Виды дровяных котлов
Котлы с использованием дровяного сырья делятся:
- по типу сгорания: твердотопливные котлы обычного горения, пиролизного типа, котлы верхнего длительного горения;
- по КПД (от 70% до 95%);
- по возможности применения альтернативного твердого сырья (угля, брикетов, мусора);
- по объемам печей (промышленные и бытовые) и площади обогрева дома;
- по количеству времени работы при полной загрузке.
- одноконтурные (только для систем отопления) и двухконтурные (для систем отопления и горячего водоснабжения).
Твердотопливные котлы горения в общем пламени используют в качестве сырья дрова с влажностью 20 — 30%. Такая древесина лучше горит и не выделяет много дыма.
Основные параметры и особенности котла на дровах для отопления дома таковы:
- Длительность горения в топке котла при полной загрузке дров до 12 часов, в среднем 8 часов, зависит от теплофизических свойств здания.
- Применяется метод обычного сжигания дров, который выделяемое тепло передает через стенки теплообменника.
- Автоматическая подача воздуха.
- Автоматическое поддерживание заданного температурного режима (минимум 35 градусов, максимум до 95).
- КПД котла 75%.
- Стальной теплообменник с толщиной стенок от 6мм.
- Возможность ручной регулировки температурного режима.
Установка оборудования для отопления частного дома дровяным котлом не требует согласований в различных инстанциях, оно просто монтируется и не требует особенных условий. Экономически такой котел выгоден, в нем соблюдено оптимальное сочетание цены/качества. Конструкцию такого оборудования для отопления смотрите на фото.
Рис. 1 Дровяной котел обычного горения
Дровяные котлы длительного горения для частных домов могут использовать в виде топлива кроме дров, пеллеты, уголь, брикеты, мусор.
Основные параметры такого оборудования для отопления домов заключаются в:
- Возможности горения 1 загрузки дров до 5 суток.
- Потреблении в 10 раз меньшего количества дров, чем в обычных котлах для отопления дома.
- Горении сырья с верхнего слоя 10 -15 см, просушки нижнего слоя древесины, который сгорает эффективнее.
- Долговечности, благодаря нагреванию теплообменника не выше 550 градусов и меньшему износу.
- КПД до 91%.
- Наличии турбовентилятора на компьютерном управлении.
- Функции полной автоматической загрузки твердого топлива.
Дровяной котел для отопления дома с верхним послойным длительным горением дров мощностью 20 кВт эффективен для площади от 120 до 240 квадратных метров. Конструктивные особенности оборудования для отопления можно изучить на фото.
Рис. 2 Дровяной котел длительного горения
Пиролизные дровяные отопительные котлы для дома отличаются принципом работы: в них горение дров происходит в безвоздушной камере. Дрова превращается в древесный уголь и выделяет пиролизный газ, который является продуктом вторичной обработки. Затем газ смешивается с воздухом и медленно сгорает с выделением большей энергии и втрое меньшим выбросом углекислого газа.
Такой способ безвреден для окружающей среды, после прогорания всей загрузки дровяного сырья сажи выделяется в разы меньше, чем в других твердотопливных установках.
Особенности и параметры дровяной пиролизной печи для отопления таковы:
- Используются дрова с влажностью 20 -30 %, такое сырье максимально эффективно. Возможно применять древесину с влажностью до 60%.
- Материал – жаропрочная сталь 4мм с антикоррозийным покрытием, печь из двух камер с керамической форсункой.
- Цена в 2 раза дороже установок для отопления с обычным горением, но эффективность в 4 раза выше.
- КПД достигает 95%.
- Автоматическое управление процессом горения дров, вентиляцией и подачи воздуха. Панель управления находится на верхней поверхности.
- В рабочий режим устройство для отопления входит через 30 минут после розжига.
- Длительность горения дров 24 часа после одной загрузки.
Фото стандартной конструкции пиролизного устройства для отопления прилагается:
Рис. 3 Дровяной пиролизный котел
Процесс сборки
Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.
Устройство подачи воздуха
Отрезаем от толстостенной трубы диаметром 100 мм отрезок, длина которого будет равна высоте топки. К нижней части привариваем болт. Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра, как труба или большего. Просверливаем в круге отверстие, достаточное для прохождения болта, приваренного к трубе. Соединяем круг и воздуховодную трубу, закрутив гайку на болт.
В итоге мы получим трубу для подачи воздуха, нижняя часть которой может закрываться свободно двигающимся металлическим кругом. В процессе эксплуатации это позволит регулировать интенсивность горения дров и, следовательно, температуру в помещении.
С помощью болгарки и диска по металлу делаем в трубе вертикальные прорези толщиной приблизительно 10 мм. Через них воздух будет поступать в топочную камеру.
Корпус (топка)
Для корпуса потребуется цилиндр с герметичным дном диаметром 400 мм и длиной 1000 мм. Размеры могут быть иными, в зависимости от имеющегося свободного пространства, но достаточными для закладки дров. Можно использовать готовую бочку или приварить к стальному толстостенному цилиндру днище.
Иногда котлы для отопления изготавливают из баллонов из-под газа для более длительного срока службы.
В верхней части корпуса формируем отверстие для отвода газов. Его диаметр должен быть не менее 100 мм. К отверстию привариваем трубу, через которую будет осуществляться отвод отработавших газов.
Длина трубы выбирается в зависимости от конструктивных соображений.
Соединяем корпус и устройство подачи воздуха
В днище корпуса вырезаем отверстие диаметром равным диаметру воздухоподающей трубы. Вставляем трубу внутрь корпуса таким образом, чтобы поддувало выходило за пределы днища.
Воздухоподающая труба должна заканчиваться на несколько сантиметров раньше начала дымохода.
Теплорассеивающий диск
Из металлического листа толщиной 10 мм вырезаем круг, размер которого немного меньше диаметра корпуса. Привариваем к нему ручку, изготовленную из арматуры или стальной проволоки.
Это значительно упростит последующую эксплуатацию котла.
Конвекционный кожух
Из листовой стали изготавливаем цилиндр или отрезаем кусок трубы, диаметр которой на несколько сантиметров больше наружного диаметра топки (корпуса). Можно использовать трубу диаметром 500 мм. Соединяем вместе конвекционный кожух и топку.
Сделать это можно с помощью металлических перемычек, привариваемых к внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности топки, если зазор получился достаточно большой. При меньшем зазоре можно приварить кожух к топке по всему периметру.
Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра как топка или чуть больше. Привариваем к ней ручки, используя электроды, проволоку или другие подручные средства.
Учитывая, что в процессе эксплуатации котла ручки могут сильно нагреваться, стоит предусмотреть специальную защиту из материала с низкой теплопроводностью.
Для обеспечения длительного горения к дну привариваем ножки. Их высота должна быть достаточной, чтобы поднять дровяной котел минимум на 25 см над уровнем пола. Для этого можно использовать различный прокат (швеллер, уголок).
Поздравляем, вы изготовили дровяной котел своими руками. Можно приступать к обогреву дома. Для этого достаточно загрузить дрова и поджечь их, открыв крышку и теплорассеивающий диск.
Твердотопливные котлы
Несмотря на все недостатки, твердотопливные котлы для отопления частного дома используются в большинстве случаев. Наверно, во многом это благодаря привычке и традициям, но факт остается фактом — котлов на твердом топливе в нашей стане установлено больше чем всех других.
Твердотопливные котлы работают в основном на дровах и на угле
В основном для отопления используют два вида твердого топлива — дрова и уголь. Что проще достать и дешевле купить, тем в основном и топят. А котлы — под уголь и дрова надо использовать разные: в дровяных твердотопливных котлах загрузочную камеру делают большего объема — чтобы можно было заложить больше дров. В угольных ТТ котлах топку делают меньше по размеру, но с более толстыми стенками: температура горения очень высокая.
Плюсы и минусы
К достоинствам данных агрегатов можно отнести:
- Недорогое (относительно) отопление.
- Простая и надежная конструкция котлов.
- Есть энергонезависимые модели, которые работают без электричества.
Недостатки серьезные:
- Циклический режим работы. В доме то жарко, то холодно. Для нивелирования этого недостатка в системе устанавливают теплоаккумулятор — большую емкость с водой. В ней на фазе активного горения запасается тепло, а потом, когда закладка топлива прогорит, запасенное тепло расходуется на поддержание нормальной температуры.
Необходимость регулярного обслуживания. Дрова и уголь надо закладывать, разжигать, затем регулировать интенсивность горения. После прогорания топку надо вычистить и запустить процесс по-новой. Очень хлопотно.
- Невозможность оставить дом на длительное время. Из-за цикличности работы необходимо присутствие человека: надо топливо подкидывать, иначе система при длительном простое может замерзнуть.
- Процесс закладки топлива и чистки котла довольно грязное занятие. При выборе места установки это стоит учитывать: ставить котел надо максимально близко к входной двери, чтобы не носить грязь через все помещение.
Если говорить в общем, то использование твердотопливного котла для отопления частного дома — неудобное решение. Хоть закупка топлива, как правило, обходится относительно недорого, но если посчитать еще затраты времени, то не так уж и дешево выходит.
Котлы длительного горения
Чтобы увеличить промежуток между закладками топлива были разработаны котлы длительного горения. В них используются две технологии:
Пиролиз. Пиролизные твердотопливные котлы имеют две или три камеры сгорания. Закладка топлива в них горит при недостатке кислорода. При таком режиме образуется большое количество дымовых газов, большая часть которых горючи. Причем при горении они выделяют тепла намного больше, чем дрова или тот же уголь. Эти газы попадают во вторую камеру, куда через специальные отверстия подается воздух. Смешиваясь с ним, горючие газы воспламеняются, выделяя дополнительную порцию тепла.
Режим верхнего горения. В традиционных твердотопливных котлах огонь распространяется снизу-вверх. Из-за этого горит большая часть закладки, топливо прогорает быстро. Во время активного горения часто происходит перегрев системы и дома, что очень некомфортно. При использовании верхнего горения огонь разжигается только в верхней части закладки. Одновременно горит только небольшая часть дров, что выравнивает тепловой режим и увеличивает срок горения закладки.
Насколько эффективны эти технологии? Довольно эффективны. В зависимости от конструкции одна закладка дров может гореть от 6-8 до 24 часов, а угля — от 10-12 часов до нескольких суток. Но для получения такого результата необходимо использование топлива высокого качества. И дрова и уголь должны быть сухими. Это — основное требование. При использовании влажного топлива котел даже может не выйти на режим тления, то есть, греть он не начнет. Если у вас есть дровник с двух-трех годичным запасом дров или обширный сарай, в котором храниться уголь, котел длительного горения для отопления частного дома — хороший выбор. Лучше, чем обычный.
Конструкционные особенности
Котел на дровах, в отличие от своих газовых и электрических собратьев, является довольно простым и понятным агрегатом. Это уменьшает вероятность поломки и упрощает возможный ремонт в будущем.
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.
Виды дровяных котлов для дачного дома
В зависимости от поставленных целей, бюджета и типа дачного домика приобретают различные типы отопительных устройств.
Устройства жидкостного отопления
Такой отопительный прибор нагревает жидкость-теплоноситель, который переносит тепло по батареям по всему дому. Причины покупки жидкостного котла:
- Существующая система из труб и батарей.
- Большое здание в несколько этажей или помещений.
- Повышенные требования к влажности нагреваемого воздуха.
- Необходимость медленного, но равномерного прогрева помещения.
Фото 1. Устройство дровяного котла для отопления. Стрелками указаны составные части прибора.
Устройство котла:
- Топка. Служит для эффективного сжигания дров. Различные модификации позволяют добиться длительного горения, есть форсированные прожорливые топки для быстрого прогрева.
- Теплообменник. Этот элемент принимает тепло от выходящих дымовых газов и передаёт теплоносителю. Есть теплообменники пластинчатые, водяные рубашки вокруг топки, полки и трубы, проходящие через дымоход или топку.
- Система автоматизации. Управление горением происходит при помощи контроля за входящим воздухом. Привод регулировочного клапана может быть электрическим и механическим.
- Корпус. Выполняет эстетическую роль, изолирует водяную рубашку, топку и теплообменник.
- Дымоход. Служит для удаления продуктов горения. Котёл можно подключить к уже существующему дымоходу или построить новый из сендвич-труб.
Конструкция жидкостного котла направлена на нагрев теплоносителя. Производители рассчитывают соотношения и виды элементов котла, чтобы обеспечить равномерное и полное сгорание дров и максимальный теплосъём.
Конвекционные устройства
Применяется при быстром обогреве здания. Представляет собой топку из металла с интегрированным теплообменником. Основа работы оборудования — нагрев воздуха и распределение его в помещении.
Существует много оригинальных и смелых технических решений, которые позволяют добиться как быстрого интенсивного нагрева, так и длительного горения с выделением ровного тепла.
Из популярных конструкций можно выделить:
- Топка каминного типа. Обычно устанавливают внутри кирпичной рубашки, играющей декоративную и теплоаккумулирующую функцию. Обогрев идёт благодаря нагреву окружающего воздуха о стенки устройства.
- Булерьян и производные от него. В такой системе теплообменник встроен в топку, организован дожиг пиролизных газов. Помещение нагревается с помощью конвективного движения воздуха по каналам теплообменника.
- Котлы длительного горения с послойным горением. Это недавняя разработка обогрева на опилках, мелком древесном мусоре, небольших поленьях. Длительность работы объясняется оригинальностью конструкции топки и подачи воздуха сверху через специальный воздуховод, что способствует долгой отдаче тепла на одной закладке.
Несомненное преимущество: быстрый нагрев помещения. При наличии принудительной циркуляции воздуха оно прогревается значительно быстрее, чем при жидкостном отоплении.
Нет необходимости в незамерзающем жидком теплоносителе: антифризе или специальных масел низкой вязкости.
Система получается значительно проще и эффективнее.
При необходимости, обогреватель оборудуется плитой для приготовления пищи, духовым шкафом или хлебопечкой. Эти полезные функции облегчают быт на даче.
Фото 2. Отопительный дровяной котел с плитой для приготовления пищи. Обладает двумя конфорками.
Недостатком считают контакт воздуха с раскалёнными стенками топки. Сгоревшая пыль и пересушенный воздух требуют дополнительной очистки и увлажнения.
Важные особенности монтажа
Вес дровяных котлов достигает нескольких сотен килограмм, поэтому перед установкой необходимо удостовериться, что полы выдержат нагрузку. Для прочных полов подойдет чугунное изделие, в остальных случаях стоит рассмотреть вариант покупки котла из стали, который будет весить в разы меньше.
На том месте, где планируется установка агрегата, обычно оборудуют из бетона подушку (ее толщина варьируется в пределах от 100 до 150 мм).
Для бесперебойной работы котла очень важна его правильная установка
В энергонезависимых котлах используются так называемые механические терморегуляторы. Если в модели есть вентилятор, предназначенный для принудительной воздухоподачи, а также электронная система регулирования, то потребуется подвод к электросети.
При этом важно учитывать, что при перебоях с электричеством эксплуатация будет сильно затруднена
Заключение
Котлы длительного горения заслуживают особого внимания при выборе отопительного оборудования для частных домов и дач. Наиболее эффективными считаются пиролизные агрегаты, которые имеют самый высокий КПД 97 % и длительный срок работы без дозаправки.
Размещение твердотопливного котла
Перед покупкой также следует определиться с материалом изготовления, требуемым объемом топки, подготовить котельную или оборудовать место под котел в помещении дома. Отдельно следует позаботиться о выборе качественного топлива — сухие дрова должны быть заготовлены заблаговременно, для их хранения отводится отдельное место.
Твердотопливные котлы
Несмотря на все недостатки, твердотопливные котлы для отопления частного дома используются в большинстве случаев. Наверно, во многом это благодаря привычке и традициям, но факт остается фактом — котлов на твердом топливе в нашей стане установлено больше чем всех других.
Твердотопливные котлы работают в основном на дровах и на угле
В основном для отопления используют два вида твердого топлива — дрова и уголь. Что проще достать и дешевле купить, тем в основном и топят. А котлы — под уголь и дрова надо использовать разные: в дровяных твердотопливных котлах загрузочную камеру делают большего объема — чтобы можно было заложить больше дров. В угольных ТТ котлах топку делают меньше по размеру, но с более толстыми стенками: температура горения очень высокая.
Плюсы и минусы
К достоинствам данных агрегатов можно отнести:
- Недорогое (относительно) отопление.
- Простая и надежная конструкция котлов.
- Есть энергонезависимые модели, которые работают без электричества.
Недостатки серьезные:
- Циклический режим работы. В доме то жарко, то холодно. Для нивелирования этого недостатка в системе устанавливают теплоаккумулятор — большую емкость с водой. В ней на фазе активного горения запасается тепло, а потом, когда закладка топлива прогорит, запасенное тепло расходуется на поддержание нормальной температуры.
- Необходимость регулярного обслуживания. Дрова и уголь надо закладывать, разжигать, затем регулировать интенсивность горения. После прогорания топку надо вычистить и запустить процесс по-новой. Очень хлопотно.
Принцип работы обычного твердотопливного котла - Невозможность оставить дом на длительное время. Из-за цикличности работы необходимо присутствие человека: надо топливо подкидывать, иначе система при длительном простое может замерзнуть.
- Процесс закладки топлива и чистки котла довольно грязное занятие. При выборе места установки это стоит учитывать: ставить котел надо максимально близко к входной двери, чтобы не носить грязь через все помещение.
Если говорить в общем, то использование твердотопливного котла для отопления частного дома — неудобное решение. Хоть закупка топлива, как правило, обходится относительно недорого, но если посчитать еще затраты времени, то не так уж и дешево выходит.
Котлы длительного горения
Чтобы увеличить промежуток между закладками топлива были разработаны котлы длительного горения. В них используются две технологии:
- Пиролиз. Пиролизные твердотопливные котлы имеют две или три камеры сгорания. Закладка топлива в них горит при недостатке кислорода. При таком режиме образуется большое количество дымовых газов, большая часть которых горючи. Причем при горении они выделяют тепла намного больше, чем дрова или тот же уголь. Эти газы попадают во вторую камеру, куда через специальные отверстия подается воздух. Смешиваясь с ним, горючие газы воспламеняются, выделяя дополнительную порцию тепла.
Принцип работы пиролизного котла - Режим верхнего горения. В традиционных твердотопливных котлах огонь распространяется снизу-вверх. Из-за этого горит большая часть закладки, топливо прогорает быстро. Во время активного горения часто происходит перегрев системы и дома, что очень некомфортно. При использовании верхнего горения огонь разжигается только в верхней части закладки. Одновременно горит только небольшая часть дров, что выравнивает тепловой режим и увеличивает срок горения закладки.
Котел с верхним горением
Насколько эффективны эти технологии? Довольно эффективны. В зависимости от конструкции одна закладка дров может гореть от 6-8 до 24 часов, а угля — от 10-12 часов до нескольких суток. Но для получения такого результата необходимо использование топлива высокого качества. И дрова и уголь должны быть сухими. Это — основное требование. При использовании влажного топлива котел даже может не выйти на режим тления, то есть, греть он не начнет. Если у вас есть дровник с двух-трех годичным запасом дров или обширный сарай, в котором храниться уголь, котел длительного горения для отопления частного дома — хороший выбор. Лучше, чем обычный.
3 популярных модели твердотопливных котлов
Выбирая твердотопливный котёл, изучите его функциональность. Сейчас владельцы частных домов озабочены поиском универсального агрегата. Производители расширяют возможности продукции: предлагают модели, работающие на разных видах топлива, максимально автоматизируют процесс. Рассмотрим 3 модели твердотопливных котлов в рамках описанных выше параметров.
Топливо:Тип:Материал:Мощность:Дымоход в диаметре:
Форма вытянутая цилиндрообразная, минимальное время горения одной закладки дров 7 часов, максимальное — 34 часа. Компактен, энергонезависим, экономичен.
Отзыв: «Опытным путем определил оптимальный размер поленьев 10-20 см, чтобы удобно ложились в одну руку. Чем лучше уложите дрова — тем будет лучше гореть.» Иван
Топливо:Тип:Материал:Мощность:Высота трубы дымохода:
Котел оборудован электронным модулем управления. Водяная рубашка расположена по контуру камеры сгорания. Эффективность процесса горения обеспечиваются механическим тягорегулятором, термоманометром контроля температуры и давления теплоносителя.
Отзывы: «У меня тоже Зота, проблем с оборудованием нет, но пришлось обращаться на завод-производитель… Если будут проблемы — звоните или пишите… Представительство есть во многих городах…толковые, отзывчивые люди» Петр.
Вид топлива:Материал:Тип камеры сгорания:Мощность:КПД:
Котел обработан сверху специальной, устойчивой к коррозии краской. Производитель дает гарантию на 3 года бесперебойной службы. Энергонезависим, что позволяет эффективно работать при низких температурах.
Что говорят потребители: «Являюсь владельцем небольшого загородного домика площадью 90 квадратов. Приобрел Альпину год назад. Работает, как часы, без сбоев, как при больших нагрузках, так и не очень. Выбирал котел из чугуна, потому что он долго держит тепло. Покупкой доволен, оптимальное соотношение цены и качества.» Алекс.
Покупать оборудование для отопления следует после тщательного изучения технических характеристик прибора, отзывов на форумах от реальных потребителей, анализа собственных потребностей. Только правильно подобранный агрегат поможет создать дома комфортную атмосферу и наполнить его уютным теплом.
