Domácí plynový kotel pro vytápění rodinného domu a chaty: výroba tří osvědčených konstrukcí

Nákup drahého zařízení pro organizaci vytápění v málo navštěvované chatě, sauně nebo malém domě není vždy účelné. Zvláště nerozumné, pokud nad venkovským majetkem není stálý dohled a není nainstalován bezpečnostní alarm. Co dělat, když přesto občas potřebujete vytápění?

S vytápěním si docela úspěšně poradí domácí plynový kotel, sestavený z dostupných materiálů nebo vysloužilých domácích spotřebičů. Zařízení vyrobené vlastníma rukama se může stát pýchou majitele. Stavba konstrukce pracující na plyn pomůže projevit zručnost.

V námi nabízeném článku jsou podrobně popsány kroky montáže a modernizace plynových jednotek, které mohou důstojně vytápět soukromé stavby. Uvedli jsme jako příklady nejoblíbenější, v praxi ověřené varianty domácích výrobků. Naše rady zajistí domácím kutilům úspěch v nelehkém úkolu.

Stojí za to navrhovat plynový kotel sám?

Rozbor variant výroby plynového kotle vlastníma rukama začneme tím, že zpracovávané palivo patří do kategorie toxických a výbušných látek. Plyn je snadno hořlavý. Sebemenší chyby v navrhování a realizaci domácích výrobků mohou mít za následek vážné škody, poškození zdraví, ztrátu majetku.

Proto vývoj modelu plynového kotle nedoporučujeme lidem, kteří nemají technické vzdělání se specializací v oblasti projektování plynových zařízení. Dokonce často ani zkušení plynáři se do podobného projektu nepustí.

Za optimální řešení je zcela oprávněně považováno:

• Přestavba modelu na tuhá paliva na plynový kotel instalací plynového hořáku do topeniště;
• Zdokonalení vysloužilé, ale funkční jednotky s orientací na použití v topném okruhu. Doplňování továrního modelu zařízeními pro ohřev a stimulaci pohybu teplonosné látky;
• Výroba pyrolýzního kotle – zařízení, které generuje plynné palivo v důsledku zpracování tuhého paliva v počáteční fázi. V sekundární fázi se v přídavném topeniči spaluje plyn uvolněný při spalování dřeva.

Pokud vás přesto napadne důkladně prozkoumat otázku a vymyslet variantu domácího plynového kotle pro zařízení autonomního vytápění v rodinném domě, připravte se na doslovné „chození po mukách“. Budete muset získat povolení a potvrzení bezpečnosti vynálezu u řady státních dozorčích orgánů.

Samostatnému lidovému kutilovi bude třeba:

• Zkontrolovat kotel na shodu s bezpečnostními požadavky, poté získat potvrzující nebo vyvracející dokument.
• Získat povolení od Státního technického dozoru, Požární inspekce Ministerstva pro mimořádné situace a Městského plynárenského podniku.
• Podat žádost o získání patentu a certifikátu, který povoluje výrobu v jednorázovém nebo sériovém provedení.

Tento, i když nepočetný, ale docela působivý seznam dokáže zkazit chuť vynalézat každému lidovému odborníkovi. Nemůže však uhasit touhu modernizovat stávající jednotku instalací továrně smontovaných hořákových modulů. Vylepšení snadno kombinuje provozní bezpečnost se zvýšením účinnosti.

Nejdůležitějším pracovním orgánem v plynovém zařízení je hořák. Jeho instalace promění jakýkoli kotel na požadovaný typ ohřívače teplonosné látky a teplé vody pro sanitární účely.

Zapálený zapalovač ohřívá pracovní část termočlánku, která nakonec začne generovat proud. Náboj putuje do cívky plynového ventilu, která působí jako elektromagnet a přitahuje podložku uzavírající cestu plynu.

V závislosti na způsobu přivádění vzduchu potřebného pro spalování do spalovací komory se hořáky dělí na dvě hlavní skupiny:

• Atmosférické. Instalují se do otevřených spalovacích komor atmosférických kotlů. V nich je vzduch volně nasáván z místnosti, ve které je kotel umístěn.
• Ventilátorové (též dmychadlové). Těmito modely se vybavují uzavřené spalovací komory, do kterých je vzduch vháněn nuceně s odběrem z venku. Pro odvod spalin vyžadují koaxiální komín a ventilátor.

Dmychadlové konstrukce jsou pro domácí kutilství příliš složité. Je jednodušší a výhodnější je koupit. Vždyť pořízení všech regulačních a bezpečnostních zařízení pro provoz ventilátorového hořáku může vyjít dráž než koupě modulu v hotovém stavu k instalaci.

Atmosférický hořák je rovněž vhodné zakoupit, ale nejjednodušší variantu si můžete vyrobit vlastníma rukama. Níže se podíváme, jak a z čeho jej lze sestavit.

Proces výroby atmosférického plynového hořáku

Hořák atmosférického typu je snazší postavit, protože je konstrukčně mnohem jednodušší než jeho ventilátorový protějšek. Nejtypičtějším a většině Rusů známým příkladem je hořákový blok ve starších typech plynových ohřívačů vody. V jeho konstrukci nejsou žádné energeticky závislé prvky, které by nutily plyn a vzduch se mísit v požadovaných poměrech.

Vzduch do komory s atmosférickým hořákovým modulem je nasáván samovolně podle potřeby. Produkty zpracování modrého paliva jsou odváděny přirozeně standardním komínem díky přirozenému tahu. Celá práce spočívá ve stavbě kolektoru s plynovými tryskami, kterými bude plyn proudit potřebnou rychlostí.

Pokud si přejete sestavit plynový hořák vlastníma rukama, je lepší vzít jako základ výrobek z tovární produkce, přesněji řečeno výkres s rozměry a označením konstrukčních prvků, který je obsažen v jeho technickém pasu.

K výrobě hořáku pro plynový topný kotel vlastníma rukama budete potřebovat:

• Ventil řady VK-74. Obvykle se používá na kyslíkových lahvích, je dimenzován na maximální tlak 20 MPa. V sestavě by měla být převlečná matice 3/4″, pomocí které lze těsně připojit k přívodní plynové trubce nebo hadici. Ventil bude sloužit jako opěrná základna pro upevnění trysky.
• Krytka pro trysku. Zařízení bude držet dávkovač přívodu plynu a vytvářet úzce směrovaný proud. Na vrcholu krytky se vyvrtá otvor, do kterého se umístí tryska. Základnou se našroubuje na ventil.
• Tryska. Je lepší ji koupit hotovou pro přívod zemního plynu nebo zkapalněné směsi. Trysky se liší průměrem výstupu. Místo trysek pro kotle lze použít trysku z plynového hořáku.
• Domácí injektor. Vyrábí se z ocelové trubky o tloušťce stěny do 2 mm. Bude potřeba kus trubky dlouhý přibližně 10 cm.
• Piezoelektrický prvek. Instaluje se podle přání, i když se bez něj lze obejít. Domácí výrobek lze zapálit zápalkami.

Všechny uvedené prvky se montují převážně svařováním. Proto se iniciativnímu „kutilovi“ budou velmi hodit dovednosti a alespoň základní znalosti sváření. Tam, kde je možné použít závity, by však měly mít prioritu.

Kanál pro přívod plynu musí být bezvadný a těsný, protože na jeho stavu závisí bezpečnost. Mezi vstupem plynu do zařízení a tryskou musí být zachována vzdálenost 10 cm, která je nezbytná pro smísení paliva se vzduchem.

Domácímu kutilovi zbývá vymyslet, jak upevnit domácí plynový hořák do spalovací komory vyřazeného ohřívače nebo do topeniště bývalého kotle na dřevo. Je třeba pamatovat na to, že pro přísun vzduchu je nutné ponechat možnost. Do komory musí pravidelně proudit vzduch, pro což je třeba ve dvířkách vyříznout kulaté nebo podélné otvory.

Nezapomínejme, že výše popsanou variantu lze jen stěží označit za bezpečné zařízení pro přívod plynu. V konstrukci není žádná automatika, která by přerušila provoz kotle při zhasnutí nebo nestabilním plameni. Majitelé nebudou mít možnost regulovat tlak a průtok plynu, takže nelze mluvit ani o pohodlí, ani o úspoře.

Instalace plynového hořáku do kotle na tuhá paliva

Po rozumném uvážení a reálném zhodnocení svých možností většina domácích kutilů nakonec dává přednost modernizaci kotlů na tuhá paliva, které dříve zpracovávaly dřevo nebo uhlí. Do jejich topeniště jednoduše instalují plynový hořák z tovární výroby.

Pro zařízení venkovského majetku lze pořídit jednotku na tuhá paliva, kterou lze přestavět na plynovou. Například kamna Teplodar, do kterých se instaluje plynový hořák.

Podívejme se na fáze instalace hořákového zařízení značky Teplodar AGG:

• Demontáž dvířek topeniště, klapky popelníku (nebo samotného popelníku, pokud je proveden jako výsuvná mřížovaná zásuvka s monolitickými dvířky), odražeče a roštu. Zkrátka je třeba odstranit všechny konstrukční části nacházející se v prostoru topeniště a popelníku.
• Upevnění hořákového zařízení. Do kanálu topeniště zbaveného výše uvedených prvků se instaluje hořákový blok. Pokud jsou kamna Teplodar určena pro změnu paliva, pak se hořákový modul upevní v kanálu pomocí standardních oušek a do nich provlečených šroubů s maticemi.
• Připojení automatiky k panelu. Zařízení v konstrukci hořákového bloku, která zajišťují automatický provoz kotle, se připojí k řídicímu panelu.
• Upevnění snímače termostatu. Instaluje se na přívodní potrubí, obalí se izolací na ochranu před vnějšími mechanickými a teplotními vlivy a nahoře se stáhne stahovacími páskami.
• Uvedení do provozu. Provádí se po kontrole tahu a intenzivním vyvětrání místnosti s modernizovaným kotlem. Pomocí jednoduché páčky se zvolí nejvhodnější režim.

Připomínáme, že dle požadavků uvedených v „Pravidlech bezpečnosti systémů distribuce a spotřeby plynu“ musí být všechny práce na instalaci zařízení, výměně hořáků, údržbě zařízení a připojení k síti dodávající modré palivo prováděny plynárenskými odborníky.

V technické dokumentaci, přiložené k peci Teplodar, je podrobný popis procesu instalace plynového hořáku pro přestavbu tuhopalivového agregátu na plynový.

V souladu s federálními předpisy a normami je třeba se zástupci plynárenských služeb uzavřít smlouvu na dodávku plynu a souvisejících služeb. Je pochopitelné, že zaměstnanci plynárenských organizací nebudou moci obsluhovat všechny vzdálené obce. Avšak je žádoucí dodržovat požadavky, aby se předešlo katastrofickým následkům.

Při snížení a prudkém zhasnutí se oslabuje proud přicházející z elektronického prvku, v důsledku čehož se uzavírá kanál přívodu plynu. Přehřátí vody v kotli je zaznamenáno teplotním čidlem, které vysílá signál k rozpojení kontaktního páru blokujícího hořák.

Riskovat nebo si vážit a chránit zdraví a blaho svých blízkých? Je pouze na Vás. Rozumnější je odmítnout ohrožující činnosti, ale znát proces jejich provádění je velmi užitečné, abyste mohli sledovat, jak kvalitně a poctivě plynáři pracují.

Varianty domácích plynových kotlů

V podstatě všechny námi představené domácí kutily jsou modernizací plynového zařízení za účelem jejich provozu jako ohřívačů teplonosného média. Uvádíme pouze nápady, důrazně doporučujeme neriskovat a instalovat do tuhopalivového agregátu atmosférický nebo ventilátorový hořák.

#1: Domácí výrobek na bázi plynového ohřívače vody

Pokud jste vyměnili zastaralý plynový ohřívač vody za kotel nové generace s automatikou a uzavřeným hořákem, nespěchejte s rozloučením se starým zařízením. Ještě dobře poslouží v venkovské sauně nebo garáži. Vylepšení nebude vyžadovat mnoho prostředků a úsilí.

Veškerá přestavba v tomto případě spočívá ve výměně trysek nebo celého hořákového bloku, pokud se mimo město plánuje spalovat zkapalněnou plynnou směs. Bude nutné koupit atmosférický hořákový blok odpovídajících rozměrů spalovací komory. Poté bude nutné jej upevnit uvnitř komory.

Pokud se majitel rozhodne nainstalovat do domácího plynového kotle ventilátorový hořák, bude nutné doplnit topný okruh povinnými funkčními systémy. Těmi jsou bezpečnostní skupina, oběhové čerpadlo, expanzní nádoba, automatický odvzdušňovač nebo Mayevského ventily.

U těch, kteří chtějí nainstalovat ventilátorový hořák, bude více nákladů. Budou potřebovat dále zakoupit bezpečnostní skupinu zahrnující pojistný ventil, manometr a zařízení pro automatické odvzdušnění. Bude zapotřebí malá membránová nádoba, oběhové čerpadlo a koaxiální komín pro přívod čerstvého vzduchu do hořáku a odvod spalin.

#2: Zařízení na bázi plynového sporáku

Starý plynový sporák nevyžaduje žádné zvláštní úpravy, protože přestavět ho na plynový kotel je prostě nereálné. Lze pouze na jeden z hořáků umístit kovovou nádrž, jejíž objem se volí podle nosnosti sporáku a objemu teplonosné látky v domácím otopném systému. Obvykle to je 100–150 l.

Do spodní třetiny kovové nádrže se přivaří trubka pro připojení vratného potrubí, do horní třetiny trubka pro připojení přívodu. Při zahřívání bude voda samovolně stoupat nahoru a přetékat do hlavního potrubí, které dopravuje ohřátou teplonosnou látku k otopným tělesům.

Takový domácí systém nebude potřebovat ani pojistný ventil, ani odvzdušňovač. Přebytek ohřáté vody se bude přirozeně odpařovat a bublinky se budou vypouštět přes nedoléhající víko nádrže.

#3: Výroba pyrolýzního kotle

Pyrolýzní kotle se nejprve plní dřevem nebo uhlím přes horní dvířka. Škrtící klapka na kouřovodu je přitom plně otevřena a je zapnut ventilátor pro podporu hoření. V této fázi probíhá proces v tradičním režimu pro zařízení na tuhá paliva.

Poté, co se uhlí a dřevo plně rozhoří, se škrtící klapka na kouřovodu uzavře, aby se omezil přístup kyslíku k místu zpracování tuhého paliva. Kvůli slabému přívodu vzduchu začne doutnat, tj. začíná fáze pyrolýzy – rozklad paliva na uhlí a pyrolýzní plyny.

Oprávněnou výhodou pyrolýzního kotle je úsporná spotřeba paliva. Zařízení kromě hlavního druhu zpracovává také plyny vznikající při spalování dřeva nebo uhlí.

Pyrolýzní plyny se tryskou přesouvají do spalovací komory. Do ní je rovněž vháněn ohřátý sekundární vzduch potřebný pro oxidaci pyrolýzních plynů. Za těchto podmínek se pyrolýzní plyny rychle vznítí a hoří při teplotě 1100 °C.

Tepelný výměník pyrolýzního kotle je umístěn nad spalovací komorou stejnojmenných plynů, které rychle ohřívají teplonosné médium protékající trubkami. Těm, kteří chtějí pochopit, jak si sami nejlépe vyrobit účinný a úsporný plynový kotel, nabízíme v praxi osvědčenou pyrolýzní konstrukci.

Pro stavbu domácího pyrolýzního kotle je vhodné najít schéma prakticky osvědčené konstrukce. Experimenty v této oblasti nemají zdaleka vždy pozitivní výsledek.

Hlavní je pochopit princip konstrukce a fungování kotlů, které využívají plyny získané během hoření. V každé konstrukci tohoto typu se konstrukční prvky opakují. No a tělo může být svařované nebo vyrobené z kovového sudu, trubky velkého průměru nebo prázdné plynové lahve.

Pro výrobu kotle pyrolýzního typu je lepší použít již osvědčený návrh. Budou vyžadovány dovednosti svářeče a svářecí zařízení, invertor, vrtačka se sadou různých nástavců a vrtákem pro vrtání velkých otvorů. Je také třeba připravit běžné zámečnické nástroje a svorky.

Bude nutné zásobit se materiálem, jehož seznam uvádíme níže:

Pro stavbu pyrolýzního kotle je nutné zásobit se materiálem, jehož orientační seznam uvádíme na pomoc domácím kutilům.

Pokud nemáte k dispozici veškeré nářadí potřebné k řezání dílů, je lepší si tuto práci objednat v dílně. Bez zkušeností, a ještě k tomu s pouhou úhlovou bruskou, nedosáhnete rovného řezu. S přesností řezání mohou také nastat problémy.

Stavbu pyrolýzního kotle začínáme s montáží těla:

Nyní je třeba vyrobit tepelný výměník, poté jej a škrtící klapku nainstalovat do těla:

Vnitřní část tělesa kotle je smontována, škrtící zařízení je přivařeno. Zkontrolujte, jak kvalitně bylo svařeno nejjednodušším způsobem – zapalte uvnitř kotle baterku a podívejte se, zda skrz nějaký úsek neproniká světlo.

Vnitřní část pyrolýzního kotle je hotová. Nyní je třeba ji opláštit. Při konstrukci opláštění v předloženém modelu mistr použil ocelový plech tloušťky 4 mm.

Vnější opláštění domácího kotle se provádí na všech rovinách, kromě horního panelu. Ten se přivařuje až po instalaci kontrolních tunelů, pomocí nichž se bude kontrolovat stav vzduchovodů.

Nyní před provedením dalších prací zkontrolujte kvalitu svarů nejjednodušším způsobem – nalijte vodu do vytvořených “nádob”. Poté konstrukci vysušte a mírně očistěte svarové spoje hrubým brusným papírem nebo brusným kotoučem.

A nyní lze přistoupit k instalaci systémů regulace přívodu a pohybu vzduchu:

Zbývá už jen provést vyzdívku komor řezanými šamotovými cihlami. Řezání provádíme úhlovou bruskou s diamantovým kotoučem na kámen. Řezy dobrušujeme brusným kamenem.

Před uvedením kutilského kotle do provozu je nutné zkontrolovat těsnost všech systémů vedoucích modré palivo a spalinové plyny. K tomu se provede tlaková zkouška kotle, umístěním těsných zátek do trubek zpátečky a přívodu. Zařízení musí volně udržet tlak 3 bary.

Závěry a užitečné video k tématu

Se zajímavým vývojem plynového ohřívače vás seznámí následující video:

Zařízení plynového hořáku pro instalaci do kotle na tuhá paliva:

Konstrukční zvláštnosti a proces výroby pyrolýzního kotle jsou názorně představeny ve videu:

Užitečné kutily v domácnosti jsou skvělou volbou pro řešení problémů zařízení venkovského majetku. Zajistí teplo pro objekty, které potřebují vytápění, a přitom téměř nezatíží rodinný rozpočet. U šikovného majitele bude chata, garáž, sauna v naprostém pořádku.

Je důležité si uvědomit, že plynové topné zařízení představuje potenciální nebezpečí při neodborné montáži a porušení provozních pravidel.

Vyprávějte o tom, jak jste vyráběli kotel pro zařízení venkovského majetku. Podělte se o varianty výroby a zajímavá konstrukční řešení. Zanechte prosím komentáře v bloku níže, publikujte fotky k tématu článku, pokládejte otázky.