Как правильно топить дровяной котел с водяным контуром?

Главные причины, по которым люди, живущие в частном секторе, выбирают отопительную систему для дома на твердом горючем — простота в эксплуатации, экономичность и высокая эффективность. Для того чтобы правильно провести монтаж такого оборудования, необходимо ознакомиться со схемой отопления частного дома с твердотопливным котлом, а также соблюдать рекомендации по установке.

Индивидуальные особенности и общие характеристики

По общему определению, твердотопливный котел для горячего водоснабжения, представляет собой устройство со стальным или чугунным корпусом, которое выделяет тепло за счёт горения твёрдых видов топлива.

В бытовых моделях, закладка топлива, как и удаление золы, чаще всего производится вручную. В промышленных котлах это, естественно, делается автоматически — хотя, встречаются и бытовые модели с автоматическим управлением.

Варианты твёрдого топлива, применяемого для топки

Теперь давайте разберёмся, что скрывается под термином «твёрдое топливо».

К нему относятся:

  • Дрова;
  • Торф;
  • Каменноугольный или нефтяной кокс;
  • Уголь;
  • Пеллеты.

Традиционное топливо: уголь и дрова Брикеты торфяные Кокс из каменного угля Пеллеты – топливные гранулы, прессуемые из отходов обработки древесины

Итак:

Плюс ко всему, использование твердотопливного котла позволяет не зависеть от прочих коммуникационных систем. Поэтому, отопление и водоснабжение коттеджей, строящихся в пригородных зонах, чаще всего организовывается именно на основе такого оборудования.

Конструкции котлов в зависимости от вида топлива

Существуют модели котлов, в которых можно сжигать любые виды твёрдого топлива. Но большинство из них подразделяются на: дровяные, угольные и пеллетные.

Дровяной котёл Котёл автоматический угольный Котёл для топки пеллетами

  • Но это не единственное их отличие. У разного топлива температура горения неодинакова. У ископаемых видов (угля и каменноугольного кокса) она самая высокая, поэтому и решётки-колосники, и поверхности теплообменника, в угольных и универсальных котлах делаются более толстыми.
  • В котлах, рассчитанных на топливо растительного происхождения, которое сжигается гораздо быстрее, в камерах сгорания предусматривают жаростойкие элементы, которые несколько притормаживают весь процесс, и делают отдачу тепла более эффективной.
  • Существуют котлы длительного горения, которые имеют несколько другую конструкцию и объём топки. В них можно загрузить гораздо больше теплоносителя за один приём – и не только. За счёт горения сверху вниз, топливо более равномерно прогревается и дольше горит, что является и существенным отличием, и основным преимуществом котлов данного типа.

Кроме котлов длительного горения, которые чаще всего бывают дровяными, различают ещё такие модели:

Разновидность котлов Отличительные особенности
С естественной циркуляцией В камерах этих котлов, топливо горит благодаря естественному притоку воздуха, а весь процесс контролируется термостатическим регулятором тяги.
С дополнительной тягой В отличие от предыдущего варианта, воздух в топку подаётся принудительно – с помощью вентилятора.
Пиролизные (газогенераторные) Эти модели отличаются более принципиально другим механизмом сгорания топлива. В них есть две камеры.

В первой топливо горит в среде, содержащей минимум кислорода, и выделяет горючий газ.

Попадая во вторую камеру, он воспламеняется, и поддерживает более длительную работу котла. Чаще всего, по такому принципу устроены дровяные печи.

Котлы, топливом для которых служат пеллеты, отличаются от прочих моделей строением бункера под гранулы, и способом их подачи в топку, которая осуществляется автоматически — посредством движущегося шнека. Человеку остаётся по истечении определённого времени проверять остаток топлива, и своевременно его пополнять. Золы от пеллет образуется очень мало, и сажи практически нет.

Бесперебойное питание для насоса отопления

При отоплении дома твердотопливным котлом для обеспечения безопасности и бесперебойной работы насосов также использовать источники бесперебойного питания.

Циркулярный насос и автоматика отопительного котла – это энергозависимые элементы системы отопления, поэтому при отключении энергии прекращается вся работы отопления. Чтобы не допустить это используют бесперебойники.

Бесперебойное питание для насоса отопления

Существует несколько видов бесперебойников (ИБП):

  • Линейный. Это самый простой вид бесперебойника, который не и имеет в себе стабилизатора напряжения. Когда происходит отключение от электросети, устройство самостоятельно подключается к аккумулятору.
  • Линейно-интерактивный. В этом виде присутствует простой стабилизатор напряжения. Как правило, такой прибор способен самостоятельно контролировать, насколько заряжен аккумулятор. Для его работы достаточно от одного до четырех аккумуляторов. Они также самостоятельно отключаются от сети в случае перебоев и подключаются при возобновлении работы электричества.

От чего зависит длительность горения дров?

Собственники частных домов, которые приняли решение установить отопительный твердотопливный котел на дровах, в первую очередь интересуются тремя характеристиками – ценой, тепловой мощностью и длительностью горения с одной загрузки. Данные характеристики связаны между собой, чем дольше продолжительность работы и выше мощность, тем дороже стоит агрегат.

Многие владельцы частных домов хотели бы установить котел на твердом топливе, который нет необходимости каждые 4-6 часов загружать топливом. Исходя из этого, многие производители и продавцы используют приставку «продолжительность горения» абсолютно ко всем теплоагрегатам, даже к пеллетным, которые могут самостоятельно работать до 7 суток.

Продолжительность процесса горения, как правило, основывается на использовании режима тления с ограниченной подачей кислорода. Но сжигание угля и дров таким образом является неэффективным потому что:

  1. КПД угольных и дровяных котлов 70-75% достигается только в момент максимального горения. При тлении эффективность падает до 40-50% (это КПД обычной буржуйки).
  2. Дрова при тлении выделяют достаточно мало тепловой энергии. А кому нужен агрегат продолжительного горения, который не обогревает дом должным образом?!
  3. Свежесрубленные деревья определенных пород (ива, тополь), а также низкокалорийное топливо не может быть сожжено должным образом в режиме тления.

Как правило, твердотопливные дровяной котел для отопления частных домов – это те приборы, у которых увеличенная топливная камера, именно ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях.

Принцип действия достаточно простой: чем больше в топку загружено дров – тем дольше они горят и выделяют тепло.

В зависимости от выбора и уровня влажности сырья, напрямую зависит, сколько тепла оно может выделить. Наиболее популярным видом топлива зачастую являются отходы деревообрабатывающей промышленности. Но этот вид топлива достаточно низко калорийный, из-за этого его требуется достаточно большое количество. Наиболее производительным топливом являются сухие дрова, качество которых должно быть одинаково высоким во время каждой закупки.

Каменный уголь

Среди различных видов твёрдого топлива каменный уголь обладает наибольшей теплоотдачей, что делает его одним из самых эффективных энергоносителей в котлах отопления. Количество теплоты, выделяемой при сгорании угля, в два раза превышает аналогичный показатель для древесины и составляет около 7,5 кВт-ч/кг.

Таким образом, для поддержания определённой температуры теплоносителя в контуре каменного угля потребуется значительно меньше, чем других видов твёрдого топлива.

Самым эффективным с точки зрения выработки тепла является антрацит. В нём минимум влаги и примесей. Однако он очень дорог и быстро сгорает, давая очень высокую температуру, которая попросту не нужна в отопительных котлах.

Преимущества каменного угля обусловлены его физическими и химическими свойствами:

Каменный уголь
  1. Высокая теплотворная способность. Главный плюс. При грамотной конструкции котла ведра угля вполне может хватить на сутки. Объём запасов топлива, приобретаемого на отопительный сезон, меньше, это особенно выгодно для маленьких или плотно застроенных участков.
  2. Уголь не боится влажности. Хотя для хранения угля и сооружают угольные ямы и сараи, внутри них не обязательна максимальная сухость. Намокший уголь при высыхании сохраняет свои свойства, так как влага не проникает внутрь.
  3. При сгорании каменный уголь даёт весьма высокую температуру, которую не в силах дать древесина и её производные. Это позволяет эффективнее нагревать теплоноситель в контуре меньшим количеством топлива.

К сожалению, каменный уголь довольно дорог. Даже с учётом того, что он даёт больше тепла, экономической выгоды от его использования может и не получиться. Другое дело – расположение вблизи известных каменноугольных бассейнов. В этих регионах уголь всегда дешевле, и его значительно проще купить. В местах залежей уголь почти полностью вытесняет дрова из обихода.

Пожарная безопасность! При сваливании угля в большие кучи существует опасность самовоспламенения. Дело в том, что полезное ископаемое, извлечённое из недр земли, на воздухе окисляется, что ведёт к саморазогреву. При достижении критической отметки уголь возгорается внутри кучи – идёт медленное горение.

Чтобы не допустить самовоспламенения, уголь складируют на негорючую подложку, а насыпают слоями. Также следует с осторожностью относиться к топке котла коксовым углём, который иногда покупается владельцами участков, расположенных вблизи обогатительных комбинатов. При неправильном использовании кокс может дать столь высокую температуру, что стальная и даже чугунная топочная прогорают насквозь, выводя котёл из строя.

Правильный выбор электро твердотопливного котла

Комбинированные отопительные устройства имеют множество отличий от промышленных агрегатов. В основном это касается показателя производительности. Меньшей мощностью обладает и электрический нагреватель, и теплообменник.

Качественный агрегат должен соответствовать ряду технических параметров и характеристик:

Правильный выбор электро твердотопливного котла

Кроме того, на стоимость и качество твердотопливного котла с электронагревом влияет наличие дополнительных элементов комплектации, компании-производителя, а также расхода топлива.

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

На самом деле ничего сложного нет. Самому создать дровяной котёл длительного горения можно, изучив опыт одного из интернет-умельцев. К примеру, интересная модель классического котла была предложена Виталием Дашко.

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

Чертёж-схема котла Виталия Дашко

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

Подробный рассказ о том, как можно сделать котёл длительного горения своими руками, а также необходимые чертежи в этом видео.

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

Сборка отопительного котла на дровах – пошаговая инструкция.

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

Рассмотрим пошаговую инструкцию создания котла длительного горения своими руками

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

Не стоит использовать на топливник высокоуглеродистую сталь выше Ст20. Во-первых, она дороже по цене, а во-вторых, перекаливается от сварки и может треснуть на стыках. Ручки для дверок с эбонитовыми накладками лучше купить готовые, они плотнее держат и красивее смотрятся.

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками
Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

Самодеятельные котлы длительного горения на дровах иногда становятся хорошим решением проблем с отоплением в доме.

Как изготовить котёл длительного хранения своими руками

Пеллетные котлы

Котлы, работающие на пеллетах сложно отнести к какому-то классу, потому о них обычно говорят отдельно. Топливо для этого типа котлов — небольших размеров гранулы из спрессованных опилок. Для хранения пеллет возле котла делают бункер. Его размер определяет время автономной работы оборудования. При достаточном количестве места бункер можно сделать на несколько тонн топлива. Минимальный размер — на пару ведер, чего хватает на день работы.

Котел на пеллетах

Пеллетный отопительный котле оснащен специальной горелкой. Пеллеты из бункера автоматически подаются в зону горения, где сгорают практически без остатка. Нормального качества гранулы дают всего 3-5% золы. Потому чистка требуется редко — раз в неделю или даже раз в несколько недель. Оборудование полностью автоматизировано, при достаточном запасе топлива можно не наведаться неделями.

Но и тут не обошлось без недостатков. Первый — высокая цена на оборудование. Второй — требовательность к качеству пеллет. Они должны иметь малую зольность, хорошую теплотворную способность, не должны ломаться и крошиться. В остальном пеллетный котел для отопления частного дома — хороший выбор. Его плюс еще в том, что используются отходы деревообрабатывающей промышленности.

Подключение второго котла к твердотопливному

Исключение из этого правила — котлы на пеллетах. Они также относятся к твердотопливным, но работать могут месяцами непрерывно. Главное — высокое качество гранул с низкой зольностью, их достаточное количество и налаженная подача. Чистить такие котлы необходимо не чаще одного раза в месяц, так что «технологические» остановки очень редки.

Последовательная схема включения двух котлов: ТТ и электро

Подключение второго котла к твердотопливному

Цикличность работы котлов на дровах и угле доставляет довольно много неудобств, одно из которых — остывание дома после затухания котла. В холодный период это действительно проблема. Решается она установкой комбинированного или второго котла, на другом виде топлива.

Комбинированные — это котлы, которые могут работать на нескольких видах топлива. Чаще всего к ТТ добавляют электрические нагреватели. Они включаются автоматически после того, как погаснет топливо. Работает электрическая часть обычно непродолжительное время, в период действия «ночных» тарифов, так что затраты возрастают не слишком, а комфортность повышается заметно. Минус такого решения — высокая стоимость таких агрегатов. Дешевле купить и установить два котла — твердотопливный и электрический, — чем приобрести один смешанный.

Параллельно или последовательно?

Если котлов два, то к системе их можно подключить один за другим — последовательно или параллельно. Оба варианта имеют достоинства и недостатки.

Подключение второго котла к твердотопливному

При последовательном подключении, схема обвязки твердотопливного котла проще, автоматики необходимо минимальное количество. Недостаток такого способа — второй котел остается в системе, нет возможности его отсечь. То есть, часть энергии расходуется «на обогрев» неработающего котла. Причем он имеет дымовую трубу, так что часть тепла просто «греет улицу», так как выводится через дымоход.

Параллельная — оборудования больше, но можно сделать так, чтобы «не греть улицу»

Эта схема хороша в том случае, если ТТ котел является основным, а электрический (или газовый) работает непродолжительный период времени — для поддержания температуры. «Пустые» затраты энергии есть, но они некритичны, так как масса этих котлов небольшая. Если же, наоборот, основной — газовый или электрический, а «резервный» — твердотопливный, расходы на обогрев неработающего котла будут ощутимы.

Подключение двух котлов через тепловой аккумулятор

Подключение второго котла к твердотопливному

При параллельном подключении электрокотла к твердотопливному, схема более сложная. Необходима автоматика, которая отслеживает понижение температуры в системе, краны с электроприводом, отсекающие остывающий котел по команде датчиков. А все это повышает стоимость, да еще обвязка твердотопливного котла становится более сложной.

Конструкция котла

  • топочной камеры
  • колосника
  • камеры для сбора продуктов сгорания (зольной камеры)
  • теплообменника (водяного контура)

Топочная камера — это сердце дровяного котла, или камина. В ней происходит сгорание древесины и выделение тепла. Летучие продукты сгорания попадают из топочной камеры в дымоход, выводящий их наружу. Поступление необходимого для горения воздуха в топочную камеру осуществляется через нижнее поддувало (зольник), или через регулируемые жалюзи в топочной дверке. Также топочная камера снабжена дверкой для загрузки топлива. Она может быть выполнена как из материалов корпуса котла, так и из стекла, как, например, у камина.

В нижней части топочной камеры расположен колосник. Через него оставшиеся от сгорания древесины угли и зола попадают в камеру для сбора твердых продуктов сгорания.

В зольной камере предусмотрена дверка, которая используется для очистки её от несгоревших остатков и для регулировки интенсивности горения путем усиления или уменьшения притока свежего воздуха в нижнюю часть топочной камеры. Вы можете делать это и своими руками и с помощью специального механического термостата, регулирующего приток свежего воздуха в камеру сгорания в зависимости от достижения заданной температуры жидкости в водяном контуре.

Теплообменником может служить водяной контур, являющийся как бы вторым корпусом топочной камеры. В таком варианте нагреваемая котлом жидкость циркулирует вокруг топки, изолируя её от наружного корпуса отопительного котла на дровах. Такой теплообменник весьма эффективен с точки зрения быстроты прогревания жидкости и уменьшения нецелевых потерь тепла, но при его повреждении по любой причине, ремонт этого контура может быть весьма затруднителен.

Также в качестве теплообменника может быть использована система труб, проходящих во внутреннем пространстве котла в местах наиболее эффективной отдачи тепла топочной камерой. Такая система является более удобной в ремонте, чем система сплошной водяной рубашки, т.к. каждую трубу, или всю систему труб, можно легко вытащить и заменить на исправную.

Внутреннее пространство котла

Топочная камера, система теплообменников, изолируется от наружного корпуса негорючими материалами с низким коэффициентом теплопроводности. Это может быть асбест, минеральная вата, шамотная глина, керамический наполнитель и т.п. материалы.

Такая теплоизоляция преследует две цели: — во-первых, за счет уменьшения теплоотдачи корпуса котла в окружающее пространство, значительно увеличивается КПД самого котла, в плане эффективности нагрева рабочей жидкости; — во вторых, повышается безопасность эксплуатации самого котла, при установке его в помещении с подверженными возгоранию материалами конструкций строения дома.

Автоматика отопительных котлов

Отопительные приборы, укомплектованные механическими или электронными контроллерами, не нуждаются в постоянном контроле со стороны пользователя, что существенно упрощает эксплуатацию оборудования. Процесс управления сводится к периодической загрузке топлива и изменению настроек программатора.

Кроме того, автоматика управления котлом повышает безопасность оборудования, а самые современные модели дают возможность управлять отоплением частного дома дистанционно. Это очень удобно, когда помещение долгое время не отапливалось и его необходимо прогреть к приезду хозяев.

Автоматика отопительных котлов
Читайте также:  Производство утеплителя (минеральной ваты) — технология