Котел – это стационарный мощный нагреватель для пара или воды. Отопительные системы, которые используются в промышленности, по принципу действия не отличаются от тех, которые устанавливают для отопления частного дома. Давайте разберемся: чем водотрубные котлы отличаются от газотрубных, какой котел лучше поставить в своем жилище и можно ли его сделать своими руками.
Общие сведения о котлах
Котлы классифицируются по разным критериям: по теплоносителю, по типу топлива и по температурному уровню. В свою очередь каждый из типов делится на подтипы. При выборе котла для собственного дома определитесь, какой вид топлива для вас приемлем. Узнайте, есть ли поблизости термальный источник, чтоб задействовать энергию воды. Если рядом проходит газовая магистраль, то выбор очевиден. Также взвесьте потребности семьи в горячей воде, квадратуру и теплопотери дома. Эти показатели дадут возможность рассчитать мощность нужного вам котла.
Паровые и водогрейные
По теплоносителю котлы делятся на водогрейные и паровые. Паровой огнетрубный котел производит пар. В зависимости от того, какой пар он вырабатывает, выделяют промышленные и энергетические котлы.
Пар энергетических котлов используют в паровых турбинах для выработки электроэнергии. Поэтому их используют в связке с турбогенераторами на ТЕС и ТЕЦ.
Насыщенный пар промышленных котлов используют для технологических нужд. Его применяют в деревообрабатывающей отрасли (для сушки дорогих пород) и в медицине (для стерилизации инструментов или спецодежды).
Водогрейные котлы нагревают воду под давлением. Это значит, что температура воды до кипения не доходит, ее давление во всех точках всегда выше атмосферного. Применяются такие котлы в ТЕЦ, котельных и в жилых домах.
Газотрубные и водотрубные
Как паровые, так и водогрейные системы отопления по конструктивным особенностям делятся на газотрубные и водотрубные котлы.
Газотрубный котел имеет поверхность нагрева из тонких трубок, по которым движется горячий продукт сгорания топлива. За счет воды, находящейся снаружи трубок, происходит теплообмен.
Водотрубный котел по конструкции более сложный, чем газотрубный. Поверхность его тоже состоит из трубок, только вода течет внутри них. Кипятильные трубки нагреваются горячим продуктом сгорающего топлива, за счет чего и происходит теплообмен.
Несмотря на множество узлов и агрегатов в конструкции, водотрубные котлы считаются безопасными и транспортабельными. Они легко регулируются и выдерживают высокие нагрузки. Поэтому на них чаще делают ставку собственники домов.
Принципы конструирования котла
Когда речь идет о котле для частного дома, выбор часто зависит от его цены. Значительно сэкономить бюджет можно за счет изготовления отопительной системы из подручного сырья. Специальное оборудование для этого не понадобится. Котел из трубы своими руками изготовить не сложно. Главное – определиться, чем будете топить: дровами, электричеством или нефтепродуктами.
Необходимые материалы
Для изготовления котла из труб понадобятся инструменты, имеющиеся у каждого хозяина. Это дрель, сварочный аппарат, отвертки и гаечные ключи. Материалы тоже можно подобрать из того, что есть в гараже. Для работы понадобятся:
- листовой металл или труба большого диаметра;
- стальные трубы;
- профильные трубы;
- радиаторы;
- болты и гайки;
- дверцы и заслонки.
Металлическая бочка из толстого металла или старая печь заменит трубу, а заслонки и дверцы изготавливаются самостоятельно. В крайнем случае, можно купить готовые. Желательно оснастить трубный котел датчиками контроля и измерения температуры.
При выборе материалов, обращайте внимание на их качество. Не используйте металл, если на нем есть ржавчина, коррозия и дыры. Такой котел прослужит недолго. Идеальный материал – это жаростойкая сталь.
Это важно знать!
Изготавливая самодельный котел из трубы учитывайте будущий или имеющийся способ циркуляции теплоносителя в СО. При гравитационной циркуляции водяной бак необходимо поднимать высоко. При этом для подачи воды и ее обрата использовать трубы для разводки больших диаметров. Если по каким-то причинам установлены трубы малого диаметра, урегулировать сопротивление потоку теплоносителя можно с помощью циркуляционного насоса.
Оснащения котла насосом имеет положительные и отрицательные стороны. Плюсы – это экономия денежных средств на трубах меньших диаметров и возможность установить бак не высоко. Минус один: во время отключения электропитания циркуляционный насос тоже отключается. Температура воды очень быстро увеличивается, а скорость ее перемещения по трубам замедляется. Котел перегревается и разрывается под давлением пара. Не всегда, но в 70% случаев.
Чтоб избежать таких ситуаций, патрубки и контуры отопления желательно делать из оцинкованных труб диаметром 32 мм и более. А резьбу герметично зашивать льняной паклей и суриком.
Варианты самодельных котлов отопления
Самодельные водотрубные котлы делятся по видам топлива. Основные типы – дровяные, пиролизные, печные.
Дровяные котлы
Их устанавливают часто. Причина тому – простота конструкции и доступность необходимых материалов. Достоинство таких котлов – универсальность. Дело в том, что топить их можно не только дровами. Идеально нагоняет температуру уголь, торфяные брикеты и другое твердое топливо. Недостаток данной отопительной системы – это низкий КПД.
Простейший вариант такого котла воспроизводится из двух труб: одной толстостенной с большим диаметром, другой – с меньшим диаметром. В широкую трубу вставляется более узкая, которая в дальнейшем будет топкой. Свободное пространство между толстостенной трубой и топкой заполняется теплоносителем.
Пиролизный котел из трубы
Он гораздо экономней предыдущего варианта. Процесс горения дерева происходит при высокой температуре (от 200 до 800 градусов) и при нехватке кислорода. Во время сгорания дрова разлагаются на древесный кокс и пиролизный газ. Если к пиролизному газу добавить немного воздуха, он тут же воспламеняется и выделяет тепло в больших количествах. КПД такой конструкции возрастает до 92%. Одна закладка топлива (дров) горит около 12 часов – это в три раза больше, чем в обычном котле.
Конструкция пиролизного котла простая. Его топка разделена на две части. В одну закладывается топливо и медленно горит, пиролизуясь в газ, который догорает во второй части. Таким образом, минимизируется отвод тепла из первой камеры. Разделяются части топки колосником, на котором и лежит топливо. Воздух сквозь него проходит сверху вниз. Чтобы преодолеть аэродинамическое сопротивление, необходимо создать принудительную тягу. Для этого устанавливают дымосос. Если котел небольшой, то достаточно поставить дутьевой вентилятор.
Требование к топливу – его влажность не должна превышать 30%, иначе полученный газ смешивается с водяным паром и плохо горит. Такой котел обойдется дороже предыдущего, но за пару отопительных сезонов перерасход денежных средств окупится.
Печной трубный котел
Чаще устанавливается в загородных домах, где нет газа. Данная отопительная конструкция рационально распределяет тепло по всему помещению, благодаря теплообменнику, вмонтированному в топливник печи. Энергия сгоревшего топлива, кроме воды в системе, нагревает стенки печи и дымоходные каналы, которые отдают потом тепло в дом.
Печной котел имеет высокий КПД. Его теплообменник бывает разных форм, в зависимости от используемого материала и дизайнерских задумок. Изготавливают его из труб или листового металла. Главное, при выборе конструкции учитывать то, что количество энергии равно площади поверхности теплообменника. Большую роль играет теплопроводность материала.
Независимо от формы теплообменника, алгоритм монтажа печи остается неизменным. На месте установки котла делается разметка и заливается фундамент. Из красного кирпича выкладывается внешний контур печи. Раствор используют песчано-глиняный. После крепления дверцы выкладывается контур поддувала. Далее в кирпичную коробку устанавливается теплообменник и возводится дымоход. Все, печной котел готов.
Разобравшись, какие бывают водотрубные котлы и как своими руками сделать отопление в доме, можно правильно сэкономить средства. Успехов вам!