подача электричества прекратится и циркуляция остановится, велики шансы получить разорванный паром котел.
1. И патрубки, которыми оснащается отопительный котел, и сами контуры отопления лучше выполнить трубой диаметром не меньше 1 1/4 дюйма (32 мм).
Диаметр трубы на выходе из теплообменника – 32 мм
2. Поскольку при остановке циркуляционного насоса скорость циркуляции воды замедлится, ее температура будет расти.
Раз так – лучше выполнить контур отопления не из металлопластика или тем более полипропилена с их ограниченной устойчивостью к высоким температурам, а из оцинковки с герметизацией резьб льном с суриком или краской.
ДРОВЯНОЙ КОТЕЛ
Самодельный котел отопления на дровах в самом простом варианте представляет собой два цилиндра разного диаметра, помещенные друг в друга. Во внутреннем – топка, внешний – бак для воды. Для уменьшения объема сварочных работ берется готовая толстостенная труба большого диаметра.
Разумеется, возможны разнообразные комбинации форм и размеров в зависимости от имеющихся в вашем распоряжении материалов. Можно, к примеру, сваренную из листа прямоугольную топку поместить внутрь цилиндрического водяного бака; можно и поместить в топку змеевик или теплообменник в виде ряда поперечных или продольных труб.
Огромное достоинство таких котлов – универсальность. Дровяной – не совсем точное название; правильнее будет сказать, что они работают на твердом топливе. В топку с равным успехом можно закладывать и дрова, и пеллеты, и брикеты сухого торфа, и уголь.
Кроме того, самодельный твердотопливный котел прост в изготовлении. Однако оборотная сторона этой простоты – довольно низкий КПД. Заметный выигрыш в этом плане имеет следующая схема.
ПИРОЛИЗНЫЙ КОТЕЛ
При температуре от 200 до 800 градусов и недостатке кислорода дерево разлагается с выделением тепла на древесный кокс и пиролизный газ. Затем к горячему пиролизному газу достаточно подмешать воздух, чтобы заставить его воспламениться – тоже с выделением большого количества тепла.
- КПД становится выше и достигает в лучших котлах 92%.
- Котел на одной закладке дров может работать до 12 часов против 4 у традиционных котлов.
- Топливо сгорает с минимальным количеством твердого остатка.
- Горение газа легко регулировать автоматически. В результате степень автоматизации работы котла для отопления частного дома мало отличается от электрических и газовых моделей.
- Оборотная сторона использования раздельного сгорания твердой и газообразной фракций – требования к низкой влажности дров. При влажности выше 30% пиролизный газ с большим количеством водяных паров плохо горит.
- Большая часть самодельных котлов работает только на дровах, обеспечивающих более низкую по сравнению с углем температуру сгорания.
- Цена материалов для пиролизного котла будет куда выше, чем у традиционного твердотопливного котла с одной топкой. Однако он окупится в ближайшие три-четыре отопительных сезона.
КОТЕЛ НА ОТРАБОТАННОМ МАСЛЕ
Любопытна конструкция котла на отработке, испаряющего масло перед его сгоранием. После розжига, когда котел выходит на рабочую температуру, капающее в раскаленный поддон масло мгновенно превращается в горючие газы, которые при сгорании нагревают теплообменник.
В качестве топлива без какой-либо модификации может использоваться и солярка.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОТЕЛ
Самодельный электрокотел для отопления конструктивно наиболее прост. ТЭН помещается внутрь трубы, которая ставится вертикально. Снизу подводится патрубок с обратного трубопровода, сверху подключается подача – и, в общем-то, котел готов.
Как всегда, есть нюансы.
- Электрокотлы при текущих ценах на электричество – наиболее дорогой вид отопления.
- Инструкция по технике электрической безопасности запрещает подключать котлы мощностью свыше 7 КВт к 220 вольтам. А 380 есть далеко не везде.
Особняком стоят индукционные котлы. Самодельный индукционный котел отопления в самом простом варианте представляет собой толстостенную пластиковую трубу, вокруг которой намотана сотня витков эмалированного провода, подсоединенного к сварочному инвертору с током на выходе около 15 ампер.
Внутрь помещаются те элементы, которые будут нагреваться вихревыми токами – рубленный стальной пруток или обрезки толстой проволоки.
Затем снизу подключается обратный трубопровод, сверху подающий, контур заполняется водой – и можно подавать питание. Циркуляционный насос в данном случае не нужен, конвекция нагретой воды обеспечит циркуляцию.
Внимание: пробные включения без теплоносителя за несколько секунд расплавят пластик.
Дополнительную информацию о самодельных котлах отопления вы найдете в видео в конце статьи. А если вас интересуют альтернативные источники энергии. Успехов в творчестве!
