Котел под дрова


Содержание:

С каждым годом цены на энергоносители (природный газ, электричество или дизельное топливо) неизменно растут, так что отопление обходится потребителям все дороже. Доступной альтернативой становятся такие виды топлива, как торф, дрова, пеллеты или другие отходы деревообработки. В статье далее речь пойдет о дровяных котлах для дома, их преимуществах и особенностях.

котел для отопления частного дома на дровах

Достоинства дровяного котла

Когда речь заходит об использовании дров в качестве топлива, то имеется в виду не устаревшее печное отопление, а современное качественное оборудование – твердотопливные отопительные котлы на дровах для дома. Такие агрегаты красиво выглядят внешне, а также отличаются высоким КПД – порядка 70-90 %. Все потому, что их конструкция основана на новейших разработках ученых.

Производством и продажей отопительных котлов на дровах занимаются многие страны с холодным климатом. Постоянно ведутся исследования с целью минимизации расхода топлива и увеличения эффективности оборудования.


отопительный котел на дровах

По сравнению с газовым, котел отопления на дровах имеет целый ряд преимуществ:

  • цена дров примерно в 1,5-2,5 раза ниже природного газа;
  • установка котлов на дровах не требует получения разрешительных документов из газовой службы и пожарной инспекции, а также уведомления соседей;
  • при условии покупки качественного отопительного котла на дровах его также можно топить пеллетами, древесной стружкой и даже углем;
  • конструкция для дровяных котлов позволяет им работать вне зависимости от подключения к энергосети;
  • наличие автоматики в дровяном котле позволяет сократить расход топлива путем уменьшения частоты загрузок;
  • нередко дровяной котел оборудуют варочной плитой, которая может быть использована для приготовления или подогрева пищи;
  • комбинированное оборудование на дровах позволяет не только отапливать дом, но и подогревать воду.

Недостатки


Безусловно, твердотопливные котлы не лишены некоторых недостатков. Если приобрести оборудование подешевле, в него потребуется подбрасывать дрова через каждые 2-4 часа. Поэтому без присмотра его не оставишь. К тому же, необходимо место для хранения топлива, например поленницы или специальные навесы.

отопительные котлы на дровах

Отопительные дровяные котлы для дома чувствительны к качеству топлива – дрова должны быть абсолютно сухими, иначе КПД прибора снизится почти в два раза. Конечно, высокотехнологичное оборудование, снабженное автоматикой для подачи топлива и регулировки температуры, может справиться с такой проблемой. Однако стоит оно достаточно дорого.

Рассмотрим более подробно основные виды дровяных котлов исходя из ценового фактора.

Низкий ценовой сегмент котлов отопления на дровах

В первую очередь стоит рассмотреть самодельный дровяной котел для отопления дома. Существенная экономия средств достигается за счет покупки отдельных комплектующих (листового металла и труб), а не готового изделия. Хотя собрать такой агрегат своими руками будет не так просто, все же при грамотном исполнении и удачном выборе модели КПД самодельного дровяного котла может достигать 70-80 %.


Наиболее простым выходом будет стандартная конструкция котла с нижним горением. Он состоит из топочной камеры, зольника, водяной рубашки или регистра, регулятора тяги, а также дымохода. Если выбрать конструкцию посложнее, то в ней могут быть всевозможные задвижки, завихрители дыма или шахтные топочные камеры. При желании можно сделать котел даже с верхним типом горения.

дровяные котлы для дома

Стоит отметить, что главным недостатком самодельного котла для отопления частного дома на дровах является высокая скорость сгорания топлива. Котел очень быстро нагревается, в доме становится очень жарко, а спустя всего несколько часов система остывает. Чтобы справиться с данной проблемой некоторые мастера устанавливают своеобразный аккумулятор – емкость с водой, в которой сохраняют запас теплой воды. Она равномерно отдает тепло в систему и обеспечивает комфортную температуру в течение длительного времени. В некоторых случаях объем такой емкости достигает 2-3 тонны.

Однако такие варианты приемлемы лишь для тех, кто любит поработать руками и имеет достаточный запас времени для этого. Все остальные предпочитают покупать дешевые фабричные изделия от отечественных производителей.


Обратите внимание, что приобретать готовый котел лучше не у народных умельцев, а у проверенных производителей с качественным оборудованием и производственными мощностями. Дело в том, что в промышленных условиях качество подгонки сварных швов намного выше, чем это возможно сделать в домашних условиях. Значение имеет также способ покраски и качество лакокрасочных материалов – на производстве используют жаростойкие краски, рассчитанные на высокие температуры.

Как правило, дешевый котел для топки дровами имеет простую конструкцию и изготовлен из листовой стали. Желательно, чтобы ее толщина была не менее 4 мм. Что касается мощности, то она может быть достаточно высокой – на цену она не влияет. Недостатками оборудования из нижнего ценового сегмента является их срок службы и расход топлива. Обычно фабричные изделия рассчитаны на 5-10 лет работы.

Тем не менее, при условии не очень интенсивного использования и свободного доступа к пиломатериалам, такое оборудование вполне можно приобретать.

Средний ценовой сегмент отопительных дровяных котлов для частного дома

На выбор покупателю в среднем ценовом сегменте представлены котлы от отечественных производителей, а также изделия из Германии, Литвы, Польши, Чехии и Словакии. Можно приобрести стальной котел водяного отопления на дровах, КПД которого будет достигать 90 %. В данном сегменте также встречаются чугунные котлы. Обычно их корпус состоит из целых секций, так что собрать оборудование на месте будет несложно. Такая конструкция также упрощает процесс ремонта – достаточно всего лишь заменить секцию.


Среди преимуществ чугунных корпусов можно назвать их устойчивость к любым видам коррозии, что существенно продляет срок службы оборудования. Тем не менее, чугун является достаточно хрупким – он не выдерживает механических повреждений и перепада температур. Поэтому холодные дрова в чугунный котел загружать нельзя.

дровяной котел для отопления дома

Что касается стали, то она не боится механических повреждений и перепадов температур. А при условии добавления в теплоноситель определенных веществ, ей будет не страшно и окисление. Основной недостаток стального котла – это быстрое прогорание стали. Выбирая котел, проследите, чтобы он был из жаростойкого металла.

При подборе мощности оборудования стоит оставлять запас в 25-30 %. Дело в том, что стандартное значение мощности в 1 кВт на 10 м2 является достаточно приблизительным и применимо лишь для предварительно протопленного дома с хорошей теплоизоляцией. К тому же, если котел для парового отопления на дровах будет работать не на пределе мощности, то он прослужит намного дольше.

Котлы длительного горения


В данную категорию попали самые современные и экономичные агрегаты – котлы с пиролизным типом горения. На одной загрузке дров они способны работать до 40 часов, а при условии использования угля – до 5 суток. Наиболее авторитетным производителем таких приборов является литовская компания «Стропува». Их котлы красиво выглядит внешне, имеют вытянутую форму и не загромождать помещение. Цена такого оборудования зависит от мощности.

котел водяного отопления на дровах

Особенность пиролизных котлов состоит в том, что в процессе горение древесины вырабатывается пиролизный газ, поступающий в отдельную камеру. Прогорая, он вырабатывает большое количество тепловой энергии. Только после этого происходит догорание твердого топлива. Благодаря такому механизму пиролизные котлы являются наиболее экономичными и потребляют в 1,5 раза меньше топлива. При условии использования очень сухих дров котел способен работать без дозагрузки до 12 часов. 

Источник: teplospec.com

Выбор типа отопления в частном домовладении

Поскольку ограничения по монтажу в индивидуальном доме сведены к минимуму (вы вообще можете построить отдельно стоящую котельную рядом с жилым помещением), остается относительно свободный выбор энергоносителя.

Чем можно топить в частном секторе?


  1. В первую очередь, твердое топливо. Это может быть уголь, дрова, или топливные брикеты (по сути — те же дрова). Такие экзотические продукты, как коровьи кизяки, оставим для местности, где он «водятся» в изобилии.
  2. Газ в нашей стране достаточно выгодный вариант. Если конечно он есть в конкретном населенном пункте.
  3. Электричество ценно тем, что оно есть практически везде. За исключением разве что территории, удаленной от цивилизации (там и газа нет).

При выборе топлива для котла, в первую очередь считают стоимость единицы обогреваемой площади для конкретного региона. Если вокруг вас развиты лесозаготовки — выбор делается в пользу дров.

Отопительный котел 2

При наличии под боком угольной шахты — дрова нужны лишь для растопки. Газ почти всегда выбирают сразу после подключения дома к голубому топливу. На сегодняшний день альтернативы практически нет (по стоимости тепла). Разумеется, речь идет о центральном газоснабжении, сжиженное топливо в баллонах для отопления невыгодно.

Электричество доступно практически везде (только надо заранее побеспокоиться о технических условиях, чтобы обеспечить необходимую мощность).

Итак, предположим, что технические возможности поставок любого топлива присутствуют. Произведем ориентировочный расчет ежемесячных затрат на отопление коттеджа площадью 200 м².


Важно: Цена энергоносителей может отличаться для разных регионов, поэтому цифры приблизительные. Приведенная таблица лишь показывает относительную зависимость стоимости тепла от материала.

Отопительный котел 3

Допустим, вы проанализировали все возможные затраты, включая стоимость доставки, и приняли решение в пользу того или иного вида топлива. Купили котел, интегрировали его в систему отопления вашего дома, заключили договор на поставку топлива.

Проходит год, и лес, в котором производилась заготовка дров, признали особо охраняемой природной территорией. Дрова надо возить за 100–200 км.

На ближайшей угольной шахте произошла авария, ее закрыли. Уголь стал дороже, чем дрова.

Рядом построили атомную электростанцию, стоимость электричества для окрестных деревень стала настолько выгодной, что даже природным газом топить дороже.

Как обезопасить себя от подобных экономических рисков?

Ответ простой: надо устанавливать мультикотел


Что такое комбинированный котел дрова электричество газ? Глядя на газовую плиту для приготовления пищи, сложно представить себе, как в одной конфорке можно разместить дровяной очаг, горелку и спиральный нагреватель. Действительно, нельзя. Однако можно совместить разные нагреватели в одном корпусе.

Отопительный котел 4

После установки на кухне такое оборудование, зависимость от энергоносителя снижается.

А если у вас универсальный котел для отопления жилища?

Например, вы подключены к природному газу, и отапливаете дом с его помощью. Затем при случае вам удалось набрать гору валежника в ближайшем лесу (благо закон о бесплатной заготовке таких дров уже существует). Вы вполне можете какое-то время не тратить газ, и топить дровами из леса (повторимся, практически бесплатно).

Или на газовой магистрали авария в несколько суток, а дров у вас нет. Если проблема возникла в лютые морозы — это катастрофа. Тут пригодится возможность включить электро ТЭН. Да, получится дорого, но по крайней мере вы не замерзнете.

То есть, преимущества отопительной системы, способной работать на разных видах топлива, очевидны. Можно сразу купить готовый котел на дровах и электричестве, а затем дооснастить его газовой горелкой: такие системы достаточно распространены. В целом, получается несколько дороже, но зато сразу платить за дополнительное оборудование не требуется.

Преимущества котла, работающего на различных видах топлива


Экономическую целесообразность мы рассмотрели в предыдущем разделе. Действительно, стоимость отопления различными видами топлива может измениться, и тогда все ваши расчеты сведутся к нулю. Аварийная безопасность также важна: когда у вас в запасе 300% резервирование по топливу, жить как-то спокойнее. То же самое относится и к технике: допустим, газовая горелка вышла из строя, а мастер придет лишь через неделю. Топим дровами или электричеством.

Но есть и другие плюсы:

  • Полная энергетическая независимость. Бывают случаи, когда основной энергоноситель нет возможности приобретать. Причин множество, в том числе и противозаконных. Вы все равно сможете обеспечить свое жилище теплом.
  • Любая отопительная система (особенно с жидким теплоносителем) достаточно инерционна. Пока вы растопите дрова (уголь), пока газовая горелка придет в рабочий режим, пройдет немало времени. Если вы зашли в дом после долгого отсутствия, хочется моментального прогрева.Можно запустить экспресс режим от электрического нагревателя, затем перейти на экономное отопления от газа или твердого топлива.
  • Вы можете демонтировать газовую горелку для профилактики, не нарушая режим отопления.

Как работает отопительный котел на дровах и электричестве

Такая конструкция наиболее популярна в регионах, где еще нет газификации. Никаких дорогостоящих решений не требуется: обычный водогрейный котел с интегрированным ТЭНом.

Отопительный котел 5

  • Камера сгорания такая же, как в обычном твердотопливном котле. Колосники, поддувало, заслонки, дымоход. В обычном режиме туда загружаются дрова или уголь. Следить за горением необходимо в ручном режиме (это характерная особенность отопительных систем эконом класса).
  • Вокруг камеры сгорания размещена водяная рубашка с теплоносителем. В зависимости от «продвинутости» конструкции, рубашка может иметь развитые теплообменники. На иллюстрации изображены поперечные трубы в разрезе. Чем эффективнее будет отдаваться тепло от огня, тем выше КПД котла.
  • Для поддержания интенсивности горения, перед воздушной заслонкой может быть установлен вентилятор. Он работает в ручном или автоматическом режиме. Если на улице так называемая «плохая» погода, с точки зрения горения, потребуется дополнительная тяга.

Итак, вы загрузили камеру топливом, и ушли на работу. Горение потихоньку поддерживается по заданному циклу, затем твердое топливо закончилось раньше времени (например, наладилась погода, поднялся ветер, улучшилась тяга). Вы приходите домой, а жилище остыло. Приходится ждать, пока разгорятся дрова.

Электро дровяной котел не даст остыть вашему дому

Представьте, что в рубашку с теплоносителем интегрирован электронагреватель. С помощью пульта управления, он подключен к электросети. Вы установили температуру теплоносителя, например — на +50°C. Когда дрова, уголь, или паллеты прогорят, сработает датчик температуры, и автоматика включит электронагреватель. Температура в доме нормализуется.

Да, этот нагрев обойдется дороже, чем с твердым топливом. Но дом будет теплым к вашему возвращению.

Дополнительная система электронагрева может быть установлена сразу, или приобретена дополнительно. Подобные наборы стандартизованы под различные модели котлов, и предлагаются в свободной продаже.

Отопительный котел 6

Затем вы подбрасываете дрова или уголь в топочную камеру, температура воды возрастает, датчик отключает автоматику и потребление электроэнергии прекращается.

Разумеется, это не двусторонний процесс. Если электрика включается автоматически, то подбросить дрова в топку можете только вы. Конечно, существуют системы автоматической подачи паллет, но это уже дополнительные расходы.

Отопительный котел 7

Оснастив свой котел подобными технологиями, или сразу купив мультитопливную систему, вы как минимум добавите комфорта (чего стоит возможность не вставать в 5 утра для утренней протопки). Кроме того, такая система обезопасит вашу систему отопления от разморозки при температуре ниже нуля.

Например, вы уезжаете в зимний отпуск или командировку. Подбрасывать уголек в топку будет не кому. Разумеется, топить котел чистым электричеством — это разорительно. Но вы можете установить регулятор на минимум, только для поддержания плюсовой температуры в помещении. А по возвращению моментально прогреть дом, и приступить к традиционному отоплению: твердым топливом.

Особенности применения мультитопливных систем

У любого варианта есть достоинства и недостатки: электро-дровяной котел не исключение.

  • Например, компактные нагревательные приборы не могут быть полноценно двухрежимными. Для отопления жилища среднего размера, требуется твердотопливный котел мощностью 20 кВт. Для полноценной замены источника энергии, требуется ТЭН аналогичной мощности. На деле, в мультикотлах применяются нагреватели мощностью не более 6 кВт. Речь идет о системах, доступных по стоимости. Разумеется, КПД электронагревателя выше, чем твердого топлива, но все равно, 5–6 кВт не в состоянии прогреть целый дом. Поэтому, рассмотренная система является лишь вспомогательной.Если вы хотите использовать электроэнергию «на полную катушку», следует установить накопительный двухконтурный бойлер.Отопительный котел 8В этом случае можно накапливать тепло с помощью электро ТЭНа, используя его в период низкой тарификации (например, ночью). Затем организовать отопление твердым топливом, с тепловым резервированием от бойлера.
  • Еще одна проблема — конденсат на топке изнутри. Неработающая камера сгорания твердого топлива, совместно с горячим теплоносителем, провоцирует каплеобразование. Это приводит к нежелательной коррозии. Чтобы предотвратить это явление, устанавливают малый контур с трехходовым клапаном.Отопительный котел 9При растопке конденсат не возникнет, сырость не помешает.
  • Когда котел остается без присмотра, а дрова прогорели, в топочной камере возникает движение холодного воздуха. Рубашка с теплоносителем, который нагревается с помощью ТЭНа, принудительно охлаждается, снижая КПД. С этим нельзя бороться, поскольку работа автоматики, закрывающей заслонку дымохода, может привести к попаданию угарного газа в помещение (такие устройства существуют, но они довольно дорого стоят).Поэтому с такой проблемой приходится мириться.

Итог

Установка мультитопливных систем в домашнюю котельную потребует дополнительных вложений. Однако преимущества, которые дает автоматика, или просто возможность использовать актуальный тип энергии, окупается с лихвой.

Тем более, что существуют системы, в которые можно интегрировать дополнительные модули по мере необходимости.

Источник: ProFazu.ru

Основные виды дровяных котлов

Арсенал техники для отопления постоянно пополняется новыми, более совершенными изделиями, однако среди твердотопливных котлов ничего кардинально нового придумано не было. В попытках увеличить КПД конструкторы так или иначе улучшали конструкцию, из-за чего появилось несколько разновидностей с рядом характерных признаков:

1. Сложная Z-образная форма топки или её деление на 2 камеры сгорания. Такие котлы рассчитаны на длительное горение и максимально полное сжигание выделяющихся пиролизных газов.

Конструкция твердотопливного котла длительного горения Пример конструкции твердотопливного котла длительного горения: 1 — автоматика котла; 2 — загрузочная дверца; 3 — подача первичного воздуха; 4 — подача вторичного воздуха; 5 — зольник; 6 — горение пиролизных газов; 7 — пиролиз твёрдого топлива; 8 — теплообменник; 9 — вентилятор-дымосос

2. Наличие водонаполненных колосников и/или рубашки. Считается, что таким образом теплоноситель забирает до 90% теплоты сгорания, но на практике хорошие дровяные котлы с КПД выше 80% — уже большая редкость.

Водонаполненные колосники твердотопливного котла Водонаполненные колосники твердотопливного котла

3. Форма организации поддува. Путём уменьшения поступающего кислорода можно сильно растянуть длительность горения, поддерживая температуру воды в заданных пределах. Обычно реализуется за счёт ручной или управляемой заслонки, при недостаточно сильной тяге может использоваться вентилятор наддува. Управление заслонкой, как правило, выполняется цифровой автоматикой, контролирующей температуру воды в патрубке подачи.

Вентилятор наддува котла Вентилятор наддува котла

4. Тип и устройство теплообменника. С одной стороны, идёт гонка за максимизацию площади поверхности для более эффективного теплосъёма, с другой — за долговечность и надёжность. В первом случае имеем сотовые теплообменники бойлерного типа, высокоэффективные, но проблемные в очистке и ремонте/замене. С другой стороны — простые трубчатые змеевики из холоднотянутой бесшовной трубы — с классикой спорить трудно.

Сотовый теплообменник Сотовый теплообменник

5. Наличие утепления. Необходимость кожуха с минеральным наполнителем определяется местом установки. Если на улице не имеет смысла тратить тепло впустую, то для гаража или мастерской неизолированный котёл может стать хорошим методом обогрева.

Имеются также отличия в типе топлива, горизонтальном и вертикальном расположении шахты, а также материале топки. Камеры и змеевики, выполненные из холоднокатаной низкоуглеродистой стали, просты и неприхотливы, но подвержены образованию окалины. Змеевики и водонаполненные рубашки из чугуна наиболее долговечны и не подвержены образованию окалины, но требуют специальной обвязки из-за высокой чувствительности к тепловым ударам.

Пеллетный котёл Пеллетный котёл

Мощность оборудования

В конечном итоге для котла важны не столько подробности его внутреннего устройства, сколько основные рабочие показатели, которых удалось достичь использованием ряда инженерных инноваций. Важнейший и определяющий параметр котла — его номинальная мгновенная мощность. Теплоёмкость у разных видов топлива разная, как и у разных пород дров, производитель не может её точно предугадать и обсчитать номинальную мощность в отдельно взятом режиме эксплуатации.

Дровяной котёл для отопления частного дома

Определение мощности происходит по двум показателям. По объёму топки можно судить о массе закладки. В среднем считается, что на каждый киловатт мощности дровяного котла приходится 2,5–3 л объёма камеры горения. Получив мгновенное значение выделяемой при сгорании мощности, можно прогнозировать, какая её часть может быть поглощена теплообменником при разных температурных режимах работы. Обычно поглощение сознательно делают выше расчётного выделения теплоты в условиях горения, близких к оптимальным, но такой подход чреват неприятностями.

Конденсат в твердотопливном котле Конденсат в твердотопливном котле

Дело в том, что все дровяные котлы страдают общей болезнью — образованием дёгтя из-за высокой влажности сжигаемой древесины. Конденсация происходит только при достаточно высокой разнице температур. Так, образование наростов на экономайзере или вторичном теплообменнике может прекратиться при нагреве теплоносителя до 40–45 ºС. Суть здесь в том, что если загружать котёл наполовину, его мощности не хватит для нормального нагрева стенок и теплообменников, из-за чего оборудование попросту «потечёт».

Устройство дымохода

Основной удар от конденсации водяного пара из дров приходится на систему дымохода. Протяжённость трубы большая, разница температур (особенно на улице) очень высока. Практикуется два подхода к решению этой проблемы.

Дымоход для твердотопливного котла

Первый заключается в монтаже ревизионных отводов для слива конденсируемой влаги. Размещаться такие отводы должны в самой низкой точке каждого поворотного сегмента, начиная от последнего вертикального участка и заканчивая точкой подключения котла. Недостаток в том, что трубки для спуска воды периодически нуждаются в прочистке и не могут иметь значительной длины при малом диаметре.

Дымоход для твердотопливного котла

С кирпичными дымоходами или с асбестоцементными трубами в обкладке таких проблем не возникает. Трудности устройства таких дымоходов очевидны, но и их можно обойти с применением более дорогостоящих материалов. Речь идёт об утеплённых сэндвич-трубах из нержавеющей стали с минеральным наполнителем. Для устройства дымохода сегодня это — оптимальный вариант. Резюмируем: конденсат не образуется только в утеплённых дымоходах.

Дымоход для твердотопливного котла

Инерционность системы

Другой недостаток твердотопливного котла скрыт в цикличности его работы и невозможности самостоятельно восполнять запасы топлива. Из-за этого требуется либо высокая теплоёмкость самой конструкции дома, либо глухое утепление, близкое к пассивному дому, либо способ хранить запас тепла на период остывания системы.

Поскольку объём самого теплообменника в котле небольшой, водоизмещение системы получается поднять в основном за счёт увеличения диаметра труб. Другой альтернативой такого рода можно назвать установку теплового аккумулятора. При грамотном подходе можно реализовать накопление тепла только после нагрева основной системы, что поможет ускорить прогрев дома и решить проблему с конденсатом.

Тепловой аккумулятор в системе отопления Тепловой аккумулятор в системе отопления

Системы тёплого пола обладают собственной высокой инерционностью, которая растёт вместе с толщиной аккумулирующей стяжки. При наличии тепловой отсечки под полом это может быть действительно долговременный источник тепла. При достаточно толстом слое даже использование воды более высокой температуры не вызовет дискомфорта и тепловой зебры, но вместе с инерционностью системы растёт время её выхода на режим. С другой стороны, подключение тёплого пола к дровяному котлу требует достаточно сложной обвязки, исключающей перегрев как котла, так и трубок в полу.

Водяной тёплый пол Водяной тёплый пол

Автоматика и обвязка дровяных котлов

Как уже упоминалось, регулировать мощность котла можно только по изменению количества поступающего кислорода. Наиболее эффективно и точно эта система работает в шахтных котлах пиролизного типа на дровах или брикетах.

Блок управления твердотопливным котлом Блок управления твердотопливным котлом

В основной комплекс автоматики входят электронный блок управления, вентилятор, регулятор тяги с электрическим приводом и термопара, плотно примотанная к патрубку подачи. Все эти комплектующие продаются как по отдельности, так и комплектами под определённую модель котла. В среднем вся автоматика обходится около 4–5 тысяч рублей. Отдельно упомянем важность наличия защиты от падения заслонки и герметизационных пазов на загрузочных и ревизионных люках, дымоходе, системе стабилизации тяги.

Регулятор тяги воздуха Регулятор тяги воздуха

Для твердотопливных котлов предусмотрен ряд защитных устройств другого рода, устанавливаемых в гидравлическую обвязку. Из безусловно обязательных это циркуляционный насос и защита топки от перегрева — группа безопасности для сброса избыточного давления. Обратите внимание, что выпускной штуцер клапана сброса должен быть повёрнут к стене или снабжён шлангом, чтобы при срабатывании не травмировать присутствующих людей. Требованиями безопасности может быть предусмотрена установка подтравливающего клапана дымохода для стабилизации тяги и горения, он монтируется сразу на выходе из котла или непосредственно перед конечным вертикальным участком.

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором: 1 — дымоход; 2 — термостат; 3 — группа безопасности; 4 — сепаратор воздуха; 5 — циркуляционный насос; 6 — тепловой аккумулятор; 7 — трёхходовой смеситель; 8 — погодозависимоя автоматика; 9 — радиатор отопления; 10 — циркуляционный насос; 11 — обратный клапан; 12 — расширительный бак; 13 — защита от сухого хода; 14 — клапан подпитки; 15 — накладной датчик температуры; 16 — твердотопливный котёл

Для чугунных котлов практикуется установка двухходового клапана, подмешивающего воду из горячего отвода для недопущения поступления холодной воды в разогретую топку. При установке теплоаккумулятора добавляется трехходовой электрический клапан, запускающий подачу тепла в бак только после прогрева основного состава. Контроль ведётся по температуре обратки, дополнительный контур включается за 7–10 ºС до достижения температуры отсечки. В этом аспекте наиболее предпочтительны блоки управления с ПИД-регулятором.

Установка, подключение

Котёл устанавливается на бетонном постаменте, высота которого определяется равновесностью гидравлической системы. В идеальном случае теплоноситель в котле должен находиться под наибольшим давлением по сравнению с остальными участками трубопровода. Положение котла также определяется направлением и точкой присоединения дымохода. Его подключение может быть как вертикальным (сверху), так и горизонтальным (сзади или сбоку).

Обвязка твердотопливного котла

В обвязке котла рекомендуется использовать только стальные или медные трубы, для пластика здесь слишком велик риск перегрева. Участок трубопровода подачи в 3–5 метрах от котла также традиционно выполняют металлом. Соединения могут быть сварными, при отсутствии нужного оборудования — резьбовыми на пакле и анаэробном герметике.

Настройку котла нужно проводить с учётом малой скорости нагрева и высокой инерционности. Рабочая температура теплоносителя поддерживается, как правило, в пределах 50–65 ºС. При этом температура обратного гистерезиса должна быть немного выше максимальной, при которой наддув полностью прекращается. Это необходимо, чтобы розжиг начался задолго до того, как вода в системе остынет сильнее положенного.

рмнт.ру

05.04.17

Источник: www.rmnt.ru

Принцип действия и особенности

В отсутствие газовой магистрали мы можем выбрать для обогрева домов следующее оборудование в виде котлов:

  • Электрические – отличаются своей дешевизной, но потребляют гигантское количество электроэнергии;
  • Жидкостные – тепло получается более дешевым, но потребители вынуждены где-то хранить горючее;
  • Дровяные – самый экономичный, а в некоторых случаях и самый дешевый способ обогрева.

Котлы на дровах для отопления дома являются разумной альтернативой другим источникам тепла. Это актуально в сельской местности, где отмечается невысокий уровень дохода населения.

Конструкционные особенности

Эти конструкции отличаются предельной простотой, ведь они произошли от обыкновенных буржуек. Производителям же оставалось решить несколько проблем – сделать оборудование более удобным в обращении и более эффективным. Все эти задачи вполне решаемые, поэтому современные отопительные котлы на дровах отличаются высоким КПД и удобством в обращении. Самое трудное в них – разжечь пламя, после чего останется только периодически подбрасывать дрова.

Твердотопливный котел на дровах отличается самым простым устройством. Его сердцем является камера сгорания, в которой сгорают поленья. Получившееся тепло проходит через теплообменник, а его остатки удаляются через дымоход. Теплообменники в таких агрегатах чаще всего выполняются по жаротрубной схеме – это позволяет выдержать большую тепловую нагрузку. Твердые остатки дров проваливаются через колосниковую решетку в зольник.

Зольник – очень важная часть. Именно здесь собираются несгоревшие частицы топлива, мелкие угольки и зола. Раз в несколько дней зольник нужно очищать, так как он быстро засоряется. Здесь выигрывают устройства с выдвижными ящиками для золы – они более удобны в эксплуатации. Кстати, золу вовсе не обязательно отправлять в утиль, ведь она является безопасным органическим удобрением. Если у вас есть участок с огородом, вы сможете использовать золу для подкормки сельскохозяйственных культур.

Как работают

Сам принцип действия дровяных котлов очень прост:

  • Горящие дрова выделяют тепло, которого поглощается теплообменником;
  • Протекающий через теплообменник теплоноситель отправляется к радиаторам, согревающим помещения;
  • Теплоноситель отправляется обратно в котел, где снова подвергается нагреву.

Здесь мы видим самую обыкновенную схему конвекционного нагрева, которая используется в традиционных газовых агрегатах.

Отапливать домовладения такими устройствами на дровах выгодно – стоимость дров довольно низкая, затраты на один сезон составят всего 10-15 тыс. рублей при обогреве дома на 100-150 кв. м. Это даже дешевле, чем отапливать газом. Теплотворность у дровяного топлива высокая, поэтому тепла при сгорании образуется много. К сожалению, некоторая его часть улетает в трубу, но эта проблема решается с помощью пиролизных дровяных котлов – мы рассмотрим их в следующем разделе нашего обзора.

Разновидности

Твердотопливные котлы на дровах для отопления частного дома в большинстве случаев представлены классическими конвекционными агрегатами. В них дрова сгорают напрямую, с образованием мощного пламени, тепло от которого сразу же забирается теплообменником. Недостатки данной схемы:

  • Отсутствие возможности плавной регулировки температуры;
  • Не самый высокий КПД;
  • Практически никакой автоматизации.

С помощью традиционных дровяных котлов трудно поддерживать определенную температуру – интенсивность горения если и регулируется, то в крайне небольших пределах.

Пиролизные отопительные дровяные котлы являются альтернативой конвекционным аппаратам. Они строятся по газогенераторной схеме. Дрова здесь сгорают в атмосфере, бедной кислородом. Фактически они не горят, а просто тлеют. За счет высокой температуры они начинают выделять продукты пиролиза, обладающие горючестью. Горючие газы сгорают в отдельной камере (она называется камерой дожигания), куда подается вторичный воздух. А для того чтобы можно было отрегулировать интенсивность горения, техника оснащается дутьевыми вентиляторами.

Котлы, построенные по пиролизному типу, устроены сложнее своих конвекционных товарищей. Здесь мы видим две камеры – в одной тлеют дрова, выделяя пиролизные газы, а во второй эти газы сгорают при очень высокой температуре, достигающей +800-1000 градусов. Выделяемое тепло поглощается все тем же жаротрубным теплообменником и частично защитной водяной рубашкой (при ее наличии).

Пиролизные дровяные котлы наделяются системами автоматики, которые управляют дутьевыми вентиляторами. Как только температура в отопительной системе с батареями достигнет заданного предела, вентилятор останавливается, пламя в камере дожигания гаснет. Так происходит до тех пор, пока температура в отоплении не упадет – тогда запускается дутьевой вентилятор, в камере дожигания снова появляется гудящее пламя.

Достоинства и недостатки

Котел отопления на дровах – это отличная альтернатива другим видам отопительного оборудования. Топить электроэнергией дорого, обогрев с помощью солярки или отработки тоже не лишен своих недостатков (хотя есть и преимущества). Поэтому в качестве самого дешевого варианта для организации отопления следует выбрать именно такую конструкцию. Устанавливаем его в котельной, разводим по дому трубы, устанавливаем радиаторы, закидываем в топку дрова и наслаждаемся теплом.

Давайте теперь посмотрим, все ли так хорошо. А начнем мы с того, что опишем достоинства, на фоне которых будут пестреть недостатки. Основные положительные черты:

  • Дешевизна отопления – речь идет о том, что топливо для таких котлов стоит совсем недорого. А при наличии возможности его можно насобирать бесплатно в ближайшем лесу – чтобы не иметь проблем с законом, обратите внимание на поваленные деревья, которые станут отличным источником дров;
  • Не нужно разрешение на установку оборудования – те же газовые котлы нужно подключать к магистрали, оформлять их в контролирующих службах, платить за ежегодное обслуживание. Иными словами, мороки много;
  • Простота в эксплуатации – нужно только разжечь пламя, а дальше процесс пойдет самостоятельно. Следует лишь не забывать подкидывать все новые порции в ненасытную топку;
  • Безопасность – в отличие от газового или электрического оборудования, отличаются повышенной безопасностью.

Есть и недостатки:

  • За дровяным котлом необходим постоянный присмотр – нужно контролировать температуру в контуре и подкладывать дрова. Быстрое прогорание дров является ключевым недостатком, но устраняется путем выбора котла с большой камерой сгорания (или пиролизного агрегата);
  • Дороговизна оборудования – конструкция, изготовленная из стойкого к коррозии и тепловым нагрузкам чугуна, будет стоить дорого. В качестве альтернативы можно рассмотреть более дешевые стальные агрегаты, но они не отличаются надежностью и продолжительным сроком службы;
  • Для хранения дров придется соорудить поленницу – она займет очень много места;
  • Трудность автоматизации – проблема решается применением пиролизных дровяных котлов с большими камерами сгорания и системами регулировки интенсивности горения;
  • Своеобразный запах дымка в комнатах – нельзя сказать, что он неприятный, но некоторым людям он не нравится;
  • Необходимость в отдельном вентилируемом помещении под котельную – его не поставишь в общей комнате;
  • Громоздкость – для небольших домиков можно отыскать формат мини, но в большинстве своем они обладают большими размерами. Да и монтируются они только на полу, в то время как отдельные газовые и электрические агрегаты аккуратно располагаются на стенах, не занимая лишнее место.

Таким образом, котлы на дровах обладают и негативными чертами.

Особенности дровяного отопления

Если вы планируете использовать в своем доме отопительный котел на дровах, вам пригодится информация о некоторых особенностях обогрева дровами. В первую очередь, вам понадобится надежный поставщик дров. Причем топливо нужно заготавливать до наступления отопительного периода. В некоторых регионах дрова являются дефицитом и стоят заметно дороже, чем в других.

Во-вторую очередь, вам придется смириться с тем, что нужно будет стать настоящей – необходимо следить за температурой в отопительной системе, не допуская перегрева, подносить новые порции дров, закидывать поленья в топку, следить за тем, чтобы в камере сгорания не потухло пламя. Если вы не купите котел длительного горения, придется вставать даже ночью, чтобы не клацать зубами к утру.

Также нужно будет следить за дымоходом, особенно если он представляет собой узкую металлическую трубу – из-за накопления сажи уменьшается тяга, а в некоторых случаях это может привести к взрыву (к счастью, это редкое явление). Да и требования к дымоходам заставляют задуматься – чем больше мощность используемого дровяного котла, чем выше должна быть труба, иначе будет наблюдаться недостаточная тяга.

Популярные заводские модели

Если вы планируете купить отопительный котел на дровах, рекомендуем обратить внимание на самые востребованные модели. Рассмотрим их более подробно и затронем ориентировочные цены.

Источник: remont-system.ru

Чертеж простого котла длительного горения

Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).

Чертеж простого твердотоплевного котла
Чертеж простого твердотоплевного котла

В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.

Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа
Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа

1 — дымовая труба; 2 — водяная рубашка; 3 — щелевой теплообменник; 4 — загрузочная дверка; 5 — дрова; 6 — нижняя дверка для поджига и чистки; 7 — колосники; 8 — дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.

Читайте также:

  • Как подключить котел длительного горения своими руками
  • Сбросной клапан для отопления
  • Термодатчики для котлов отопления

В данных вариантах «водяная рубашка» дополнена теплообменными регистрами из труб в верхней части камеры сгорания. Кроме того, такие агрегаты рассчитаны на приготовление на них пищи. Вариант 4 большей мощности и с верхней загрузочной дверкой.

Рис. 3 Конструкции твердотопливных котлов с дополнительными регистрами и варочной поверхностью
Рис. 3 Конструкции твердотопливных котлов с дополнительными регистрами и варочной поверхностью

1 — топливник; 2 — регистр из труб; 5 — труба обратки; 6 — подающая труба; 7 -верхняя загрузочная дверка; 8 — нижняя дверка для поджига и подачи воздуха; 9 — загрузочная дверка; 10 — дымовая труба; 13 — колосниковая решетка; 14,15,16 — отражатели; 17 — заслонка; 19 — водяная рубашка; 20 — зольник; 21 — варочная поверхность.

Котел с верхним горением

Котел с верхним горением Этот агрегат отличается от предыдущих — во-первых, формой (он круглого сечения и может быть изготовлен из труб разного диаметра), во-вторых, способом сжигания в нем топлива (оно в нем сжигается сверху-вниз). Для того, чтобы обеспечивать такой процесс горения необходимо обеспечить подачу воздуха сверху, непосредственно к месту горения. Эту функцию здесь выполняет воздухоподающая телескопическая труба, которая поднимается вверх при загрузке топлива и опускается вниз после поджигания топлива. При его постепенном сгорании труба под своим весом опускается вниз.  В нижней части трубы для обеспечения равномерной подачи воздуха приваривается «блин» с лопастями.

 

Для обеспечения лучших условий сгорания топлива в верхней части располагается камера подогрева воздуха. Подача воздуха, а значит, и скорость горения, регулируются задвижкой на входе в эту камеру сверху. Теплообменник здесь выполнен в виде «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания.

Котел с верхним горением
Чертеж котла на твердом топливе верхнего горения

1 — наружная стенка (труба); 2 — внутренняя стенка; 3 — водяная рубашка; 4 — дымовая труба; 5 — телескопическая воздухоподающая труба; 6 — распределитель воздуха (металлический «блин» с ребрами; 7 — камера предварительного подогрева воздуха; 8 — патрубок подачи воздуха; 9 — подающая труба с нагретой водой; 10 — воздушная заслонка; 11 — загрузочная дверка; 12 — дверка для чистки; 13 — труба с водой из системы (обратка); 14 — трос, управляющий заслонкой.

Котел с пиролизным сжиганием твердого топлива

Отличием такой конструкции является то, что твердое топливо в нем не сгорает, как в обычном, а при недостатке подачи первичного воздуха, «перегоняется» в древесный (пиролизный) газ, который сжигается в специальной камере дожига при подаче в нее вторичного воздуха. Такая подача может быть как естественной, так и принудительной.

Котел с пиролизным сжиганием твердого топлива
Схема-чертеж одного из вариантов пирлизного котла

1 — регулятор тяги с термодатчиком; 3 — дрова; 4 — нижняя дверка; 5 — решетка; 6 — воздушная заслонка подачи первичного воздуха; 7 — зольник; 8 — колосниковая решетка; 10 — прочистка; 11 — слив; 12 — теплоизоляция корпуса; 13 — обратка (подача теплоносителя из системы); 14 — форсунка; 15 — подача вторичного воздуха; 16 — заслонка дымовой трубы; 17 — труба с нагретой водой; 18 — заслонка; 21 — загрузочная дверка; 22 — камера дожига.

Котлы шахтного типа

Как уже упоминалось особенностью таких котлов является наличие двух камер: большой вертикальной загрузочной камеры (шахты) и камеры с теплообменником. Топливо поджигается снизу в первой камере и пламя через отверстие попадает в другую, где и отдает свою энергию теплоносителю через теплообменник.

Такие котлы могут быть, как с обычным сжиганием топлива, так и с пиролизным. В первом случае весь необходимый воздух подается через нижнюю дверку, а продукты горения, пройдя через теплообменник, удаляются в дымовую трубу. Во втором случае к месту горения подается ограниченное количество первичного воздуха, где дрова  сгорают с выделением пиролизного газа. Кроме того такие конструкции оборудуются дополнительной камерой дожига, куда подается вторичный воздух и осуществляется сжигание газа. В верхней части теплообменной камеры расположена задвижка, которая отрывается при розжиге и позволяющая дымовым газам напрямую выходить в дымовую трубу.

Котлы шахтного типа
Чертеж-схема котла шахтного типа с камерой дожига

1 — заслонка подачи первичного воздуха; 2 — нижняя дверка для поджига и чистки; 3 — решетка; 4 — дрова; 5 — загрузочная дверка (может располагаться и сверху); 12 — труба с нагретой водой (подача); 13 — пусковая заслонка; 14 — заслонка дымовой трубы; 15 — теплообменник; 16 — подача вторичного воздуха; 17 — камера дожига; 18 — обратка; 19 — слив; 20 — чистка; 21 — заслонка; 22 — колосниковая решетка; 25 — зольник.

Схема котла шахтного типа с футеровкой внутренней поверхности камер сжигания и дожига
Схема котла шахтного типа с футеровкой внутренней поверхности камер сжигания и дожига

Твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками

Самодельный отопитель будет иметь такую конструкцию:

  1. Топка – «коробка» глубиной 460 мм, шириной 360 мм и высотой 750 мм с общим объемом 112 л. Объем топливной загрузки для такой камеры сгорания составляет 83 л (весь объем топки заполнять нельзя), Что позволит котлу развивать мощность до 22 – 24 кВт.
  2. Днище топки – решетка из уголка, на которую будут укладываться дрова (через нее в камеру будет поступать воздух).
  3. Под решеткой должен быть отсек высотой 150 мм для сбора золы.
  4. Теплообменник объемом 50 л большей частью расположен над топкой, но нижняя его часть охватывает ее с 3-х сторон в виде водяной рубашки толщиной 20 мм.
  5. Подсоединенная к верхней части топки вертикальная дымоотводящая труба и горизонтальные жаровые трубы располагаются внутри теплообменника.
  6. Топка и зольник закрыты герметичными дверцами, а забор воздуха осуществляется через трубу, в которой установлен вентилятор и гравитационная заслонка. Как только вентилятор выключается, заслонка под собственным весом опускается и полностью перекрывает воздухозаборник. Как только термодатчик зафиксирует снижение температуры теплоносителя до заданного пользователем уровня, контроллер включит вентилятор, поток воздуха откроет заслонку и в топке разгорится огонь. Периодическое «отключение»котла в сочетании с увеличенным объемом топки позволяет продлить работу на одной загрузке топлива до 10 – 12 часов на дровах и до 24-х часов на угле. Хорошо зарекомендовала себя автоматика польской компании KG Elektronik: контроллер с термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.

 

твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками
твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками

Топка и теплообменник окутываются базальтовой ватой (теплоизоляция) и помещаются в корпус.

 

Процесс изготовления котла своими руками.

Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:

  1. Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
  2. Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
  3. 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
  4. Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
  5. Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
  6. Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
  7. Стальная полоса 20х3 мм.
  8. Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
  9. Асбестовый шнур для герметизации проемов.
  10. Ручки для дверок заводского изготовления.

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.

Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.

Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.

В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.

Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.

Самодельный котел из листового металла
Самодельный котел из листового металла

Источник: prof-kirpich.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.