Высокоэффективное отопление домов дровяными котлами

Факт налицо: значительной части населённых пунктов или их частей не коснулась газификация. В некоторые районы тянуть магистраль просто нерентабельно. Кроме того, площади застройки частными домами и усадьбами постоянно расширяются, и энергетическая инфраструктура не всегда успевает за этими темпами роста. Что делать, если нет газа, а топить устройствами, питающимися от сети, слишком дорого? Приобрести твердотопливный котёл и правильно подобрать для него топливо.

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

Рекомендации по выбору

Первая и главная рекомендация — выбирайте твердотопливный котел по выгоде используемого вида топлива, но с расчетом на долгосрочную перспективу.

Если у вас есть постоянный источник поставки дешевых дров, то мы рекомендуем приобрести классический дровяной котел, несмотря на все его недостатки.

Если вы правильно подберете отопительный агрегат по мощности, выполните обвязку и поставите бак для накопления тепла, то котел прямого горения надежно прослужит вам долгие годы.

При выборе вам нужно учесть такие моменты:

Рекомендации по выбору
  • Мощность ТТ-котла принимайте по потребности частного дома в тепле, только с коэффициентом запаса 1,2. Если нужно дополнительно греть воду для ГВС, то берите агрегат с запасом мощности 1,5.
  • Чем мощнее котел, тем больше у него топливник и длительность горения. Тем реже придется навещать котельную.
  • Не полагайтесь на двухконтурный котел, если постоянно нужна горячая вода в больших количествах. Он не обеспечит потребный расход, лучше поставьте твердотопливный котел с бойлером косвенного нагрева.
  • Выбирайте модель с максимальным рабочим давлением 3 Бар. Дешевые отопители из тонкого металла выдерживают всего 1—2 Бар.
  • Старайтесь подобрать котел с большим объемом топки. Стандартный размер топливника, рассчитанного на 6 ч работы при мощности 20 кВт равен 60—65 л, у агрегатов длительного горения этот показатель будет 80 и более литров при тех же 20 кВт.
  • Теплогенератор, оснащенный вентилятором, работает лучше, чем простой, с подачей воздуха через открытую дверцу. Такой агрегат стоит покупать только при частых отключениях электричества. Проследите, чтобы дверца зольника управлялась механическим регулятором тяги.
  • Вентилятор дольше прослужит на твердотопливном котле, когда он стоит сверху. На моделях, где нагнетатель встроен в дверцу, крыльчатка тянет в себя пыль и грязь с пола.
  • Обращайте внимание на происхождение электронного блока управления. Избегайте китайских контроллеров, при выборе бюджетных моделей можно найти недорогой отопитель с более надежным польским блоком.
  • Не увлекайтесь котлами с верхним горением топлива, у них есть ряд существенных недостатков. Низкое рабочее давление, зависание древесных отходов на стенках топливника и невозможность подбросить дров «на ходу» — входят в этот список.
  • Если вы планируете отапливать жилище углем, уделите особое внимание толщине стенок топливника понравившейся вам модели. Ведь температура горения углей достигает 1000—1100 °С, чтобы долго ее выдерживать, нужна толщина стали не меньше 3 мм, а лучше — 5 мм. Иначе ваш новый котел долго не прослужит.
Читайте также:  Как сделать защитный экран для камина своими руками

Недобросовестные производители часто используют такой трюк: части топки, выходящие торцами наружу, делают из стали 3 или 4 мм, а остальные элементы — из более тонкого металла. Показывая на торцы деталей, пользователя убеждают, что весь котел сварен из толстой «котловой» стали, хотя в действительности это не так.

Мы можем порекомендовать покупку пиролизного теплогенератора только в том случае, если вы предполагаете жечь сухую древесину, топливные брикеты либо антрацит. Тогда он даст ожидаемый использовании свежих дров горючего газа выделяется очень мало, а потому пиролизный котел работает неэффективно.

Также не всегда имеет смысл покупать твердотопливный котел с чугунным теплообменником, который значительно дороже. В нормальных условиях эксплуатации сталь спокойно прослужит не менее 10 лет.

Пеллеты

Пеллетные котлы – одни из самых совершенных твердотопливных систем.

Пеллеты – мелкие топливные гранулы, которые выглядят как продолговатые цилиндрики 2 – 4 см в длину и около 7 мм в толщину. Сырьём для их изготовления служат отходы древесного производства опилки, щепа, кора, а также некондиционная древесина, которая непригодна для других целей.

Мнение экспертаТорсунов Павел МаксимовичВ зависимости от близости источников отходов в состав пеллет могут также включаться отходы сельхозпродукции – шелуха, высушенные стебли, лузга. Иногда в пеллеты добавляют торф или каменноугольную крошку, что повышает их теплотворность.

Пеллеты

Производятся пеллеты методом сушки и прессования. Когда смесь подвергается давлению, температура внутри неё возрастает, выделяется компонент древесины лигнин, который прочно склеивает частицы.

Наиболее ценным топливом считаются торрефицированные топливные гранулы. Они обжигаются без доступа кислорода, приобретая тёмный цвет. Благодаря этому их теплоёмкость возрастает. К тому же, они не боятся влаги, не рассыпаются со временем.

У пеллет есть целый ряд плюсов:

  1. Экологическая чистота и производство по безотходной технологии. Пеллеты делаются не просто из древесины, но из отходов производства, которые без этого пошли бы на свалку или на утилизационное сжигание. Использование сельскохозяйственных побочных продуктов, которые расцениваются не иначе как мусор, делают пеллеты одним из наиболее прогрессивных видов твёрдого биотоплива.
  2. Высокая эффективность сгорания. Благодаря технологии производства пеллеты содержат малое количество влаги – всего 8 – 12 %, тогда как древесина, высушенная в естественных условиях, всё равно будет содержать 25 – 30%, а свежая – 50% и более воды. При сжигании топливных гранул образуется примерно в два раза больше тепла, чем при сжигании древесины. Если сравнивать показатель теплотворности с углеводородами, то он всего лишь в два раза меньше, чем при сжигании мазута или газа.
  3. Низкая зольность. Пеллеты практически лишены главного недостатка древесины – они образуют малое количество несгораемых остатков, а в составе дыма понижено содержание сажи и копоти. Доля золы в гранулах составляет всего 3%, поэтому котлы и дымоходы при их применении требуют более редкой очистки.
  4. Хорошая транспортабельность. Благодаря относительно высокой механической прочности, малым размерам и большой плотности, пеллеты легки и удобны в транспортировке. На производстве они фасуются в различную тару весом до одной тонны в биг-бэгах и могут быть доставлены любым видом транспорта.
  5. Возможность автоматизированной подачи. Благодаря одинаковым размерам мелких гранул они могут подаваться в котёл автоматически, специальными дозаторами, шнековыми винтами Архимеда и другими устройствами. Это позволяет наделить твердотопливный котёл высокой степенью автономности.

К сожалению, у пеллет есть два существенных минуса:

Пеллеты
  1. Дороговизна, которая вытекает из расходов на производство: сушку, прессование, обжиг. Поэтому по сравнению с другими древесными видами топлива стоимость пеллет всегда будет выше.
  2. Предприятия, которые выпускают топливные гранулы, находятся далеко не во всех районах. Покупка пеллет с доставкой на значительные расстояния и вовсе может свести на нет их экономические преимущества.

Наибольшее распространение пеллеты получили в европейских странах, где экологическое топливо пользуется наибольшим спросом. Возможность полезной переработки отходов вкупе с высокой энергоэффективностью делают их твёрдым топливом номер один, тем более, что больших лесных массивов, разрешённых к вырубке, в Европе почти нет.

Основные производители котлов длительного горения

Сегодня котлами длительного горения занимается несколько проверенных фирм. Рассмотрим их подробнее.

«Stropuva»

Котёл относится к типу поверхностных. В зону горения натравливается воздух, который поддерживает угольки в постоянно тлеющем состоянии. Конструкция котлов этой фирмы напоминает полую трубу, где в одну большего размера установлена труба меньшим диаметром.

Основные производители котлов длительного горения

Конструкция котла литовской фирмы «Stopuva»

Читайте также:  Антифриз для системы отопления дома: свойства, виды, как закачать

Преимущество котлов этой фирмы – наличие регулятора тяги. Он обеспечивает серьёзный рост КПД (до 90%) при сильном нагнетании струи потока воздуха.

«Candle»

Такое же устройство имеют и твердотопливные котлы длительного горения «Сandle». Котлы этой фирмы отличаются тем, что рассчитаны исключительно на дрова.

«Будерус»

Основные производители котлов длительного горения

Конструкция немецких котлов имеет сложную структуру. Топливо загружается в верхнюю камеру, а дым и газы, образующиеся в процессе горения, принудительно опускаются вниз, где происходит их догорание с выделением дополнительного тепла.

Конструкция котла длительного горения «Будерус» модификация Elektromet

У этих котлов основной вид топлива – уголь, можно использовать разные его виды.

«Logano»

А вот линейка этой фирмы производителя относится к котлам горения исключительно на дровах. Именно поэтому и загрузочный бак, и люк здесь очень массивные. Это не очень удобно, кроме того, из-за большой дверки для загрузки в процессе теряется драгоценное тепло.

Основные производители котлов длительного горения

«Logica»

Ещё одна модель «будеруса» — «Logika» (Логика) – универсальные стальные котлы, которые можно топить дровами, бурым и каменным углём, угольной пылью. Такие дровяные котлы подойдут для дома с водяным отоплением. В зависимости от топлива используется либо принцип верхнего горения, либо нижнего.

«Буран»

Особенность модели – возможность использования сырого топлива (не более 50%). В котле есть вентилятор, который позволяет выдуть лишнюю влагу.

Устройство котла длительного горения «Буран»

Основные производители котлов длительного горения

Производители придумали ряд усовершенствованных элементов, которые позволяют конкурировать не только в стоимости с иностранными производителями, но и в технических решениях. Такой котёл прекрасно подойдёт для отопления частного дома на дровах.

Есть даже линейка котлов, которая работает на так называемых «пеллетах», или спрессованных угольков.

«Прометей»

Отечественный котёл длительного горения фирмы «Прометей» радует разнообразием моделей, можно выбрать инженерное решение для разных целей:

  • «Прометей» — классический твердотопливный котёл;
  •  угольный котёл с пиролизным режимом работы КВДГ
  • «Прометей -Комби» — комбинированный водогрейный;
  • «Прометей — Эко» — газогенераторный вариант;
Основные производители котлов длительного горения

Отечественный производитель котлов продолжительного горения «Прометей»

Судя по отзывам россиян, российский аналог ничуть не уступает европейским.

Отзывы о котлах отечественного производства

Виды котлов

Реализация принципа длительного горения может осуществлять по-разному. Каждый вид котлов имеет свои отличительные особенности. Предлагаем познакомиться с существующими разновидностями твердотопливных котлов, чтобы было проще сделать выбор.

Принцип работы и внешний вид котла может отличаться

Виды котлов

Пиролизный котел длительного горения

Пиролизные котлы с водяным контуром комплектуются двумя топливными камерами. В первой происходит сгорания твердого топлива. Вторая предназначена для сгорания газа, выделяющегося в первой (пиролиза древесины). Такое конструктивное исполнение позволяет повысить КПД устройства до 80%, учитывая, что топливо сгорает практически без остатка. К преимуществам таких котлов с водяным контуром стоит отнести высокую температуру сгорания, повышенную теплоотдачу, минимизацию отходов и экологичность процесса.

Внимание! Топливо, предназначенное для пиролизных котлов длительного горения должно иметь влажность не более 20%.

Виды котлов

К преимуществам стоит отнести возможности загрузки топлива раз в сутки, длительный срок службы, достигающий 20 лет. Достаточная толщина стенки устройства делает его эксплуатацию безопасной при значительном разогреве топки.

Из недостатков стоит отметить высокую стоимость, которая полностью компенсируется за счет низкой стоимости используемого топлива. Повышенные требования к мощности монтируемого пиролизного котла с водяным контуром. Если агрегат будет работать вполовину мощности, дымоходная труба быстро забьется.

Производители предлагают котлы с водяным контуром, имеющие ряд дополнительных функциональных возможностей. Например, предусмотрена возможность использования различных видов топлива.

Виды котлов

Внимание! Специалисты рекомендует приобретать пиролизные котлы для домов, имеющих площадь более 100 квадратов.

Схема работы пиролизного котла

Котлы с принципом верхнего горения

Виды котлов

Занимают промежуточное положение между обычными и пиролизными котлами. Нагрев теплоносителя осуществляется за счет сгорания дров и угарных газов. Закладка топлива производится внутрь высокой узкой вертикальной емкости, по внешнему контуру которой проходит водный контур. Сгорание топлива осуществляется сверху вниз, с догоранием выделяемых газов в верхней жаровой камере. Закладка очередной партии топлива осуществляется после полного выгорания предыдущей.

Схема работы агрегата с принципом верхнего горения

Пеллетные

Виды котлов

Твердотопливный котел работает на специальных гранулах – пеллетах. Для их изготовления используются торф, древесные и сельскохозяйственные отходы, что способствует значительно снижению стоимость пеллет. Они бывают нескольких категорий: премиум (белые), стандарт (темные) и предназначенные для использования в промышленном производстве. Они гипоаллергены, имеют высокий КПД. Отличаются малой зональностью, что позволяет производить чистку котла раз в месяц. Для их хранения следует выделить сухое помещение, чтобы не допустить отсыревания пеллет.

Пеллетный котел может иметь компактные размеры

Пиролизные котлы

Принцип действия данных теплогенераторов основан на раздельном сжигании в двух камерах, сообщающихся между собой через форсунку из огнеупорного кирпича. В первичной камере, расположенной сверху, тлеют дрова при ограниченной подаче воздуха вентилятором. В результате происходит процесс пиролиза, иначе – газификации, при котором выделяется смесь горючих газов. Она перемещается во вторую камеру, где и дожигается при поступлении вторичного воздуха. Рабочая схема пиролизного котла, работающего на твердом топливе, выглядит следующим образом:

Дымовые газы из вторичной топки попадают в жаротрубный теплообменник в виде вертикальных газоходов, окруженных водяной рубашкой. Там они остывают, передавая тепло воде, и покидают котел через дымоходный патрубок. Производительностью вентилятора управляет электронный блок – контроллер, ориентируясь на показания датчиков давления и температуры.

В целом теплогенератор имеет неплохие показатели эффективности – порядка 80%, но при этом агрегат существенно дороже классического. Кроме того, котел показывает высокий КПД только при работе на сухих дровах, хотя это утверждение справедливо и для других твердотопливных агрегатов.

Куда поставить циркуляционный насос

В большинстве схем обвязки теплоаккумулятора с циркуляционным насосом, он стоит в обратном трубопроводе перед котлом. В обратке — потому что тут ниже температуры, но можно поставить и на подаче. Современные насосы рассчитаны на прокачку теплоносителя до 110°C, так что они там неплохо себя чувствуют. Второй момент: при установке на подаче, насос не будет создавать дополнительное давление на теплообменник, что продлит срок его службы.

В любом случае при установке циркуляционного насоса в подаче или на обратке, возможность естественной циркуляции отсутствует. То есть, при отключении электроэнергии, циркуляция остановится, котел неминуемо закипит. Чтобы избежать этого, ставят четырехходовой клапан, через который организуют сброс перегретой воды в канализацию и подпитку холодной водой из ХВС. Так организуется аварийное охлаждение теплообменника и предупреждается закипание теплоносителя.

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Обратите внимание, что реализовывать эту схему можно только на стальных или медных теплообменниках. С чугунными — нельзя. При попадании холодной воды они могут лопнуть.

Есть и другой способ. Он более щадящий по отношению к теплообменнику (подходит и для чугунных) и требует меньше материалов. Можно сделать обвязку между котлом и теплоаккумулятором для отопления так, чтобы сохранить естественную циркуляцию. В таком случае при отключении электропитания котел не закипит — будет продолжать греть воду в емкости.

Для сохранения естественной циркуляции теплоносителя, насос ставят в отдельном, специально созданном контуре. Чтобы схема работала, в контуре ставят лепестковый обратный клапан большого сечения.

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Когда не работает циркуляционный насос, он пропускает поток теплоносителя от ТА. При работе циркуляционного насоса, он своим напором подпирает клапан и теплоноситель идет через насос. На насос идет труба не менее дюйма в диаметре. Только в этом случае может сохраниться естественная циркуляция.

Пиролизные твердотопливные котлы

Если вы хотите установить в своем жилище дровяной отопительный котел, советуем купить пиролизный агрегат. В эксплуатации он не менее прост, чем традиционный котел с большой камерой сгорания. Отличия кроются лишь в его внутреннем устройстве. А состоит такой твердотопливный котел из следующих частей:

В отличие от дров, уголь разгорается очень долго, однако, впоследствии долго сохраняется набранную температуру. Об этом стоит помнить, выбирая вид топлива в магазине.

  • Основная камера сгорания – сюда загружаются дрова. Их горение происходит в атмосфере, бедной кислородом. Поэтому процесс выглядит не как горение, а как тление. В результате этого образуются горючие продукты пиролиза, которые отправляются в следующую камеру;
  • Камера дожигания – именно сюда попадают (самостоятельно или принудительно) продукты пиролиза. Сюда же подается вторичный воздух. В результате воспламенения горючих газов происходит образование мощного факела пламени температурой до +900-1000 градусов;
  • Жаротрубный теплообменник – здесь происходит забор тепловой энергии, которая отправляются по трубам к радиаторам. Наиболее продолжительным сроком службы и выносливостью отличаются чугунные теплообменники;
  • Дымоход – сюда удаляются продукты сгорания. Для того чтобы увеличить эффективность и отобрать тепло по максимуму, здесь могут устанавливаться дополнительные теплообменники, ведь в продуктах сгорания еще полно тепловой энергии.
Пиролизные твердотопливные котлы

В некоторых моделях твердотопливных пиролизных котлов длительного горения устанавливаются дутьевые вентиляторы. Они отвечают за автоматизацию процесса сгорания дров. При работе вентилятора продукты пиролиза поступают в камеру дожигания и сгорают там мощным факелом. Когда температура в отопительной системе достигает заданного предела, вентилятор останавливается – реакция пиролиза прекращается практически полностью, пламя в камере дожигания затухает до следующего включения вентилятора.

В самых простых твердотопливных котлах длительного горения температура в водяном контуре регулируется за счет поддувала и шиберных заслонок в дымоходе.

В твердотопливных котлах длительного горения с дутьевыми вентиляторами присутствуют электронные управляющие блоки – они поставляются в комплекте или приобретаются отдельно. К ним подключаются датчики, измеряющие температуру котловой воды. По показаниям датчиков происходит подключение и отключение дутьевых вентиляторов. Такая схема позволяет поддерживать в домах оптимальную температуру и еще больше экономить топливо.

Сферы применения

Больше всего востребованы эти котлы для людей, проживающих в частном секторе. Для них необходимы дровяные отопительные котлы малой и реже средней мощности, так как квадратура зданий находится в пределах ста – ста пятидесяти квадратных метров.

Большую популярность такое оборудование получило у дачников, благодаря своей простоте и надежности. Не стоит забывать и о банях, которые так любит наше население.

За и против дровяных котлов

Сферы применения

При покупке дровяного источника теплоты нужно учитывать несколько моментов:

Устройство котла

Недостатки таких котлов

Сферы применения

Дровяной котел длительного горения