Какой твердотопливный котел выбрать: советы и рекомендации

В этой статье расскажем об особенностях выбора котлов под твердое топливо для отопления загородного частного дома.

Твердое топливо — реалии сегодняшнего дня

Котлы под твердое топливо способны справиться с задачей обогрева частного дома, и дают возможность сэкономить владельцам.

Котлы на твердом топливе имеют несколько предназначений, и используются как тепличный обогреватель, для жилья, а также бывают автономными и промышленными.

Твердое топливо — реалии сегодняшнего дня

Не так давно, на отечественном рынке в продаже были лишь котлы заморского производства. В настоящее время тенденция меняется, и магазины котельного оборудования могут похвастаться широким выбором товара российского производства.

Принцип работы

Физическая составляющая процесса работы самодельных котлов на твердом топливе очень проста.

Как видите, все довольно-таки просто. Хотя надо отметить, что этот принцип работы самодельных котлов на дровах, торфе, опилках и угле полностью соответствует и другим типам отопительных приборов, работающих на других видах топлива. Соответственно и конструкция их мало чем отличаются друг от друга. Конечно, есть определенные конструктивные нюансы. К примеру, твердотопливные котлы – это агрегаты с низким коэффициентом полезного действия. «Едят» они топливо в больших количествах, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии, большая часть которой, к сожалению, вылетает в трубу. Поэтому сегодня, говоря о самодельных котлах отопления на дровах, необходимо говорить о современных моделях с более высоким КПД. Их и будем разбирать в этой статье.

Котел на дровах цилиндрического типа

Но перед тем как перейти к основному сборочному процессу, хотелось бы несколько слов сказать об условиях реализации данного проекта.

  1. Надежность конструкции котла будет зависеть от того, как вы владеете используемым в этом деле инструментом. Основной из них – это сварочный аппарат. Если ваши навыки не позволяют добиться максимального результат, то лучше от эксперимента отказаться и передать сборку агрегата специалисту, то есть высококвалифицированному сварщику.
  2. Говоря об эксперименте, а сборка котла на дровах своими руками – это большой эксперимент, надо отдать должное, что вы можете применить все свои инженерные знания и опыт. И в случае удачно проведенного процесса гордиться им. Но не забываем, что самодельный котел потребует доработки в процессе его эксплуатации. Некоторые незначительные неточности и ошибки дадут о себе знать обязательно. Так что к ним надо просто быть готовым.
  3. Для изготовления твердотопливного котла используются металлические листы или труба толщиною не меньше 5 мм. Это же относится к трубным элементам теплообменника.
  4. Установка настроечных приборов. Немаловажный момент в деле изготовления самодельного котла. Что именно надо установить: термометры на входе и выходе теплоносителя, регулятор мощности циркуляционного насоса, датчик тяги.
  5. Кстати, о циркуляционном насосе. Не все потребители устанавливают это оборудование, которое привязывает систему отопления дома к электроэнергии. Но, как показывает практика, именно этот агрегат дает возможность увеличить КПД котла, равномерно распределяя теплоноситель по всей отопительной системе, и внутри теплообменника в том числе.

Компактная конструкция

Виды котлов и принцип работы

Как только появились первые дровяные котлы длительного горения для отопления дома, скептики в один голос стали говорить, что процесс горения постоянен, и его нельзя «растянуть» по времени. И даже если представить, что такое случится, то это не столько достоинство самого котла, сколько преимущество объёма его бака. По сути, дровяные котлы длительного горения, продолжали свою критику недоброжелатели, обеспечивают мощности сугубо за счёт объёма бака для сырья.

Современные котлы продолжительного горения могут держать постоянно высокую температуру в отопительной системе без дополнительной загрузки топлива от 12 часов до нескольких суток.

Виды котлов и принцип работы

Разберёмся детально, каков принцип работы котлов такого типа, и чем на самом деле этот вид котла отличается от обычного дровяного котла для отопления частного дома, кроме как внушительным объёмом бака для загрузки.

Читайте также:  Любые камины под ключ, готовые и на заказ!

Принцип действия обычной печи похож на горение костра

Обычная печь – это костёр, укрытый в металлический короб. Снизу организован поддув, пламя разгорается, дрова дружно потрескивают, выделяется немалое количество тепла и пара, который течёт по трубам. Стало холодно, подкинул дров, и всё снова отлично и хорошо. Но дорого.

Костёр в обычной печи

Виды котлов и принцип работы

В основе работы котла длительного горения используется схема пиролиза, или процесса, который предполагает использование неучтённого тепла, выделяемого тлеющими углями. Из курса физики с химией 8 класса мы знаем, что в процессе тления определённых типов древесины в большом количестве в атмосферу выбрасывается угарный и углекислый газ. А любой газ − это отличный источник темпа. Мощности котлов длительного горения позволяют топить дом без дополнительной загрузки топлива до 7 суток.

Классический котёл продолжительного горения

Именно этот принцип используется в печах продолжительного горения. В более усовершенствованных котлах горение происходит в нижних «этажах» устройства.

Схема работы котла длительного горения классического типа

Виды котлов и принцип работы

Как мы видим, из-за принудительной тяги сверху вниз пламя не может разгореться на полную мощность. Когда нижние «этажи» догорают, поленья сверху постепенно опускаются вниз. Такая конструкция позволила избежать многих минусов, которые были свойственны первым котлам длительного горения.

Минусы котлов с нижним горением

Зависим от электроисточников. Если произойдёт отключение электроэнергии, то котёл будет работать исключительно на природной тяге. А если её нет, то процесс тления постепенно затихает.

Плюсы котлов с нижним горением

Виды котлов и принцип работы

Камера получила удобную форму загрузки. Топливо можно загружать в любой момент. Причём количество поленьев можно регулировать самому, а не загружать до верха, что было обязательным условием в котлах с верхней загрузкой.

Газы и пары проходят весь объём бака – от основания до верхней части котла. И, наконец, даже если вы будете голосить в трубу песни Стаса Михайлова, уголь никак не помешает процессу (а жаль!), ведь поток воздуха будет удерживать золу снизу. Дыма, слепящего глаза, тоже не будет. В современных моделях даже можно выбрать тип топлива – хвойный или лиственный. Это можно сделать простым переключение рычага.

Рычаг переключения типа топлива в твердотельных котлах длительного горения

Кроме того, в некоторых моделях предусмотрено сжигание пиролизных газов в горелочном туннеле, что в разы повышает КПД, среди других «фишек» − подвижные колёсники, которые могут «ворошить» спёкшийся пепел и, соответственно, увеличивать объём выделяемого тепла.

Виды котлов и принцип работы

Котёл с верхним горением топлива

Котёл этого типа в большой семье подобных устройств «родился» одним из самых первых. В таких котлах пламя поддерживается с помощью специального рычага, который постепенно опускается вниз.

Котёл длительного горения на дровах с верхним распределением топлива

Таким образом, процесс горения затрагивает только верхний слой дров.

Виды котлов и принцип работы

Плюсы котлов с верхним горением

Воздух в котле, прежде чем поступить в бак для горения, уже нагревается, что, безусловно, поддерживает процесс тления на достаточном уровне, чтобы эффективно прогревать помещение.

Минусы котлов с верхним горением

Рычаг, нагнетающий давление, постоянно находится под воздействием высоких температур, что негативно сказывается на долговечности всей конструкции. Телескопический механизм может деформироваться от перегрева, а без ограничения воздушного потока (эту роль как раз выполняет рычаг) дрова просто сгорят, а сам котёл перегреется. Для розжига необходимо большое количество дров.

Как выбрать котел на твердом топливе длительного горения

Выбирая котел долгого горения, стоит обратить внимание на:

  1. Мощность заинтересовавшей модели. Если предпочтение отдается двухконтурному агрегату, стоит выбрать котел с водяным контуром, способный нагреть объем воды, достаточный для нужд семьи.
  2. Производительность контура горячей воды. Его характеристики должны соотноситься с потребностью в горячей воде.
  3. Периодичность и удобство обслуживания. Стоит убедиться, что при загрузке дров или очистке зольника не будут возникать трудности. При наличии выбора стоит отдать предпочтение модели, оснащенной объемным бункером. В этом случае очистка зольника будет производиться раз в три месяца, длительность горения может достигать пяти дней.
  4. Материал корпуса и змеевика. Для первого предпочтителен чугун. Для второго – медь или сталь.
Как выбрать котел на твердом топливе длительного горения

Совет! Если в семье много человека, стоит обратить внимание на модель со встроенным бойлером. Не лишним будет установка теплового аккумулятора.

При выборе котла с водяным контуром следует учитывать особенности будущей эксплуатации

Использование газа.

Газ является самым дешёвым топливом в стране на сегодняшний момент. Газовые котлы полностью автоматизированы и бесшумны. Их устанавливают и в отдельных котельных и в самом здании. Эти устройства можно монтировать только в непромерзающем помещении. Так же перед монтажом предусматривается место для трубы отвода продуктов сгорания.

Читайте также:  Бойлер косвенного нагрева — схема подключения, принцип работы

Монтаж настенного газового оборудования

Настенный котёл это такой агрегат, где всё необходимое размещено в корпусе. Ясно, что в корпусе нельзя разместить слишком мощное оборудование. Поэтому такой тип используется, если у владельца дома не хватает места для оборудования полноценной котельной. Мощность прибора не велика.

  • Сначала монтируем дымоход.
  • Затем к дымоходу на стену подвешиваем котёл с помощью крюков или болтов.
  • Соединяем котёл с дымоходом.
  • Совмещаем с магистральным газовым трубопроводом.
  • Подводим трубы отопления.
  • Если котёл двухконтурный, то подводим трубы горячего водоснабжения.
  • Подключаем электропитание. Можно начинать работать.
Использование газа.

Монтаж напольного газового оборудования

  • Для начала изготавливаем подиум для теплового агрегата. Рекомендуем делать его из бетона. Высота такого основания 10 — 20 сантиметров.
  • Ставим тепловой агрегат на подиум. Это очень трудоёмкая работа. Прибор очень тяжёлый. В нём имеются чугунные детали теплообменника. Выравниваем его с помощью винтовых ножек. Он не должен шататься.
  • Подсоединяем трубы циркуляции жидкости. Делаем это последовательно. В месте подключения обратной ветки отопления ставим фильтр для задержки грязи.
  • Присоединяем котёл к газопроводу. Делаем это посредством медной трубки. Проверяем давление газа.
  • Посредством патрубка подключаемся к дымоходу.

Проверяем работу устройства, подключенного своими руками.

Бытовой напольный чугунный газовый котёл

Преимущества твердотопливных котлов длительного горения

Говорить обо всех преимуществах котлов отопления данного типа в статье не будем. Обозначим основные:

  • Высокие показатели теплоотдачи.
  • Высочайшая производительность при минимальных затратах на топливо.
  • В настоящее время производители предлагают несколько моделей, которые отличаются количеством контуров и возможностью автоматизировать процессы контроля и регулирования температурного режима.
  • Самая низкая стоимость используемого топлива. Кстати, необходимо отметить, что котлы данного типа работают не только на дровах или угле. Здесь можно использовать опилки, шелуху семян, листья, траву, стебли растений и прочие горючие природные материала. Просто все это надо довести до определенной плотности. То есть подвергнуть топливо процессу прессования.
  • Если говорить о внешнем виде котлов, то производители позаботились о том, чтобы их дизайн соответствовал всем нормам и требованиям современности.

Полное соответствие требованиям установки

Сложности использования двух котлов в одной системе

Главная сложность заключается в том, что газовые котлы для частного дома должны работать в закрытой системе, а наиболее безопасной для твердотопливных устройств является открытая. востребована и ввиду того, что котел может нагреть воду до 110 °С и более, подняв давление выше допустимых пределов.

Его можно понизить, уменьшив интенсивность горения. Но эффект будет виден тогда, когда угли полностью прогорят. Даже при слабом горении они являются очень горящими и продолжают нагревать воду, поднимая давление.

В такой ситуации нужно сбрасывать давление. С этой задачей справляется расширительный бачок открытого типа . Когда же его объема не хватает, вода выводится в канализацию по трубе, установленной между бачком и канализацией. Однако такой бачок позволяет попадать воздуху в теплоноситель. А это плохо для внутренних элементов газового котла, труб и . К счастью многих владельцев частного дома, которые не знают, как подключить твердотопливный и газовый котлы в одну систему, сегодня есть решения, которые позволяют обойти вышеупомянутые сложности. Они таковы:

  1. Сочетание закрытой и открытой системы отопления путем использования теплоаккумулятора.
  2. Организация закрытой системы для дровяного или с применением специальной группы безопасности. В таком случае два агрегата подключаются параллельно и работают как в паре, так и по отдельности.

Решаем проблему конденсата

Логичное решение проблемы слишком холодной воды на обратке — добавить горячую с подачи. Реализуется это при помощи перемычки и установленного на отводе регулируемого трехходового смесительного клапана. Клапан должен быть смесительного типа: при достижении выставленной температуры, он плавно начинает сдвигать клапана в двух подключенных трубах. Таким образом получается постепенное и плавное изменение температуры.

Обвязка теплоаккумулятора: добавочный контур для подмеса теплой воды в обратку

Холодная вода в обратном трубопроводе появляется в нескольких случаях: при разгоне котла, когда вода в теплоаккумуляторе сильно остыла (после простоя), а котел в работе. Давайте рассмотрим, как работает эта схема подключения аккумулятора тепла в обоих случаях. Движение теплоносителя показано на иллюстрациях ниже.

Читайте также:   Карелия, Ленинградская область и по всему Северо-западу.

Пока котел не разогрелся, теплоноситель совсем холодный. В этом случае трехходовой клапан перекрывает поток теплоносителя на ТА и он движется по малому кругу (рисунок внизу, верхняя левая картинка). Прогрев происходит быстро, так как воды мало, время, образования конденсата минимально. На рисунке принято, что трехходовой клапан настроен на 55°C. Пока вода в малом круге не достигнет этой температуры, она так и циркулирует в нем.

Когда теплоноситель в малом кольце разогревается до 55°C, клапан сдвигает заслонки, включается в работу теплоаккумулятор для отопления. В этом случае одновременно идут три потока (правый рисунок в верхнем ряду):

  • малый, как на первой картинке;
  • часть теплоносителя идет на ТА через клапан;
  • из ТА по обратке, через клапан, на насос и в теплообменник котла (третий круг).

В таком положении все находится до тех пор, пока теплоноситель в баке не прогреется до выставленной температуры (в данном случае до 55°C).

Как работает трехходовой смесительный клапан в схеме с ТА

Когда температура в баке достигает 55°C, трехходовой клапан отсекает подмес. Жидкость движется по большому кругу (нижний рисунок):

  • подача — не заходя на клапан — в ТА;
  • обратный поток — через клапан, на насос, в котел.

В таком состоянии все работает до тех пор, пока горит топливо. Чтобы обвязка теплоаккумулятора была завершенной, добавим контролирующие элементы — в трубопровод подачи устанавливается группа безопасности: манометр, предохранительный (аварийный) клапан сброса давления, автоматический воздухоотводчик. Для установки аварийного клапана, в некоторых котлах есть специальные штуцера. В противном случае аварийный клапан ставят с остальными компонентами сразу на выходе котла — до первого ответвления.

Окончательный вид обвязки ТА со стороны котла (группа безопасности не нарисована, стоит на подаче после котла)

Еще устанавливается расширительный бак мембранного типа. Он будет принимать в себя лишнюю воду по мере расширения (при нагреве жидкости увеличиваются в объеме). Теплоаккумулятор для отопления к котлу мы подключили. На этом обвязка теплоаккумулятора со стороны котла окончена.

№Тип топлива

В топку твердотопливного котла можно бросать дрова, уголь, пеллеты и опилки. Ошибочно полагать, что мощность котла будет оставаться неизменной, какое топливо ни было бы использовано. Многие модели котлов могут работать с разными видами топлива, но при этом максимальная мощность будет достигаться только при использовании того топлива, которое производитель указал как основное. При применении менее калорийного топлива мощность упадет на 25-30%, а если оно будет излишне влажным, то падение мощности может быть вплоть до 40%.

Средние параметры теплоотдачи разных видов топлива:

№Тип топлива
  • дрова – 2500 ккал/кг. Поленья древесины обычно имеют длину 25-30 см, могут быть пилеными или колотыми. Важно, чтобы дрова были сухими;
  • уголь антрацит — 7400 ккал/кг;
  • каменный уголь – 7000 ккал/кг;
  • бурый уголь – 3500 ккал/кг;
  • пеллеты – 4500 ккал/кг.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы. Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой. Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения. Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго. Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.