Выбираем дровяной котел длительного горения с водяным контуром

В отличие от природного газа, дизельного топлива или электроэнергии — дрова являются общедоступным ресурсом. В регионах, обладающих значительными лесными ресурсами стоимость, по которой можно купить дрова, обуславливается порой лишь сложностью их доставки до потребителя, а цена киловатта тепловой энергии, получаемого в процессе сжигания дров, значительно меньше стоимости такого же киловатта, полученного от сжигания газа, мазута, дизельного топлива, или с помощью электрического нагрева. И такое положение дел характерно практически для всей территории нашей страны.

В этих условиях применение дровяных котлов для отопления становится не только возможным, но и выгодным с точки зрения снижения затрат. Одним из видов дровяных котлов, являются котлы длительного горения с водяным контуром. Использование таких котлов позволяет максимально эффективно распределять тепло по дому с помощью системы водяного отопления.

История металлических отопительных котлов и печей


Литые чугунные дровяные печурки, камины и котлы на дровах для нагрева воды используются человеком уже несколько сотен лет. Но особенности чугуна, как материала, не позволяли формировать на базе таких котлов эффективные системы водяного нагрева. Чугунным изделиям довольно трудно придать сложную форму, а сам материал настолько чуток к быстрому перепаду температур, что может внезапно трескаться, делая эксплуатацию отопительных котлов из чугуна сложной и опасной.

Современное состояние

С развитием технологий сварки стали, стало возможным производство дровяных котлов и каминов из тугоплавких сортов стали со сложной внутренней структурой. Эта возможность позволяет нам сегодня купить и своими руками установить у себя дома котлы сложных форм, с эффективными внутренними водяными контурами, или системой труб — теплообменников. КПД у таких котловых систем значительно вырос, срок службы увеличился, а неприхотливость и надежность в эксплуатации стали на порядок лучше.

При этом и современные дровяные отопительные камины, котлы и печи из стали, которые можно купить на рынке, не имеют сложных электронных систем контроля горения и обеспечения работы оборудования. Если, в каких-то моделях электронные системы контроля и присутствуют, то в минимально необходимом, для обеспечения безопасной эксплуатации, количестве. Конечно, это момент положительно сказывается на цене таких котлов отопления.

На базе снабженного водяным контуром котла на дровах, своими руками можно сделать весьма качественную систему отопления загородного дома.

Конструкция котла

Дровяной котёл в разрезе


    Итак, любой котел который вы можете купить состоит из:

  • 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.

Отопление современного дома котлом


И своими руками и с помощью подрядчика сегодня каждый домовладелец имеет возможность купить и организовать систему отопления загородного дома на базе дровяного котла. При этом котел, или камин, с водяным контуром, расположенный в одном из помещений дома, или даже в отдельно расположенном строении бойлерной, будет эффективно отапливать изолированные друг от друга стенами и перекрытиями помещения дома. Котел, сконструированный именно для нагрева воды, способен на протяжении многих отопительных сезонов надежно справляться с задачами отопления.

При этом система может быть организована как с принудительным перекачиванием теплоносителя, так и с его естественной, не зависящей от внешнего источника питания, циркуляцией.

Гравитационнная система отопленияСистемы, не зависящие от внешнего источника питания, на первый взгляд, кажутся более привлекательными, в первую очередь, за счет полной автономности использования. Но при таком варианте компоновки системы, очень трудно добиться равномерного нагрева всех помещений. Почти всегда, в таких системах, в одних помещениях будет излишне жарко, а в других тепла будет не хватать.


Насос в системе водянного отопленияДля системы с принудительной циркуляцией теплоносителя, конечно, нужен внешний источник энергии, расходуемой для работы насоса, перекачивающего теплоноситель, но потребность в энергии такого насоса очень незначительна, и, в случае нарушения внешнего электропитания, может быть легко компенсирована использованием резервных источников питания. Аварийные генераторы и резервные источники питания в любом случае необходимы в каждом доме на случай его отключения от общей электросети и аварийно запитать от них еще и циркуляционный насос не составит большого труда. Зато, равномерная циркуляция теплоносителя позволит поддерживать удобную температуру во всех помещениях дома, что, конечно, значительно сказывается на удобстве и комфортности проживания в нем.

Одним из вариантов водяных котлов для отопления дома, являются котлы т.н. длительного горения.

Это могут быть пеллетные котлы, использующие в качестве топлива не обычные дрова, а специально приготовленные дровяные пеллеты, являющиеся продукцией сублимации отходов производств, использующих в своем цикле древесину.


Кроме этого, котлы длительного горения создаются и для обычных дров. В этом случае сложная система внутренних дымоходов затрудняет и подавляет стремительный процесс горения, увеличивая интервалы между загрузками очередной партии дров в топку и позволяя увеличить КПД котла за счет более рационального использования энергии выделяющейся при сгорании дров.

Требования к установке котловПеред тем как купить котел для Вашего дома, требуется определенная подготовка помещения. Тяжелый вес котла позволяет осуществить установку только на специально подготовленное основание. В качестве такого основания может служить специальная бетонная площадка. Под сам котел и перед ним целесообразно укладывать лист толстого металла, чтобы исключить возможность вываливания тлеющего, или горящего топлива на способные воспламенится предметы, расположенные снизу от котла. Расположенные вблизи котла, стены и потолок бойлерной комнаты необходимо надежно изолировать от теплового воздействия со стороны котла. В помещении должна быть предусмотрена надежная система вытяжки и пожарная сигнальная система, на случай задымления помещения.

Требования к дымоходу при установке печейСистема дымохода для вашего будущего котла должна быть правильно сконструирована и исполнена.


ень важна правильная изоляция дымоходных труб от деревянных конструкций помещения. Температура продуктов сгорания, которые попадают в дымоход при интенсивном горении, достигает многих сотен градусов, и ненадлежащая тепловая изоляция труб дымохода может привести к пожару.

Правильно организованный дымоход очень важен и для эффективности работы самого котла. Если окончание трубы дымохода будет расположено слишком низко, в топке котла может формироваться недостаточная тяга, и процесс горения будет отличаться от того, который конструктивно закладывался производителем котла. Окончание трубы дымохода должно располагаться выше 50 сантиметров надо уровнем конька крыши. В этом случае при любых погодных условиях будет обеспечена правильная тяга в дымоходе.

В нижней части дымохода обязательно нужно предусмотреть и сделать сборник для конденсата, который образуется внутри труб дымохода при их остывании. Если этого не сделать избыточная влага будет попадать внутрь котла и вызывать его коррозию, что, конечно, снизит срок его службы.

В общем, ничего сложного, или особенного в системе отопления дома на базе водяного котла нет. Её можно легко спроектировать и собрать своими руками. В этом случае котел возможно без существенных затрат (так цена установки небольшая), врезать в уже существующую отопительную систему, используя его как запасной, или, даже, как главный источник получения тепла в доме.

Контроль и безопасность


Конечно, каждая отопительная система нуждается в средствах контроля и автоматики. Особенно это важно, если вы делаете эту систему своими руками и она располагается внутри дома, где любая неисправность может служить причиной пожара, способного привести к потерям имущества и даже человеческим жертвам.
Сложные многоуровневые системы контроля процесса горения, способные обеспечить максимальную безопасность котла, или камина существуют, но оборудование, на котором они применяются, как правило, стоит дорого и не все его себе могут позволить купить. Но и у простых и недорогих дровяных котлов существуют системы защиты и контроля.

Самая простейшая система, о которой уже говорилось выше, состоит из несложного термостата, измеряющего температуру теплоносителя в рабочем контуре котла и регулирующего за счет механической передачи, заслонку, отвечающую за процесс доступа свежего воздуха в топку. Когда температура рабочей жидкости достигает заданного параметра, тяга свежего воздуха сокращается, и процесс горения замедляется. При падении температуры ниже заданного предела, заслонка приоткрывается, и горение дров в топке становится интенсивнее. Такая система делает эксплуатацию котла не только безопаснее, за счет регулировки температуры теплоносителя и ликвидации возможности его закипания в контуре нагрева, но и позволяет эффективнее использовать топливо, сокращая его ненужный расход на избыточный нагрев рабочей жидкости.


В некоторых котлах, с более сложной системой контроля, процесс горения регулируется с помощью приточного вентилятора, нагнетающего воздух в топку и плавно регулирующего процесс горения в соответствии с заданными параметрами. Такая система автоматики не только делает процесс горения более плавным и безопасным, а отопление дома более равномерным, но и позволяет реже осуществлять очередную загрузку дров в топку котла.

Особенности эксплуатации подобных котлов

  • невысокая цена (может себе позволить каждый домовладелец)
  • длительный срок эксплуатации
  • надежность (при правильной эксплуатации там просто нечему ломаться)
  • доступность и низкая стоимость топлива
  • настройка и обслуживание своими руками (не требует высокой квалификации)
  • относительно невысокое КПД (по сравнению с котлами на газу, или дизельном топливе)
  • требуется периодическая загрузка дров (один раз в 3-8 часов)

Как видим, такие котлы имеют как свои плюсы, так и свои минусы. Однако, то что они повсеместно распространены в нашей стране, говорит о том, что использование такого оборудования для нагрева дома в зимний период весьма эффективно.


Особенности отопительных котлов на дровах

Котлы, работающие на дровах, не сильно отличаются друг от друга: размерами камеры сгорания и материалами изготовления.

Отопительные приборы изготавливаются из стали или чугуна. Каждый котёл имеет свои преимущества и недостатки.

Чугунный отопительный прибор работает стабильно, долго нагревается, но и остывает в течение продолжительного времени. Такие устройства работают не менее 20 лет. К недостаткам относится то, что при нерегулярной эксплуатации и резких сменах температур чугун разрушается.

Стальной котёл прослужит не более 15 лет. В то же время сталь — более термоустойчивый материал, а потому при частой смене температур разрушаться не будет. Стальные котлы подвержены коррозии, поэтому устанавливаться должны в сухом помещении.

Достоинства

  • экологичность, так как угарный газ, выделяющийся при сгорании топлива, перерабатывается и служит для производства горючих газов;
  • регулировка горения дров при помощи подачи воздуха;
  • высокий КПД;
  • возможность использования различных видов твёрдого топлива;
  • отапливание помещений любого назначения;
  • автономная работа.

Недостатки

  • необходимость контролировать влажность топлива;
  • выделение большого количества сажи и золы;
  • наличие дополнительного пространства для хранения топлива;
  • неравномерный нагрев теплоносителя;
  • наличие дымохода.

Конструкция прибора

Конструкция котла длительного горения не слишком сложна. Отопительное устройство состоит из:

  • Закрытого цилиндрического бака, где имеется люк для закладки дров, поддувало и отверстие для дымоходной трубы.
  • Распределителя воздуха, расположенного внутри бака. Распределитель создаёт завихрения воздушных потоков и горючих газов.
  • Теплообменника, встроенного в верхнюю камеру. В нём достигается максимальная температура.

Для регулировки подачи воздуха и, следовательно, интенсивности горения, котёл оснащается регулятором, который перекрывается, как только дрова начинают интенсивно гореть. Котёл переводится в режим длительного горения.

Дрова тлеют в нижней камере. При этом горючие газы поднимаются наверх и сгорают уже в верхней камере, нагревая теплообменник.

Фото 4

Фото 1. Схема устройства отопительного котла длительного горения на дровах. Стрелками указаны части конструкции.

Принцип работы

Принцип работы дровяного котла длительного горения основан на регулировке подачи воздуха в камеру сгорания. Из-за ограниченного количества кислорода, горение и тление топлива замедляется, что позволяет реже закладывать дрова.

Из-за того, что тление происходит в большом объёме, образуется угарный газ, который имеет большую теплотворную способность. Газ поступает в камеру сгорания посредством огнеупорной форсунки и воспламеняется.

Такие котлы не только экономят топливо, но и сжигают большое количество вредных соединений и в дымоход попадает только негорючий дым, который не загрязняет окружающую среду.

Топливо в отопительном устройстве начинает гореть с верхнего слоя, затем тление постепенно опускается к нижним слоям дров. Такой способ замедляет горение топлива, увеличивая при этом подачу тепла.

Дровяной котёл длительного горения с водяным контуром своими руками

Для создания котла длительного горения потребуются:

  • Стальные трубы или бочка диаметром не менее 0,3 м и толщиной стенок 3—5 мм. Тонкостенные ёмкости быстро прогорят и отопительное устройство придёт в негодность.
  • Трубы диаметром 5 и 10 см.
  • Листовая сталь толщиной 4 мм.
  • Сварочный аппарат.
  • Болгарка.
  • Ручные инструменты.

Из трубы или бочки формируется корпус котла. Высота прибора определяется в зависимости от величины камеры горения и желаемого количества дров в одной закладке. Оптимальной высотой считается 1 м.

Условно всю установку можно поделить на три зоны:

  • сгорания;
  • горения;
  • загрузки.

Последняя зона по мере тления топлива уменьшается. Одним из главных элементов котла является распределитель. Его изготавливают из стального листа, в середине которого располагается труба для подведения воздуха в топливную камеру. По мере тления дров распределитель постепенно опускается.

Для подведения воздуха используется труба диаметром 5—6 см. При этом отверстие в воздушном распределителе не должно превышать 2 см, чтобы не произошло перенасыщения кислородом. Для регулировки тяги в верхней части трубы устанавливается подвижная заслонка.

Фото 6

Фото 2. Самодельный отопительный котел длительного горения, изготовленный из металлической бочки.

Внутри камеры сгорания проводится труба водяного теплообменника диаметром 10 см. В самом баке вода нагревается змеевиком, который соединён с трубой.

Подключение к системе отопления

Котёл длительного горения подключается к системе отопления двумя способами:

  • Вода нагревается внутри камеры горения змеевиком, к которому присоединена труба теплообменника.
  • Вода нагревается в выносном баке, через который проходит труба дымохода.

Второй способ сложнее в конструктивном исполнении, но намного эффективнее.

Дымоход и отражатель

Стенки котла длительного горения будут постоянно нагреваться и излучать тепло. Если помещение для установки котла имеет небольшие размеры, то вокруг неё располагаются отражатели, распределяющие поток тепловой энергии и направляющие его внутрь.

Дымоходная труба делается с минимальным количеством колен — 2 колена под углом 45°.

Установка

Котёл будет постоянно разогреваться, что может привести к возникновению возгорания. Чтобы этого не произошло, прибор устанавливают на кирпичный или бетонный фундамент.

При отсутствии возможности возвести фундамент, к котлу снизу привариваются ножки.

В этом случае отопительное устройство допускается установить на толстый стальной лист. Лист должен выступать за пределы котла не менее чем на 20 см с каждой стороны.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается об особенностях дровяных котлов длительного горения, их принципах работы.

Подводим итоги

Создание котла длительного горения своими руками позволит сэкономить не только на покупке дорогостоящего оборудования, но и во время эксплуатации. Использовать такой отопительный прибор можно в жилых помещениях, гараже, мастерской и т. п. Отопительное устройство обеспечит высокоэффективный нагрев при минимальных затратах.

Правильно работающий отопительный прибор сэкономит ваши средства и время во время эксплуатации. Закладывать дрова необходимо будет 2—3 раза в сутки в зависимости от размера топливной камеры. Дым, выходящий из дымохода, не должен содержать вредных соединений. Если прибор неправильно сконструирован или подключён, то вы можете стать обладателем весьма капризного устройства. К признакам неправильной работы дровяного котла длительного горения относятся:

  • Отопительный прибор начинает «кушать» дрова большими партиями, а одной загрузки хватает на 2—3 часа. Ни о какой экономии средств в этом случае речи не идёт.
  • Отсутствует возможность регулировки температуры отопления.
  • Невозможно разогреть устройство до температуры выше 60 °C.
  • Во время топки в дымоходе раздаются взрывы.
  • Из дымоходной трубы течёт дёготь.
  • Закипание котла.
  • При высокой температуре самого устройства батареи остаются холодными.

Помочь в этом случае может только переподключение котла к системе отопления и дымоходу. Следует внимательно изучить схемы обвязки прибора или обратиться к специалистам.


Leave a Comment

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