Твердотопливный котел длительного горения на дровах

Устройство, принцип работы и технические характеристики

Разные виды котлов длительного горения различаются по своей конструкции, принципу работы, а также имеют свойственные именно им достоинства и недостатки, вследствие чего их следует рассматривать раздельно друг от друга.

Шахтный котёл длительного горения

Конструкция котла верхнего горения представлена на следующем рисунке, где видно, что основными элементами подобных агрегатов являются:

• корпус, на котором смонтированы элементы управления работой (регулятор подачи воздуха, дверцы загрузки топлива и зольника, дымоход);
• камеры подогрева воздуха и сжигания топлива;
• трубка подачи и распределитель воздуха;
• патрубки для подключения к системе отопления.

Устройство и внешний вид агрегата шахтного типа

Шахтный котёл может быть выполнен как независимый источник тепла или быть элементом системы отопления, как показано на приведённом выше рисунке. В этом случае котёл такой конструкции называется одноконтурным с водяным контуром. Работа отопительного котла данного типа осуществляется следующим образом:

• после закладки топлива и его розжига регулятор подачи воздуха открыт, он обеспечивает его поступление в верхний слой уложенного топлива через подвижный распределитель;
• по мере того как топливо прогорает, распределитель опускается вниз, тем самым обеспечивая подачу воздуха в его более низкие слои;
• топливо равномерно сгорает слой за слоем, выделяя при этом горючий древесный газ;
• газ поступает во вторую камеру (камеру дожига), где воспламеняется и, сгорая, выделяет большое количество тепловой энергии;
• в корпусе котла смонтирован водяной контур, по которому циркулирует теплоноситель системы отопления, поэтому вся площадь котла является его теплообменным элементом.

Основными техническими характеристиками подобного оборудования являются:

• мощность, измеряемая в киловаттах (кВт);
• отапливаемая площадь (м2);
• количество топлива, доступного к размещению в топочной камере (м3 и кг);
• размер дров, возможных к использованию, (см) – для котлов, работающих на дровах;
• количество воды в рубашке котла;
• длительность горения одной закладки;
• КПД;
• максимально возможное давление в системе отопления;
• геометрические размеры котла в целом и его отдельных элементов;
• масса.

Пиролизный котёл длительного горения с водяным контуром

Конструкция пиролизного котла предполагает подачу воздуха сверху на заложенное топливо (дрова), что обеспечивается системойего первичной подачи. Заложенные дрова после разжигания начинают тлеть, что достигается конструкцией котла, обеспечивающей ограниченную подачу воздуха на этом этапе работы.

Устройство твердотопливного пиролизного агрегата

Древесный газ, выделяемый при этом (эффект пиролиза), поступает во вторую камеру, где осуществляется его смешивание с вторичным воздухом и сжигание. Вследствие того, что процесс пиролиза топлива происходит длительное время, то и работа котла на одной закладке также достаточно продолжительна. Пиролизный газ, сгорая, отдаёт своё тепло теплоносителю, циркулирующему в теплообменнике котла, работающего на твёрдом топливе, оснащённого водяным контуром и подключаемого к системе отопления. Основными техническими характеристиками котлов пиролизного вида являются:

• тип используемого топлива;
• материал, используемый при изготовлении;
• длительность горения на одной закладке (часов);
• мощность (кВт);
• отапливаемая площадь (м2);
• количество контуров;
• КПД;
• расход топлива (кг/ч);
• размеры котла, топки и прочих конструктивных элементов;
• масса (кг).

Разновидности котлов длительного горения

Кроме того, что котлы длительного горения различаются по своей конструкции (виду), они ещё могут иметь различия по таким параметрам, как наличие системы автоматики и разное количество водяных контуров. Наличие двух контуров в конструкции котла позволяет его использовать не только для отопления, но и как источник горячего водоснабжения. В таких моделях один внутренний контур агрегата включается в систему отопления, а второй – в систему горячего водоснабжения. Котёл твердотопливный автоматический – это комплекс технических средств, обеспечивающих работу отопительного устройства без участия человека в этом процессе. Наибольшая степень автоматизации у котлов, использующих в качестве топлива пеллеты (топливные гранулы), изготавливаемые из отходов деревообрабатывающих производств (опилки, щепа и т.д.).

Модель «Viessmann Vitoligno 100-S»

Полезный объем загрузочной камеры

Количество топлива, которое можно использовать за один раз, зависит от полезного камерного объема. Эта характеристика показывает соотношение объема сырья к мощности. Для чугунных моделей этот показатель составляет 1,1 литров топлива на 1,4 кВт мощности. Для стальных устройств 1,6 литров на 2,6 кВт.

Котлы с верхней загрузкой имеют больший полезный объем, чем другие виды. К тому же в них удобнее укладывать сырье.

Пиролизные котлы способны работать в течение 6-10 часов от одной закладки дров. КПД достигает 90%. Размер камеры больше, чем у традиционных, но это влияет на цену. Чем дольше продолжительность автономной работы печи, тем дороже она будет стоить. Агрегат с маленькой камерой подойдет для обогрева небольшой комнаты.

Как эксплуатировать устройство

Оптимальная работа любого оборудования зависит от режима работы и характеристик топлива. Чтобы в воздуховодах не образовывалась сажа и конденсат, топка должна работать в оптимальном режиме. «Придушенная» работа при недостатке воздуха ведёт к резкому снижению КПД: котёл потребляет много дров. Горит долго, но греет слабо.

Котельная

Котельное помещение обладает следующими важными параметрами:

1. Изолированность. Дым при растопке не должен попадать в жилые помещения. Оптимально, если котельная будет устроена вне жилого помещения, в отдельном здании или помещении с доступом с улицы.
2. Объем и удобство обслуживания. Устанавливается оборудование на фундамент, вокруг предусматривается свободное место для беспроблемного доступа к узлам обвязки, шиберу, прочисткам.
3. Наличие дымохода и вентиляции. Твердотопливные котлы длительного горения склонны к повышенному образованию конденсата. Кирпичный дымоход не годится — конденсат проникнет через кладку. Стоит применять гильзы из нержавеющей стали, керамику.

Топливо

Твердотопливные котлы будут работать в режиме длительного горения только при наличии соответствующего топлива. Чудес не бывает — для получения киловатта энергии нужно сжечь определённое количество энергоносителя. Рассчитывается количество топлива просто: нужно знать теплотворную способность и умножить её на КПД котла.

Дрова. Применять стоит только сухую древесину, желательно лиственных твёрдых пород. Затраты на подготовку окупятся беспроблемной работой отопления.

Пеллеты. От производителя поступает уже готовое высококалорийное и технологичное топливо. Пеллеты сыпучие, но не оставляют мусора. Их придумали для облегчения транспортировки отходов промышленности. Пеллетные топки легко автоматизировать, при больших бункерах без участия человека котёл способен гореть месяцами!

Опилки, щепа. Применение отходов деревообработки имеет 2 проблемы: влажность и мусор. Опилки обладают довольно низкой плотностью, следовательно, низкой теплотворной способностью.

Это окупается дешевизной топлива, на многих предприятиях их отдают даром или за бесценок.

Сыпучие растительные остатки: солома, жмых, лузга. Новое слово в альтернативной энергетике — применение возобновляемого топлива. Остатки от производства, солома, стебли подсолнуха и прочее местное топливо раньше утилизировалось как мусор. Применение такого топлива окупается за счёт дешевизны, но применять стоит, если есть постоянная возможность приобрести новую партию.

Сложности при хранении и транспортировке сыпучего топлива решаются при помощи ёмкостей, биг-бэгов, расфасовке в бумажные пакеты.

Внимание! Хранить такое топливо в большой куче нельзя! Влага конденсируется, топливо начинает гнить, перегревается, есть риск самовозгорания. Хранить удобнее в мешках, сложенных на полки для доступа воздуха

Хранить удобнее в мешках, сложенных на полки для доступа воздуха.

Правила безопасного использования

1. Устройство дымохода. Именно в месте прохождения дымохода через перекрытия начинаются пожары. Хорошая теплоизоляция дымохода и соблюдение правил эксплуатации защитят от пожара.
2. Периодическая чистка от сажи теплообменника и дымохода. В непрочищенных дымоходах сажа может загореться. Температура горения сажи выше 1000 °C, из трубы при этом летит огромное количество искр. Опасно! Есть огромный риск пожара!
3. Не оставляйте открытое пламя без присмотра. Не поручайте протопку детям или людям с психическими отклонениями.
4. Котлы длительного горения — технологичные устройства. Внимательно изучите инструкцию и придерживайтесь рекомендаций производителя.

Самодельные котлы длительного горения на дровах – нюансы изготовления

При наличии свободного времени, умении работать ручным инструментом, а также имея желание, котёл длительного горения на дровах можно изготовить самостоятельно. При изготовлении своими руками необходимо помнить, что:

1. Чем больше камера, предназначенная для загрузки топлива, тем продолжительнее будет процесс его прогорания.
2. Зольная камера должна закрываться герметично, т.к. воздух в рабочую зону котла поступает сверху вниз.
3. В верхней камере необходимо предусмотреть заслонку, предназначенную для регулировки подачи воздуха.
4. Для обеспечения продолжительной эксплуатации сооружаемого агрегата толщина металла должна быть не менее 5 мм.

При самостоятельном изготовлении шахтного котла можно использовать газовый баллон объёмом 50 литров

Потребление электроэнергии

Энергозависимые котлы отличаются расширенным функционалом

Котлы бывают двух видов по способу питания.

• Энергонезависимые. Это устройства, в которых нет потребности в циркуляционном насосе, так как процесс происходит естественным путем. К энергонезависимым относятся классические агрегаты и некоторые приборы длительного горения.
• Энергозависимые. Модели, содержащие в своей конструкции вентилятор. Он направляет потоки воздуха в камеру. Также приборы с автоматизацией работают от электричества.

Энергонезависимые котлы лучше ставить в домах, где нет стабильного электропитания. Они могут выступать в качестве основного и дополнительного источника тепла.

Основные характеристики

Eсли вы собираетесь купить котел для отопления частного дома, первое, что нужно знать — это площадь обогреваемого помещения. Ведь от этого напрямую зависит мощность агрегата. По мнению производителей расчет прост: каждые 10 м2 площади требуют выработки 1 кВт тепловой энергии. При общей площади дома 150 м2 достаточно мощности 15кВт. Но здесь не все так просто.

Поправки необходимо сделать, если:

• Высота потолка больше 3 м;
• Количество оконных проемов превышает норму;
• Дом недостаточно утеплен.

Также нужно помнить, что в суровых климатических зонах в холодное время года котел придется топить постоянно, даже ночью. Поэтому лучше подобрать агрегат с запасом мощности в 5-10 кВт, что позволит контролировать интенсивность горения.

Кроме мощности, важными являются следующие характеристики:

• Производительность или КПД — важная характеристика отопительной системы. Этот коэффициент находится в прямой зависимости от конструктивных особенностей оборудования и способа сгорания топлива. У твердотопливных котлов КПД достаточно велик, он составляет 80-98%.
• Себестоимость при эксплуатации. Надёжность марки котлов зависит не только от производителя, но и от конструкторских решений, материалов, используемых для узлов и корпуса, стоимости и доступности сервиса, запасных деталей, условий эксплуатации.
• Вид потребляемого топлива — еще одна важная характеристика. При расчетах стоимости отопления в частном доме учитывают цену на выбранное топливо в регионе (уголь, пеллеты, дрова) и производительность оборудования. Чем дороже стоит топливо и выше скорость сгорания, тем более дорогим становится отопление частного дома или коттеджа.

3 Разновидности твердотопливных пиролизных котлов

Используемые сегодня твердотопливные пиролизные котлы могут отличаться своей мощностью, энергонезависимостью, предпочтительным видом топлива и рядом других характеристик. Наибольшее распространение сегодня получили три следующих разновидности отопительных установок:

• Модификации, в которых нагнетание воздуха осуществляется с помощью встроенных вентиляторов.
• Энергонезависимые модели с естественной воздушной тягой.
• Котлы с направленным горением.

Каждый из этих типов пиролизных установок имеет свои определенные преимущества и недостатки. Выбирать оборудование необходимо с учетом площади обогреваемого помещения, наличия или отсутствия подключения электричества, доступного топлива для котлов длительного горения и финансовых возможностей домовладельца.

Как рассчитать мощность отопительного котла

Мощность котла определяет его производительность и одновременно с этим оказывает влияние на стоимость отопительного агрегата, чем выше мощность – тем дороже отопительный котёл. В связи с этим, чтобы избежать лишних финансовых трат, при выборе котла длительного горения нужно рассчитать требуемую мощность такого устройства, что можно сделать двумя способами:

1. Учитывая среднюю удельную мощность на единицу обогреваемой площади. В этом случае за основу берётся величина 1 кВт на 10 м2, при высоте потолков до трёх метров. Разделив значение имеющейся площади помещений, которые следует обогреть, на 10, получаем ориентировочную мощность отопительного котла. № 18. Котёл дровяной длительного горения обеспечит автономность системы отопления загородного дома
2. Используя объём отапливаемого помещения и степень его теплоизоляции. В этом случае расчёт выполняется по формуле:

Р = S × h × k, где

P – мощность отопительного котла (кВт);

S – площадь отапливаемого помещения (м2);

h – высота отапливаемого помещения (м);

k – коэффициент, учитывающий степень теплоизоляции, равен 40 − для хорошо утеплённых помещений и 60 – с плохой теплоизоляцией и большой площадью остекления строительных конструкций.

Для более точных расчётов предлагаем воспользоваться удобным онлайн-калькулятором.

Как выбрать дровяной котел с медленным горением

Котлы отопления длительного горения на дровах, предлагаются несколькими отечественными и зарубежными производителями. Конструкция оборудования, как и теплотехнические характеристики, существенно отличаются

При выборе теплогенератора, уделяют внимание следующим параметрам:

1. Производительность.
2. Особенности конструкции.
3. Страна изготовитель.

По перечисленным выше трем параметрам, подбирают подходящую модель котла для бытовых нужд.

Расчет мощности

Правильно подобранный дровяной котел отопления длительного горения, легко справляется с обогревом жилой площади до 400 – 500 м². При выборе учитывают производительность теплогенератора. Расчет мощности выполняют следующим образом:

1. Высчитывают общую площадь дома.
2. Делают расчет необходимой мощности котла, используя формулу 1 кВт = 10 м².
3. Если в конструкции присутствует контур ГВС, к полученному результату добавляют 15-20% запаса.

Приведенные расчеты подходят для зданий со средней степенью теплоизоляции, расположенные в средней широте России и имеющие высоту потолков не более 2,7м. Для помещений со сложной конфигурацией, большим количество оконных и дверных проемов, вычисления проводят с помощью он-лайн калькуляторов.

Конструктивные особенности

Виды котлов длительного горения, принято классифицировать на несколько групп, по следующим критериям:

• Количество контуров – одноконтурные котлы для отопления на дровах длительного горения, не имеют встроенного змеевика ГВС. Подогрев бытовой воды осуществляется посредством подключения бойлера косвенного нагрева. Это влечет дополнительные расходы на приобретение емкости и ее дальнейший монтаж. Двухконтурные котлы, одновременно нагревают теплоноситель и воду для бытовых нужд.

• Конструкция топочной камеры – в котлах используется вертикальная и горизонтальная загрузочная камера. Вертикальная топка, подходит для котлов длительного горения на сырых дровах. Используется принцип нижнего сжигания топлива. Сырые верхние дрова, подсушиваются, пока горит нижний слой. Подобная конструкция используется в немецких «Висман», отечественных «Хохловых» и аналогах.

• Автоматика – работа котлов регулируется посредством ручной или механической заслонки. В автоматических версиях, присутствует система принудительного нагнетания воздуха и удаления продуктов сгорания. Контроллер подключается к комнатным терморегуляторам. Погрешность в нагреве теплоносителя, составляет не более 1-2°С.

Отдельно стоит выделить котлы, имеющие встроенный бойлер накопитель. Модели данного типа имеют один контур отопления, но предназначены для нагрева теплоносителя и ГВС.

Лучшие производители

Подобрать лучший дровяной котел для отопления своего дома, может быть достаточно непросто, особенно, если учесть, что продукцию выпускают Россия, Австрия, Германия, Прибалтика, Чехия и Польша, и представлена она, как минимум, десятком различных производителей. От страны изготовителя зависит стоимость оборудования, его теплотехнические характеристики и надежность.

Благодаря отзывам потребителей, был составлен следующий рейтинг дровяных котлов длительного горения:

Основные плюсы и минусы

Твердотопливный котел для отопления дома — это агрегат в напольном исполнении с теплообменником из чугуна либо жаропрочной стали. Энергоносителем служат дрова, уголь (бурый, каменный), брикеты из торфа, отходы деревообработки и растениеводства.

В список преимуществ таких теплогенераторов входит:

• возможность выбора и доступность твердого топлива;
• низкая стоимость тепловой энергии — 1 кВт тепла, выработанного твердотопливным агрегатом, дешевле тепловой энергии, полученной при помощи котлов иного типа (в 4 раза относительно газа, в 8 раз относительно жидкого топлива и в 17 раз по сравнению с использованием электричества);
• ремонтопригодность;
• легкость монтажа;
• наличие энергонезависимых моделей, которые подходят для эксплуатации в местности с неразвитой инфраструктурой;
• отсутствие необходимости оформлять разрешительную документацию на монтаж.

Напольный котел на твердом топливе

Планируя купить твердотопливный отопительный агрегат для загородного дома, следует принять во внимание и его недостатки:

• необходимость регулярно подкладывать топливо (длительность горения одной закладки и наличие автоматической подачи энергоносителя зависит от особенностей модели);
• образование несгораемого остатка топлива (зола), выбросы дымовых газов в атмосферу;
• необходимость регулярной очистки дымохода от сажи (это позволяет улучшить тягу и избежать возгорания сажи в трубе, что может привести к пожару);
• риск перегрева и выхода из строя котельного агрегата — работу оборудования требуется контролировать;
• относительно невысокий КПД;
• потребность в организации места хранения большого объема топлива.

Правила установки и эксплуатации

Для того чтобы эксплуатация теплотехнического оборудования была длительной и безаварийной, необходимо изначально выполнить его правильный монтаж, а затем грамотно использовать.

Пиролизный котёл во время работы

При установке котлов длительного горения необходимо:

• Выполнить защиту строительных конструкций от воздействия высоких температур и возможного попадания горящих частей топлива на их поверхность.
• Дымоход должен иметь наименьшее количество изгибов, его высота над поверхностью крыши, должна соответствовать её форме.
• Соединения котла и дымохода должно быть разборным.

Правила установки и эксплуатации описаны в сопроводительных документах к конкретной модели, тем не менее, при использовании подобного оборудования следует помнить, что:

• дрова в топку необходимо укладывать неплотно, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха;
• количество поступающего воздуха (тягу) можно регулировать при помощи шибера и зольника;
• техническое обслуживание котлов длительного горения, работающих на твёрдом топливе, заключается в удалении золы и чистке колосниковых решёток, а также очистке дымохода.

Модели разных производителей внешне очень похожи, поэтому при выборе конкретного устройства следует тщательно изучать технические характеристики, а также требования к установке и эксплуатации

FAQ

Почему падает давление в электрическом котле отопления?Тому может быть несколько причин. Прежде всего, давление в системе падает при первом запуске, когда из наполняемых теплоносителем труб выходит воздух — это совершенно нормальное явление, для этого даже предусмотрены специальные воздухоотводчики. Этот процесс может занять довольно длительное время, вплоть до двух недель в системе с тёплым полом. Кроме того, возможно, что расширительный бак, задача которого как раз и заключается в сдерживании перепадов давления, почти заполнен теплоносителем. Если в баке не осталось места для воздуха, то избыточное давление в системе будет сбрасываться через предохранительный клапан. Наконец, самая неприятная и самая банальная причина — течь в системе отопления. В этом случае протечку нужно выявить и устранить, чтобы давление перестало падать.

1 Описание оборудования

Изначально твердотопливные котлы, работающие на дровах или угле, не пользовались должной популярностью на рынке. Это можно было объяснить тем, что топливо быстро выгорало, а домовладельцу требовалось каждые 3−4 часа проводить дозаправку отопителя, что существенно усложняло его эксплуатацию. Для решения этой проблемы была использована специальная пиролизная технология. В топке котла под воздействием повышенной температуры из древесины выделяется газ, который дожигается в нижних камерах, что позволяет одновременно повысить показатели КПД, продлевая время работы от одной закладки топлива.

Благодаря возможности контроля процесса пиролиза, что достигается за счёт уменьшения или увеличения поступления в топку кислорода, обеспечивается быстрый нагрев помещения, при этом топливо горит крайне медленно, что позволяет избавить домовладельца от необходимости постоянной дозагрузки котла дровами, углём и пеллетами.

принято относить:

• Высокий КПД.
• Полная безопасность использования.
• Удобство эксплуатации.
• Надежность и долговечность оборудования.

Можно с легкостью подобрать как относительно маломощные установки, предназначающиеся для дачных домиков и строений небольшой площади, так и мощные котлы, которые отличаются универсальностью использования, способны работать на различном топливе и быстро обогревают дом площадью 200−300 квадратных метров.

Самостоятельная сборка котла

Можно собрать котел длительного горения своими руками. Чертежи, видео и фото сборки представлены в интернете. В схеме должны находиться следующие элементы:

• В нижней части располагается зольник с поддувалом.
• Надо зольником ставится чугунная колосниковая решетка.
• В дно топки встраивается решетка. На камере обязательно должна быть надежная дверца.
• Над зоной топки делается рабочая часть теплообменника.
• Далее устанавливается труба дымохода.

Перед началом работы следует выполнить расчеты конструкции, определиться со схемой и нарисовать чертеж готового изделия. Котел своими руками дает возможность создания прибора под свои индивидуальные требования.

4 Особенности техники

С появлением полностью автоматических систем управления твердотопливные пиролизные котлы стали вновь пользоваться популярностью у отечественных домовладельцев. Это универсальная в использовании, экономичная техника, которая позволяет полностью решить проблемы с обогревом помещения.

К особенностям техники этого типа можно отнести следующее:

• Высокий показатель КПД, который у отдельных моделей доходит до 95%. Отличная эффективность достигается за счёт минимальных тепловых потерь, продуманной технологии дожига пиролизных газов, а также специальной конструкции теплообменника. По своим КПД твердотопливные котлы не уступают газовым модификациям.
• Для установки твердотопливных отопительных котлов не требуется получать разрешение от газовых служб, а все монтажные работы могут быть выполнены самостоятельно, без обращения к специалистам. Тем самым существенно сокращаются расходы домовладельца на обустройство инженерных коммуникаций.
• Котлы длительного горения неприхотливы в обслуживании, а при условии правильной эксплуатации они прослужат на протяжении десятков лет, не доставляя каких-либо хлопот своим владельцам. Всё, что потребуется делать — это очищать камеру сгорания, удаляя сажу и появившуюся копоть.
• Твердотопливный котел долгого горения отличается увеличенными габаритами, соответственно для его установки потребуется отдельное помещение, которое будет иметь качественную вентиляцию. Только в этом случае можно обеспечить полную безопасность эксплуатации котла. Устанавливать отопители рекомендуется на специально подготовленную усиленную площадку, которая бетонируется с обязательной огнезащитой пола и близлежащих стен дома.

Такая техника отличается функциональностью, полностью управляется автоматикой, она безопасна и универсальна в использовании. Можно подобрать мощные модификации, предназначенные для частных домов, и небольшие пиролизные твердотопливные котлы, которые станут отличным выбором для дачников и владельцев удалённых хуторов.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin