Чтобы не замёрзнуть: сделаем газовый котёл и бесперебойник для него своими руками

Газовый котёл — важнейший элемент отопительной системы частного дома. Такой агрегат реально сделать своими руками. Важно правильно рассчитать параметры оборудования и не пренебрегать правилами собственной безопасности. Чтобы котёл работал даже при отключении электричества в доме, ему необходим источник бесперебойного питания. Этот прибор можно приобрести в магазине или также изготовить самостоятельно.

Преимущества и недостатки газового отопления

Газ является одним из самых дешёвых видов топлива. Вот почему газовые котлы до сих пор являются самыми популярными. К плюсам такого способа обогрева помещения относят следующие факты:

• высокий коэффициент полезного действия;
• простое использование;
• экологическая безопасность;
• относительная дешевизна топлива;
• долговременная эксплуатация (20–40 лет).

Есть у газового отопления и минусы. В частности:

• оборудование должно иметь лицензию, которую выдаёт газовая служба. Без такого документа эксплуатировать агрегат нельзя;
• котёл нужно установить в отдельном помещении, что не всегда возможно;
• существует необходимость в дымоходе;
• требуется подключение к электрической сети;
• при неправильном обращении с газовым котлом может возникнуть пожар.

Но все эти дополнительные сложности вполне оправдываются экономией, которую обеспечивает газ по сравнению с другими видами топлива. Любым другим способом отапливать помещение менее выгодно: дрова и уголь необходимы в большом количестве, жидкое топливо (бензин, керосин) – слишком дорогое, а у электрических тэнов коэффициент полезного действия ниже, а стоимость тепловой энергии — намного выше.

.

О видах газовых котлов

По количеству контуров отопления котлы бывают:

• одноконтурными (выполняют только одну функцию — греют воду или трубы в помещении);
• двухконтурными (выполняют две функции — греют горячую воду и трубы в доме).

По способу отвода продуктов горения оборудование разделяют на следующие виды:

• с естественной тягой (приток воздуха происходит с улицы). Устанавливать такой котёл можно в маленьком доме или сарае;
• с приточной тягой (сложная система, для которой нужен дымоход и закрытая камера сгорания).

По типу розжига газовые отопители делятся:

• электрические (котёл начинает работать сразу при включении в сеть);
• с пьезоэлементом (разжигать оборудование нужно самостоятельно).

По способу крепления котлы подразделяются на:

• настенные;
• напольные.

По способу регулировки оборудование может быть:

• одноступенчатым (имеет только один — полный уровень мощности);
• двуступенчатым (имеет два уровня мощности — слабый и сильный).

Газовый котёл может быть рассчитан на подключение к:

• магистральному газу (поступает по трубопроводу в дом);
• баллонному газу (поставляется в сжиженном виде в баллонах различного объёма).

Котлы изготавливаются из:

• стали (самый распространённый и эффективный материал);
• чугуна (такие котлы бывают очень тяжёлыми, но долго сохраняют тепло);
• меди (недорогие агрегаты, которые очень быстро остывают).

Принцип работы газового котла

Конструктивно газовый котёл состоит из следующих элементов:

• газовой горелки;
• теплообменника;
• насоса;
• расширительного бака;
• автоматики;
• вентилятора;
• системы безопасности;
• термометра;
• манометра;
• газового клапана;
• воздухоотводчика.

При включении устройства в сеть загорается газовая горелка. Она нагревает теплообменник, в котором находится вода, масло или антифриз (в зависимости от того, чем отапливают дом). Насос создаёт рабочее давление, под действием которого теплоноситель постоянно циркулирует по трубам и отдаёт тепло в помещение через поверхность радиатора. Далее остывший теплоноситель сливается обратно в котёл. Так в общих чертах работает газовая система отопления.

Готовимся к созданию котла: полезные мелочи

Создание газового котла — процесс небыстрый и очень ответственный. Если вы не владеете хотя бы начальными навыками работы со сварочным оборудованием, то приступать к процессу нецелесообразно. Части агрегата соединяют между собой путём сварки. Если сварочного аппарата у вас нет или взаимодействовать с ним вы не умеете, то газовый котёл лучше купить в специализированном магазине. Но если вы поставили перед собой цель создать собственный газовый отопитель, то вам нужно знать:

• без разрешения газовой службы подключать самодельный котёл к магистрали, подающей природный газ в ваше жилище, запрещено;
• чтобы получить разрешение, придётся вызвать специалистов-аналитиков на дом или отвезти котёл в службу лично;
• если установить котёл без разрешения, то это может привести к утечке газа, возгоранию или взрыву;
• при выполнении сварочных работ не забывайте о собственной безопасности: на руки наденьте защитные перчатки, на глаза — специальную маску, на тело — рабочую одежду;
• элементы для котла покупайте в специализированном магазине, а не с рук. Все агрегаты должны иметь сертификаты и паспорта;
• делайте всё строго по чертежам;
• до начала работы подготовьте необходимое оборудование, материалы, инструменты.

Чертежи и расчёты

Чтобы сварить котёл, воспользуйтесь готовыми чертежами. Изобретать велосипед в этом случае не нужно. Воспользуйтесь уже проверенными методами и способами. Их не так много, как кажется.

Чтобы котёл мог создать в доме было тепло и уют, необходимо произвести точный расчёт его объёма. Самый простой способ расчёта исходит из предположения, что на каждые 10 квадратных метров площади требуется 1 кВт энергии. К полученному результату прибавляют ещё 10 процентов, чтобы создать небольшой запас для обеспечения более комфортного режима работы котла. Например: для дома площадью 80 квадратных метров за час необходимо 8 кВт энергии. Ещё 800 Вт про запас, итого — 8,8 кВт за 60 минут. За сутки израсходуется чуть более 211 кВт.

Но ведь киловатты — это ещё не объём.

Чтобы его вычислить, нужно учесть, что теплотворная способность газа составляет 6,55 кВт — это число постоянно, оно посчитано научно-экспериментальным путём, поэтому берётся за основу.

Чтобы подсчитать, какой объём котла необходим для отопления конкретного дома, нужно количество энергии, потребляемое котлом за сутки, разделить на его теплотворную способность. Возвращаясь к нашему примеру, получаем: 211/6,55=32,2. Значит, в доме площадью 80 м² необходим котёл объёмом 33 литра (округляем в большую сторону).

Материалы и инструменты

Чтобы соорудить газовый котёл, подготовьте следующие материалы и инструменты:

• электрическую дрель;
• пассатижи;
• уровень;
• угол;
• рулетку;
• трубу металлическую;
• стальной лист;
• трубу газопроводную;
• дверцы для создания топки;
• кирпич красный;
• арматуру;
• глину;
• оцинкованную жесть;
• сварочный инструмент;
• термостат;
• автоматику;
• дефлектор.

Если с большей частью вышеперечисленного всё понятно, то правильно подобрать автоматику, дефлектор и термостат — не самая простая задача. На что ориентироваться при их выборе:

• термостаты бывают проводными и беспроводными. Первые стоят чуть дешевле вторых. Выбирайте программируемые модели, с их помощью проще контролировать и регулировать температуру котла. Конструктивно термостат состоит из двух устройств. Одно размещают в комнате, другое — на фасаде котла. Когда температура в помещении падает, термостат запускает отопитель в работу. Обратите внимание на отечественные модели устройств. Они ничем не уступают дорогим зарубежным аналогам;
  

  Термостаты для газового котла бывают проводными и беспроводными

• в понятие «автоматика для газовых котлов» входят: модуль пламенного контроля, защита от перегрева, контроллер тяги, подрывной клапан. Эти устройства продаются отдельно. Для нормальной работы отопителя нужны все перечисленные устройства. Не выбирайте самые дешёвые или слишком дорогие модели. Остановитесь на средней цене;
  

  Подрывной клапан нужен для компенсации повышения давления теплоносителя при нагреве

• дефлектор обеспечивает хорошую вытяжку. Его устанавливают его сверху дымоходной трубы. Для самодельного газового котла подойдёт модель в виде конусообразного зонтика из нержавеющей стали.
  

  Дефлектор для дымохода обеспечивает хорошую вытяжку

Пошаговая инструкция по изготовлению газового котла своими руками

Своими руками проще всего создать напольный газовый котёл. Он нагревает воду, является экономичным, подходит для установки на улице, в доме или в гараже.

Итак, начнём:

1. Установку котла производят на фундамент. Выройте яму глубиной около 80 сантиметров. Ширина ямы равна размеру фундамента котла. На дно ямы поместите песок, залейте его водой и дайте пропитаться. На песок выложите камни, битые кирпичи и щебёнку немного ниже уровня земли.
   

   Под напольный котел делается отдельный фундамент с подсыпкой из песка и гравия

2. Соберите опалубку с каркасом. Здесь понадобится арматура. Залейте опалубку бетонным раствором. Через сутки опалубку уберите. Место под опалубкой засыпьте гравием с песком. Закройте все это влагоизолирующим материалом, например, гудроном.
3. Сделайте стенку из кирпича, которая защитит основную стену от разогретого газового котла. Кладка выполняется с помощью цементного состава. Высота и ширина стенки из кирпича на 10 см больше, чем размеры котла.
   

   На основании фундамента возводится защитная стенка из кирпича

4. Теперь нужно сварить сам котёл по чертежу. Выполняйте работу строго по размерам.
   

   Котел сваривается из стального листа строго по размерам, указанным на чертеже

5. Изготавливаем теплообменник — именно благодаря ему в котле нагревается вода. Для него нужен стальной бак и медная трубка (40–50 см). Вверху и внизу бака должно быть два отверстия, соответствующих диаметру трубки. Трубку согните в виде спирали и вставьте в бак (это легко сделать «голыми руками», медь просто поддаётся воздействию). На концы трубки, выходящие из бака, установите фитинги или запаяйте их. В процессе работы котла горелка будет нагревать медную спираль, а она, в свою очередь, передаст тепло баку, который подогреет воду внутри котла.
   

   Теплообменник нагревает воду в котле

6. Термостат, автоматику, дефлектор своими руками сделать невозможно. Все эти устройства можно купить в магазине или заказать в интернете.
7. Когда котёл установлен, к нему приваривают дымоход. Это прямая металлическая труба, которая будет удалять углекислый газ из агрегата. Выбирайте трубу диаметром не менее 20 сантиметров. Длина должна быть такой, чтобы часть трубы (30–40 сантиметров) возвышалась над крышей здания. Трубу приваривают сбоку котла. Там делают отверстие, через которое продукты горения будут выходить наружу. Дымоход выводят на улицу, для чего в кровле вырезают или выпиливают отверстие. Когда труба вставлена в это отверстие, получившиеся щели между ней и кровлей заделывают монтажной пеной и минеральной ватой.
   

   Дымоход — неотъемлемая часть газового котла. Без него эксплуатировать агрегат нельзя

8. Вытяжку монтируют в дымоходной трубе, чтобы проще и быстрее удалять углекислый газ. Для изготовления вытяжки нужен маленький вентилятор и решётка. Вентилятор устанавливают внутри трубы, ближе к наружному концу и подключают к электрической сети с помощью провода. А решётку закрепляют на наружном конце трубы, чтобы внутрь дымохода не попали грязь и мусор.

Видео: самостоятельное изготовление газового котла

Изготавливаем ИБП и подключаем стабилизатор напряжения газового котла

ИБП — это источник бесперебойного питания. Он нужен для того, чтобы оборудование продолжало работать, когда электричество отключат. А стабилизатор защитит котел от перегрузок при частых скачках напряжения в сети.

В магазинах продаются разнообразные бесперебойники и стабилизаторы. Стоят они недёшево. Можно попытаться сделать бесперебойный блок самостоятельно. Изготовить же стабилизатор самому невозможно. Правила его выбора таковы:

1. Для 220-вольтовой сети выбирайте однофазный стабилизатор, для 380-вольтовой — двухфазный.
2. Мощность — от 20 до 40 кВт в зависимости от объёма котла.
3. Стабилизатор может устанавливаться на пол или крепиться на стену — на его работу это не влияет.

Ориентируйтесь на следующие технические характеристики стабилизатора:

• тип — электронный или релейный;
• время отклика — несколько миллисекунд;
• диапазон напряжения на входе — от 140 до 260 вольт;
• диапазон рабочих температур — от +5 до +40 ⁰C.

Стабилизатор крепят рядом с котлом в сухом месте, куда исключён доступ воды. Его нельзя перегревать и замораживать.

Видео: зачем нужен стабилизатор напряжения для газового котла

Как собрать источник бесперебойного питания своими руками

Для производства ИБП необходимы:

• токовый преобразователь (220 вольт). Он нужен, чтобы к котлу от аккумулятора поступало напряжение 220 вольт;
• аккумулятор (хорошо зарекомендовали себя гелиевые);
• зарядное устройство (минимум 15 ампер).

Инструкция по сборке ИБП выглядит так:

1. Преобразователь соединяют с аккумулятором при помощи проводов сечением от 4 миллиметров, соблюдая полярность. Обычно в местах соединения есть указатели «+» и «-» (иногда полярность обозначается разным цветом проводов). Плюс от преобразователя должен идти к плюсу от аккумулятора. То же самое и с минусовым проводом.
   

   Преобразователь подключают к аккумулятору с помощью двух проводов. Их сечение должно быть не менее 4 миллиметров

2. Котёл соединяют с преобразователем через розетку. Она уже имеется «в комплекте», ничего дополнительно монтировать не нужно. Таким образом, три части одной системы — котёл, преобразователь и аккумулятор — оказываются соединёнными между собой.
3. Когда аккумулятор разряжается, к нему подключают зарядное устройство.

Такой агрегат не будет срабатывать автоматически. Его придётся включать самостоятельно, когда электричество вдруг пропадёт.

Видео: изготовление ИБП своими руками

Нюансы размещения готовой конструкции

Разместить газовый котёл можно:

• внутри дома;
• снаружи дома;
• в гараже.

Каждый вариант размещения имеет свои особенности и нюансы.

Размещение внутри дома

Чтобы разместить агрегат внутри дома, под него необходимо выделить отдельное помещение. К котельной предъявляются следующие требования:

• площадь — не менее 5 квадратных метров;
• сухое тёплое место;
• низкий уровень влажности;
• свободный доступ человека к котлу;
• естественная или принудительная система вентиляции;
• в комнату должно быть проведено электричество, рядом с котлом должна располагаться розетка. Современные розетки предусматривают заземление. Создавать дополнительное заземление не нужно.
  

  Внутри дома газовый котёл устанавливают в отдельном помещении

Размещение котла снаружи дома

Установить газовый котёл прямо на улице, конечно, нельзя. Под него строят специальное помещение:

• площадь — не менее 5 м²;
• температура внутри — не ниже +5 ⁰C круглогодично;
• Наличие электричества, розетка с заземлением.

Трубы от котла до дома обязательно утепляют, чтобы за время своего «путешествия» теплоноситель от котла до дома не потерял своей температуры.

Размещение котла в гараже

Если внутри гаража нет возможности обустроить отдельное помещение для размещения котла, тогда продумайте другое место для установки оборудования. Дело в том, что гараж — место повышенной концентрации автомобильных газов. Если внутри будет работать ещё и газовый агрегат, то концентрация углекислого газа в помещении превысит все допустимые нормы. Находиться внутри для человека будет опасно.

При утечке газа в гараже возможно самопроизвольное возгорание, поскольку в непосредственной близости находится бензин и масло. Лучше не рисковать.

Если вы не сможете оборудовать внутри гаража специальное помещение, руководствуйтесь правилами размещения агрегата внутри дома.

Заземление котла

Котёл нужно заземлить. Для этого понадобится готовый заземляющий контур из магазина. Его располагают возле гаража под землёй на глубине около метра. От заземляющего контура к котлу ведут стальную полосу. Её закрывают коробкой из пластика. Места соединений стальной полосы с котлом и контуром для надёжности лучше запаять.

Видео: как правильно заземлить газовый котёл

После того как газовый котёл готов к эксплуатации, вам необходимо обратиться в газовую службу. Они проведут поверку агрегата. Если он соответствует нормам, то его разрешат использовать. Для этого хозяину выдадут специальную лицензию и заключение. Раз в 2–3 года поверку нужно будет повторять.