Классический котел с водяным контуром из подручных средств

Если вы находитесь в поисках качественного отопительного устройства для своего дома, то предлагаем вам рассмотреть такой вариант как пиролизные с водяным контуром. Это функциональные и удобные приборы для нагревания помещений за короткий период времени. Для их изготовления используются современные технологии, а отличный показатель скорости прогрева и безопасность использования выделяют этот агрегат на фоне других альтернативных вариантов. Наш обзор познакомит вас с принципом работы подобных устройств, с их характеристиками и с разными моделями.

Пиролизный агрегат – это функциональное и мощное устройство

Что такое пиролизный котел: принцип работы пиролиза и его эффективность

В основе принципа работы пиролизного котла длительного горения находится обработка газов, получаемых при сгорании сырья из древесины. Знаете ли вы, что полученный газ выделяет большее количество тепла, чем просто дрова. Достоинством этой техники можно назвать то, что она несложна в управлении и включает автоматизацию процесса обслуживания.

Название такие котлы получили, благодаря пиролизному сжиганию, которое представляет собой процесс сухой перегонки топлива. При нехватке кислорода и воздействии повышенных температур древесное топливо разлагается и выделяет компоненты, которые и называются пиролизным газом. Так образуется древесный уголь.

Процесс сухой перегонки производится при температурных значениях 200-800 градусов. При сгорании пиролизный газ взаимодействует с активным углеродом, что приводит к отсутствию вредных веществ в дыме при выходе из котла. Такой агрегат меньше загрязняет атмосферу и выделяет минимальное количество сажи. Поэтому его нужно меньше чистить.

Устройство пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром предполагает наличие двух отсеков. Нижний сделан для пиролизного процесса, а верхний – для переработки появившихся при сгорании газов.

Работа оборудования происходит следующим образом:

• топливное сырье загружается в топку;
• при помощи регулятора происходит установка режима горения;
• после прогрева топочного отсека, запускается режим пиролиза. При этом перекрывается доступ кислорода, а древесное сырье медленного сгорает и емкость заполняется углекислым газом;
• газ переходит в следующую камеру, размещенную в верхней части прибора;
• газообразный компонент сжигается, что позволяет выделить еще какой – то объем тепла.

Полезная информация! Так как процесс происходит при повышенных температурах, то все детали должны быть сделаны из жаропрочных материалов. Для этих целей применяется чугун. Если конструкция из стали, то применяется покрытие из керамики.

Принцип работы твердотопливного пиролизного котла длительного горения (видео)

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром: основные элементы

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром очень схожи со стандартными металлическими печами. В качестве топлива применяются дрова, торфяные брикеты, а также гранулы пеллет.

На дне емкости сгорания находится колосник, который выглядит как решетка из чугуна. Данный элемент предназначен для подачи воздуха под топливо. В корпусе из стали присутствуют две камеры: сгорания и загрузочная. Внутри их поверхности облицовываются жаропрочным материалом. Дно емкости выкладывается кирпичом. В роли теплообменника выступают трубчатые конструкции.

Полезная информация! Топливо, используемое для котлов должно быть хорошо просушенным.

Обзор моделей и стоимости пиролизных котлов

В таблице можно посмотреть, какие существуют модели, что из себя представляют и их цену.

Изображение	Модели	Описание	Цена, руб.
	Буржуй – К Стандарт - 10	Способен обогреть площадь до 90 кв. м. Имеет открытую камеру сгорания и напольную установку.	37000
	Печкин КСТ 20	Независим от электричества. Топочная камера сделана из материала, устойчивого к коррозии.	13300
	Траян Т10	Энергонезависимый, с открытой камерой сгорания	41900
	Гейзер ПК - 75	Может обогреть здание площадью до 750 кв. м	165000
	Buderus Logano S171-22	Большой объем загрузочной камеры, современный дизайн, расширенный функционал автоматики	150000
	Viessmann Vitoligno 100-S VL1A003	Мощность 40 кВт. Работает на дровах, напольная установка.	260000

Достоинства и недостатки котлов на пиролизном газе

У дровяного котла длительного горения с водяным контуром множество преимуществ по сравнению с другими отопительными конструкциями:

• для подобного оборудования характерно медленное сгорание дров. Закладка топлива производится не чаще, чем раз за 12 часов;
• так как топливо полностью перерабатывается, то не образуется много золы, что облегчает уход за конструкцией;
• высокий КПД, который выше чем у остального оборудования;
• возможность регулирования процесса сгорания дров;
• нет нужды измельчать сырье, так как в просторную топку помещаются дрова любого размера;
• присутствие водяного контура делает обогрев помещения более эффективным.

Чтобы вы могли оценить устройство объективно, предлагаем, кроме достоинств больше узнать о недостатках:

• у подобных котлов цена в два раза больше стандартных агрегатов, работающих на дровах.
• зависит от электрической сети. Устройство дымососа не может работать без электричества;
• в процессе пиролиза может образовываться деготь, который засоряет элементы конструкции;
• в водяной контур необходимо подмешивать теплую воду.

Особенно актуальны котлы пиролизного типа, если поблизости есть деревообрабатывающее производство, где можно брать отходы.

Обратите внимание! В некоторых случаях котел перестает работать, если вода из обратной системы попадает в контур охлажденной. Чтобы избежать подобной проблемы, установите обходной контур в конструкцию. При этом применяется трехходовой клапан. Когда горячая вода перемешается с охлажденной, прибор не будет выключаться.

Выбрать подходящий пиролизный котел длительного горения на угле или на дровах, обращайте внимание на следующие параметры:

• при выборе производителя не обязательно выбирать только европейские модели. Они дорогие, но по качеству сборки не уступают отечественным производителям;
• наличие автоматической защиты и дозатора. Они отключают оборудование в случае непредвиденных ситуаций;
• наличие бойлерной системы.

После приобретения оптимального варианта, для качественной работы агрегата его нужно правильно установить. При установке оборудования не забывайте соблюдать определенные правила. Например, вокруг места монтажа должно быть свободное пространство. Если нет отдельного помещения, то отведите под устройство отдельную площадку с достаточным отступом от стен.

Не забудьте настелить на пол материал с негорючими свойствами. Это может быть кирпич, металл или асбестовые пластины. Кроме естественной вентиляции, продумайте приточную. Помните, что поблизости с котлом нельзя складывать топливное сырье.

До того как приобрести оборудование, рассчитайте тепловые потери вашего дома. Если этого не сделать, то можно выбрать прибор с маленькой мощностью, который не обеспечит постройку достаточным количеством тепла.

Использование наших советов поможет вам выбрать достойное оборудование. Какую модель предпочесть, решать вам. Надеемся, что в этом вам поможет наш обзор и информация.

Эволюция котельного оборудования привела к появлению котлов длительного горения на дровах, угле, торфе. Отопление твердотопливным котлом с водяным контуром предыдущего поколения было не очень комфортным. По причине возникновения сажи, использования загрязненного топлива и быстрого его выгорания, всем нам известны истории о грязных и уставших печниках. Отопление дома большой квадратуры твердым топливом требует большого количества топлива. Вне зависимости от того, на дровах происходит отопление или на угле, оператор должен следить за наличием достаточного количества топлива в топке. В противном случае, закладка прогорит, пламя потухнет, и помещения начнут остывать. Процедура розжига также не из приятных, поскольку для розжига угля необходимо предварительно подготовленное пламя на дровах.

Особенности технологии длительного горения

Отопление дома при помощи котла длительного горения позволяет избежать практически всех проблем, связанных с использованием твердого топлива. Установив такой котел своими руками можно забыть о необходимости частого обслуживания и подбрасывания топлива. Наиболее часто используются котлы на дровах. Отопление дома, административного здания возможно также и на брикетах, пеллетах, торфе или даже шелухи от семечек.

Котлы длительного горения можно условно разделить на два вида:

• оборудование с ручной подачей топлива;
• оборудование с автоматизированной подачей топлива.

Отопление небольшого дома потребует меньшее количество топлива. При наличии небольшой камеры сгорания, придется ответственно следить за наличием дров или угля. Современные котлы имеют большую камеру сгорания на 250-300 л, что позволяет забросить большое количество топлива, достаточное на 1-2 обслуживания котла длительного горения в сутки. Почему же не происходит возгорание всего топлива сразу и не перегревается система отопления дома? Если забросить две связки дров в самодельный котел, не рассчитанный на повышенную температуру горения, это закончится закипанием системы, и как минимум результатом станет аварийный сброс воздуха через клапан.

Котлы длительного горения же дозировано сжигают топливо, благодаря продуманному алгоритму работы, а отопление дома происходит равномерно, безопасно.

Твердотопливные котлы с микроконтроллером

Самый простой способ контролировать интенсивность реакции горения – регулировать подачу кислорода. Без кислорода пламя будет тухнуть, будут образовываться угли, которые начнут тлеть. Имея большую камеру сгорания, котлы длительного горения имеют герметичную конструкцию и установленные сопла для подачи воздуха специальным вентилятором. Вентилятор же управляется микроконтроллером, получающим данные с пульта и датчиков температуры. Можно также изготовить подобный котел своими руками, или даже собрать самодельный микроконтроллер, установив даже на обычный твердотопливный котел можно получить повышение комфорта при обслуживании.

Алгоритм работы котла с микроконтроллером:

• после разжигания пламени, необходимо загрузить топку дровами.
• выставить требуемый режим отопления на пульте (выставить температуру теплоносителя, установить период работы при наличии программатора).
• получая данные с пульта, микроконтроллер при нехватке температуры начинает нагнетать воздух в камеру сгорания, что приводит к раздуванию пламени.
• топливо начинает активно гореть.
• циркуляционный насос, встроенный в систему отопления, перемещает теплоноситель от котла, к тепловым приборам.
• если температура теплоносителя начинает превышать заданную в программе, подача воздуха прекращается.
• выгорая в камере сгорания, воздух делает невозможной реакции горения.
• пламя пропадает, и топливо начинает тлеть.
• при повторном цикле, нагнетание воздуха вызывает раздувание и повтор всей последовательности.

Даже при полностью загруженной камере сгорания, топливо будет гореть безопасно и постепенно. Настроить микроконтроллер можно своими руками, без помощи специалиста. Подобные котлы часто имеют дополнительную конвекционную часть для повышения КПД и могут работать даже в случае отсутствия подачи электричества. Требования безопасности определяют конструкцию вентилятора. Необходима также установка обратного клапана, для исключения обратной тяги и для организации постепенного угасания всего топлива. Это необходимо для того, чтобы не вызвать перегрев системы отопления. Отключение подачи электричества приводит к остановке циркуляционного насоса без наличия источника бесперебойного питания или генератора. В таких условиях владельцу необходимо будет механически, своими руками перевести положение флажка в режим естественной вентиляции.

Котлы длительного горения типа Stropuva используют способ горения топлива «сверху-вниз». За счет этого существенно замедляется реакция, и одной загрузки котлу хватает на 1-3 дня.

Пиролизные же котлы получают тепловую энергию не в результате прямого горения топлива, а благодаря сжиганию пиролизных газов. Они возникают при высокой температуре и отсутствии кислорода. В результате этого происходит распад древесины на газ и древесный уголь. Дрова сгорают практически полностью и достаточно быстро, а в процессе сжигания не возникает сажа или зола. Единственное, что останется после полной камеры дров – это горсть мелкозернистого пепла, похожего на пепел обычной сигареты.

Использование бойлера косвенного нагрева с твердотопливными котлами

Еще одним способом экономии для владельцев домов с системой отопления на основе является установка бойлера косвенного нагрева. Он представляет емкость, которая за счет вторичного теплообменника способна нагревать чистую санитарную воду для водяного контура. Тандем бойлера косвенного нагрева и твердотопливного котла удобен по причине возможности сброса лишней тепловой энергии в контур водоснабжения. Если бойлер будет достаточно большого объема, а потребление интенсивным, это поможет сбалансировать систему отопления, исключить повышенные температуры и перегрев теплоносителя.

Владелец же получает стабильный, безопасный и дешевый источник горячей воды. Бойлер косвенного нагрева может применяться и в зимний и летний период, однако, при малой потребности в горячей воде, при использовании котла на дровах и угле без микроконтроллера, подача горячей воды может быть не совсем корректной. Чего не скажешь о пеллетных котлах, которые одинаково эффективны за счет автоматической подачи биогранул. Водяной контур до бойлера косвенного нагрева регулируется термостатическим клапаном, который предотвращает нагрев контура отопления, а направляет теплоноситель на вторичный теплообменник в бойлер косвенного нагрева.

Автоматическая подача топлива

То, что считалось еще несколько лет назад лишь перспективной идеей, уже может быть внедрено на реальных объектах. Котлы с автоматической подачей твердого топлива активно получают широкое применение. В основе горения лежит топливо – биогранулы. Они могут производиться из шелухи, отходов мебельного производства, жмыха. Образуя мелкие гранулы с фракцией 0,5-1,5 см, они перемещаются в мешах и представляет собой рассыпчатый сухой материал готовый к использованию.

Сжигание потребует наличия пеллетной горелки. Такими горелками может быть оборудован пеллетный котел, либо обычный твердотопливный. Изготовив специальную дверцу и вмонтировав в нее пеллетную горелку, можно добиться универсальности котла. Самодельная дверца может быть установлена за считанные минуты, а при отсутствии топлива, можно будет использовать дрова или даже уголь.

Преимущества пеллетных котлов

1. Отсутствие необходимости частого обслуживания. Биогранулы загружаются в специальную емкость (бункер), которая теоретически может быть любого размера. То есть, возникает возможность сделать загрузку топлива один раз на весь сезон отопления. Кроме того, сгорая, биогранулы образуют очень малое количество пепла и шлака. Достаточно в среднем производить чистку зольника 1 раз в неделю-две.
2. Такой котел может быть установлен где угодно, и он потребует только лишь подвод электричества. Вы получите автономность, сравнимую с твердотопливными дровяными котлами.
3. Котел может быть установлен своими руками, не потребует сложного и дорого обслуживания, а по своей конструкции он не сложнее привычного газового или твердотопливного котла.

1. Биогранулы имеют значительно меньшую стоимость, чем дрова, газ и электричество. Для отопления больших помещений это очень важно, поскольку не всегда есть возможность подвести высокую мощность электрических сетей и уменьшение расходов на 20-30% при площади от 200 м.кв. очень весомый аргумент.
2. Биотопливо – экологичный материал. При сгорании он не загрязняет окружающую среду, чего нельзя сказать, например, о котлах, работающих на мазуте.
3. Полная автономность – учитывая наличие большого бункера для топлива, автоматическую подачу и системы управления, котел может работать неделями без участия человека, что снижает расходы на истопника.
4. Пеллетные котлы обладают высоким КПД. Если установить своими руками пеллетную горелку на твердотопливный котел с дополнительной конвекционной камерой, можно получить КПД на уровне 86-92%, что для твердотопливных котлов является очень высоким показателем.
5. Срок службы таких котлов 15-20 лет, а их конструкция, с минимальным количеством элементов, надежная и простая. По сути, основными элементами является шнек, привод шнека, ТЭН розжига и вентилятор продувки.
6. Гибкость настроек – различные версии прошивок микроконтроллера помогут настроить отопление в удобном для вас режиме. А программатор может включать или выключать приборы в заданный период времени.

Котлы длительного горения стали ответом инженеров и производителей отопительной техники на запрос рынка. Они значительно повышают комфорт при обслуживании и обеспечивают значительную экономию.

Обустраивая частный дом, его владелец часто стремится снизить затраты за счет достижения автономности отопления, водоснабжения. Котлы длительного горения с водяным контуром — распространённое решение вопроса отопления и горячего водоснабжения, особенно в районах, удаленных от газовых магистралей. Топливо, используемое для работы, достаточно разнообразно (дрова, уголь, пеллеты, опилки и другое), поэтому всегда можно подобрать удобную и экономную модель.

Виды котлов длительного горения

Котел с водяным контуром может обладать достаточно сложными ; в данном случае, лучше приобрести готовый агрегат для отопления дома от надежного и хорошо зарекомендовавшего себя производителя. Простые конструкции котлов для дома некоторые мастера собирают своими руками.

Котлы длительного горения для частного дома бывают разных форм и размеров, с водяным контуром или без, но в целом их делят на две группы:

1. . В данном типе печи топливо сгорает в несколько этапов, в первой камере при высокой температуре и с пониженным содержанием кислорода, при этом достигается процесс тления, и выделяются горючие газы, которые дожигаются во второй камере при обильном поступлении воздуха. КПД у некоторых моделей таких печей достигает 98% . Изготовить своими руками пиролизный котел с водяной рубашкой очень трудно, поэтому чаще собирают более простые варианты.
2. . В таком котле топливо сгорает в обычном режиме, время горения увеличивается за счет объемной камеры сгорания, наличия теплообменника в виде нескольких водяных контуров. Самодельный классический котел по принципу работы идентичен печи, но за счет герметичности является более совершенной конструкцией, уровень КПД около 75 % . Чертежи классических печей длительного сжигания топлива по способу горения делят на:

• модели с нижним горением, где подача воздуха контролирует мощность теплоотдачи и скорость горения топлива;
• модели верхнего горения, более продуктивные, в них топливо горит равномерно и уровень КПД выше.

Классический котел с водяным контуром из подручных средств

Подготовительный этап создания печи длительного горения своими руками включает разработку проекта, создание чертежей и проведение расчетов мощности конструкции. Чем больше тепла необходимо для дома, тем больше должен быть объем топки, теплообменника.

• Корпус котла изготавливают цилиндрической формы из трубы большого диаметра или листовой стали 3-5 мм толщиной . Водяной контур располагается в промежутке между внешним и внутренним слоем стали по всей стенке котла, дополнительно в верхней части конструкции могут быть добавлены регистры. С их помощью увеличивается площадь теплообменника и скорость нагрева воды, регистры соединяют противоположные стенки котла и могут быть изготовлены из прямоугольной или круглой трубы небольшого диаметра. Наличие регистров положительно сказывается на КПД конструкции.

В конструкции с нижним горением предусматривается две дверки: верхняя — для загрузки топлива, и нижняя — для розжига и удаления золы . Под топливником необходимо своими руками с помощью болгарки подготовить отверстие для колосниковой решетки и поддувальной камеры. С помощью поддувального отверстия будет регулироваться поток воздуха и скорость горения. Иногда поддув регулируется автоматически при помощи дополнительного оборудования: датчика температуры в водяном контуре и регулятора на заслонке. При понижении температуры воды в контуре поддувальная дверка открывается шире, и процесс горения усиливается.

Регулировать работу котла с нижним горением можно вручную, для этого, в начале работы после розжига поддув делают максимальным, а после разгорания топлива и нагрева теплоносителя в отопительной системе, поддув делают минимальным. Дымоход располагается в верхней плоскости цилиндра печи и отводит продукты сгорания за пределы дома.

Также можно изготовить своими руками для отопления дома с верхней загрузкой. Его конструкция сверху отличается тем, что вся верхняя плоскость — это загрузочная дверца для топлива. Поэтому дрова в такой котел загружают большого размера, даже бревна, их сжигание происходит намного медленнее. Мощность горения регулируется поддувальной дверкой, дымоход выводится на стенке котла.

• Чтобы сделать своими руками котел длительного горения с верхним горением понадобятся похожие материалы, как на предыдущий вариант агрегата. Корпус также вмещает водяной контур, в нижней части патрубком подводится холодная вода, в верхней — выход горячей воды. Топливо также загружается через верхнюю камеру. Сверху по диаметру цилиндра печи на него опускается пресс «блин», который можно сделать своими руками из стальных пластин, сваренных веером с отверстием в середине. К этому отверстию приваривается труба, по которой будет поступать воздух для поддержания горения.

Топливо разжигают сверху и герметично закрывают все дверцы конструкции печи , воздушная труба опускается к топливу и горение усиливается. Регулирует поток воздуха заслонка в верхней части трубы, его равномерное распределение обеспечивает пресс. По мере прогорания верхнего слоя топлива пресс постепенно опускается. Для дополнительного прогрева теплоносителя также добавляют регистры между стенками печи, которые не должны мешать трубе с подачей воздуха.

Учитывая постоянный рост цен на углеводородные энергоносители, водогрейное оборудование на альтернативных видах топлива, активно отвоевывает позиции на современном, в том числе и украинском, рынке отопительных приборов. Особым вниманием населения пользуются котлы на дровах водяные – надежные, простые в эксплуатации и недорогие источники производства тепловой энергии.

Водогрейный котел на дровах отличается универсальностью и может использоваться для отопления частного сектора, коммунальных, административных и производственных помещений, а также для получения горячей воды.

Довольно часто для производства тепловой энергии используют самодельный водогрейный котел на дровах. Несмотря на хорошие эксплуатационные показатели, все же современные технологии дровяного отопления значительно продвинулись вперед по сравнению с классическими самодельными аналогами.

Рис. 1

Принцип действия и основные характеристики

Котлы на дровах с водяным контуром – это водогрейное оборудование с большим диапазоном мощности, предназначенное для отопления жилья и получения горячей воды. Учитывая постоянное соприкосновение с открытым огнем и образование водяного конденсата, для его изготовления используют чугун или специальные сорта стали, менее подверженные коррозии.

Как и большинство водогрейных отопительных приборов, дровяные котлы с водяным контуром работают по принципу закрытого сосуда. Древесина, сгорая в топочной камере, выделяет энергию для нагрева жидкости в теплообменнике, которая под давлением движется в водяном контуре, обогревая помещение.

Технические особенности водогрейных дровяных аппаратов определяются следующими параметрами.

• Мощность – зависит от объема топки, материала изготовления и объема теплообменника. Выбор мощности водогрейного котла на дровах определяется размером отапливаемой площади и уровнем теплоизоляции здания – в среднем 1 кВт на 10 кв.м.
• Эффективность или КПД водогрейного оборудования зависит от скорости циркуляции теплоносителя, параметров теплоотдачи топлива и способа его сжигания. Пиролизные модели и дровяные приборы длительного горения могут достигать КПД до 85–92%.
• Базовым теплоносителем в контуре является вода, как альтернатива могут применяться незамерзающие жидкости.
• По выполняемым функциям может быть как одноконтурным, так и иметь второй водонагревательный контур.

Варианты изготовления водяного контура в твердотопливных системах

Существуют различные варианты устройства системы водяного отопления на основе использования водогрейного котла на твердом топливе.

• С естественной циркуляцией воды в открытом водяном контуре. При такой, чаще всего самодельной, системе давление жидкости регулируется с помощью расширительного бака, расположенного в самой высокой точке отопления. Просто, надежно, безопасно, но подсасывание воздуха в трубы ускоряет процесс коррозии металла.
• Водогрейный аппарат может встраиваться в систему отопления с замкнутым водяным контуром. В этом случае для контроля водяного давления используется манометр, обязательным требованием безопасности является установка сбросного клапана.
• С целью повышения КПД водогрейного прибора в систему монтируется циркуляционный насос, который, нагнетая давление воды и, ускоряя ее циркуляцию в контуре отопления, обеспечивает ощутимую экономию энергоносителя.

Виды котельного оборудования, работающего на древесном топливе

В зависимости от типа топлива, способа его сгорания и наличия автоматики и измерительного оборудования водонагревательные котлы на дровах можно объединить в несколько категорий.

• Котлы водяного отопления на дровах классические, изготовленные в заводских условиях или самодельные, с естественной или принудительной тягой. В случае использования поддува регулируется поступление воздуха и, соответственно, нагрев жидкости в контуре отопления.
• Водогрейный котел на дровах пиролизный. За счет двухкамерной топки происходит первичное обугливание и сгорание древесины с последующим догоранием выделенного газа. Производство газогенераторного оборудования создало конкуренцию менее экономным моделям, начало вытеснять самодельные конструкции.
• Водонагревательный котел на дровах длительного горения. Высокий КПД и равномерный прогрев воды в системе отопления обеспечивается особенностями конструкции теплообменника и применением технологии верхнего горения. Длительность прогорания одной закладки топлива составляет 24–48 часов, что достигается автоматизацией контроля подачи воздуха и интенсивности пламени.
• Котел на дровах для водяного отопления с автоматической подачей топлива. Он функционирует по принципу длительного горения, с той разницей, что дополнительно оборудован бункером, из которого щепа или древесные пеллеты автоматически подаются в камеру сгорания.

Рис. 2

Преимущества отопления дровяными котлами

Украинские и зарубежные производители, совершенствуя технологии и применяя современные материалы, делают водогрейный котел на дровах конкурентоспособным оборудованием для производства тепловой энергии.

Рис. 3

Надежность и экономичность!

Простота конструкции дровяных котлов с водяным контуром гарантирует их надежность, а технологии полного сгорания древесного топлива обеспечивают экономичность и большой срок эксплуатации.

Энергонезависимость!

Наряду с автоматизированными водогрейными приборами успешно используются и более дешевые, в том числе самодельные конструкции, рассчитанные на естественную циркуляцию теплоносителя и произвольную тягу. Это делает их независимыми от источника электроснабжения.

Безопасность!

Использование элементарных приборов регулирования температуры и давления в системе отопления делает котлы водяного отопления на дровах полностью безопасными.

Простота монтажа и обслуживания!

Установка бытового аппарата отопления на древесном топливе не требует оформления разрешительных документов в государственных надзорных органах.

Доступная цена!

Один из самых дешевых приборов для автономных систем отопления. Даже высокотехнологичные дровяные модели длительного горения выигрывают в сравнении с дорогостоящим газовым оборудованием.

Горячее водоснабжение!

Водогрейный котел дровяной может обеспечить нагрев воды за счет встроенного или дополнительного контура, смонтированного на одной из ветвей отопления. Возможен вариант установки самодельной водогрейной емкости с использованием змеевика в качестве нагревательного элемента.

Производство водогрейных котлов на дровах пользуется постоянным спросом у потребителей и уверенно занимает свою нишу в сегменте бытового и промышленного отопительного оборудования.

Подъем тарифов на электроэнергию и газ заставляют собственников жилья в пригороде и сельской местности задуматься о том, насколько может быть практично отопление загородного дома дровами. Теплотехники, разрабатывающие дровяные котлы для отопления частного дома, используют для создания эффективного оборудования опыт и знания, накопленные не только в строительстве печей, но и в других областях науки (органической химии и физике твердых материалов).

В прошлые века вопрос: чем отопить загородный дом? имел единственный ответ -дрова. Большие русские печи, компактные печи – голландки, камины (очаги, напоминающие о первобытном прошлом) – таким было отопление деревянных домов в местностях богатыми лесами.

Конструкция классического котла на твердом топливе

Первоначально популярный чугунный корпус постепенно уступил место корпусу, сваренному из высококачественной стали. Достоинством чугуна была высокая тепловая инерция, позволявшая медленно отдавать тепло в окружающее пространство. Литые чугунные печи были очень популярны в трех прошедших веках. Но у чугуна есть недостаток: при случайном быстром остужении (холодная вода, попавшая на корпус) он трескается. Сварить чугунный монолит очень непросто, требуется специальное оборудование (при этом качество сварки не гарантировано).

Отсутствие технологий сварки стальных конструкций препятствовало прогрессу развития теплотехники. Появление электрической сварки изменило ситуацию.Современные стальные агрегаты изготовлены из сортов стали с высокими теплопроводными характеристиками. Сварка позволяет создавать сложные конфигурации стальных плоскостей и труб внутри котла.

Конструкция дровяного котла состоит из следующих элементов:

• Топочная камера;
• Колосник;
• Зольная камера;
• Водяной контур (теплообменник).

Топочная камера (или просто «топка») занимает центральную часть котла. Объемный короб, сваренный из толстых стальных пластин (толщина металла не менее 4 мм), герметично закрывается дверцей из такого же материала.

В дно топочной камеры встроен колосник. Это решетка из металлических прутьев или толстая стальная пластина с прорезанными параллельными щелями. Ее назначение – пропускать падающие вниз отходы прогоревшего топлива. Приток воздуха через нижнее поддувало (отверстие с заслонкой), проходящий через щели колосника, поддерживает активное горение нижнего слоя древесины.

Нижняя часть корпуса, куда попадают отходы горения, называется зольной камерой (или «зольником»). Широкая (но невысокая) дверца зольной камеры герметично закрывается, чтобы исключить нерегулируемый приток воздуха. Поддон для золы легко извлекается при очистке от «отходов производства тепла». Над дверцей зольника находится поддувало, через которое регулируется подача воздуха в топку.

Особое внимание производители отдают качеству теплоизоляции топки. Чтобы снизить теплоотдачу за пределы корпуса, не направленную на полезное действие, в стенки вставляются пластины из теплоизолирующих материалов. Асбест, керамика, шамотная глина и минеральная плита качественно уменьшают теплопотери, что позволяет снизить количество топлива. На внутреннюю дверцу топки также крепится асбестовая пластина.

Замки на дверцах топочной и зольной камер конструируются с учетом возможного износа. Замки с эффектом притягивания не позволяют дверцам самопроизвольно открываться.

Совмещение котла с водяной системой отопления

Комплексное дровяное отопление позволяет использовать один дровяной котел с водяным контуром для отопления частного дома с несколькими помещениями, отделенными друг от друга перекрытиями и внутренними стенами. Современные котлы сконструированы именно для нагрева воды. Идея сделать котел главной частью водяной (или паровой) системы отопления привела к созданию систем теплообмена. Система передачи тепла воде от горящего топлива называется «теплообменник» или водяной контур. Соединенная с водяным контуром система труб и радиаторов равномерно распределяет тепло горячей воды по всем помещениям.

Самый простой вид теплообменника – водяной резервуар, под которым находится источник тепла. Нагревание воды происходит только с нижней стороны, что не очень эффективно.
Более сложный вид водяного контура называется «водяная рубашка». Топка котла имеет двойные стенки и верх, внутри которых циркулирует вода — теплоноситель. Топка «одета в водяную рубашку». Эффективность теплопередачи конструкции на 20-25% выше предыдущей. Толщина промежутка между стенками в 3-5 см позволяет воде быстро прогреваться, а постоянная циркуляция не позволяет застаиваться в нижней части резервуара.

Водяной контур, сваренный из толстых стальных труб, проходящих по стенам и верху камеры, изогнутых волнами («змеевиков»), не менее эффективен, чем «водяная рубашка». Толщина труб 5-6 см достаточна для медленного продвижения воды (в толстой трубе скорость воды снижается пропорционально отношению диаметров труб теплообменника с трубами подачи).
Кроме хорошей теплопередачи у такого контура есть еще одно немаловажное достоинство: улучшенная ремонтопригодность. При выходе из строя заменить трубу гораздо проще, чем заварить отверстие в прохудившейся стенке или треснувший шов. И залить топку из такого теплообменника труднее.

Системы контроля и управления

Отопительные котлы на твердом топливе для частного дома оборудуются системами регулировки температуры воды в водяном контуре. Достаточно простой термостат связан с рычагом, к которому прицеплена металлическая цепочка. Второй конец этой цепочки прицеплен к заслонке поддувала. При достижении оптимальной температуры термостат поворачивает рычаг и прикрывает заслонку. Приток воздуха уменьшается, и процесс горения подавляется до тех пор, пока вода не остынет до температуры обратного срабатывания системы управления. Механическое управление подачей воздуха примитивно, но надежно.

Более сложные системы контроля включают в себя электрифицированную принудительную подачу воздуха и более точные датчики температуры. Маломощный электрический вентилятор (до 35 Вт), встроенный в систему воздуховодов может подать усиленный поток воздуха не только снизу.

Подача воздуха сверху создает в пламени искусственный эффект «активного тления», что позволяет сжигать топливо гораздо тщательнее. Такие котлы требуют подключения к системам электропитания и при отсутствии электричества становятся беспомощнее своих механических «собратьев». Но экономия топлива в пределах 10-15% позволяет говорить, что такие системы оправдывают установку принудительной вентиляции.

Котел является не только самостоятельным агрегатом, но и частью системы отопления частного дома. Поэтому мощность оборудования должна соответствовать объему и схеме циркуляции теплоносителя в системе. Если система построена с учетом принудительной циркуляции воды и скорость нагревания помещений контролируется совместно с процессом горения топлива в котле, эффективность системы возрастает. Бак — термос поможет сохранить высокую температуру воды при угасании котла.

Основание под оборудование должно быть выполнено из бетона, под зольной камерой на пол уложен лист металла площадью не менее 1 кв.м. Расстояние до стен помещения должно быть не менее 30 см, особенно если они деревянные. Лучше всего сделать изолированное помещение в подвале или первом этаже дома (мини – котельную) с запасом дров.

Плюсы и минусы котлов

Сравнительно небольшая цена (по сравнению с котлами других типов), высокая надежность и большой срок эксплуатации делают дровяные котлы с водяным контуром популярными в регионах, где стоимость дров невысока. Но коэффициент полезного действия дровяных котлов считается самым низким из всех типов котлов (70-80%) при самом большом расходе топлива.

Периодичность загрузки дров варьируется от 3 до 8 часов. Чем выше качество котла, эффективнее теплообмен в водяном контуре, точнее контроль температуры воды, тем ниже будет себестоимость каждого полученного киловатта тепла.

Дровяные котлы, выпускаемые компаниями «SAS», «Sime», «Aton», «Wichlaczh», «Galmet», пользуются заслуженной популярностью. Компании также выпускают отопительные дровяные с водяным контуром, которые можно назвать следующим этапом развития отопительного оборудования.