Особенности эксплуатации дровяного котла 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.

Устройство и принцип работы котла на дровах

Дрова принадлежат к группе твёрдого топлива и имеют возможность на одном уровне с углём использоваться для отопления жилых домов не выше 2-х этажей, а также хорошо применимы при организации воздушного отопления в доме.

Устройство котла на дровах. Источник фото: rgagroup.ru

Водогрейные котлы на дровах условно подразделяются на 2 типа:

• энергонезависимые, функционирующие с естественной тягой дымовой трубы;
• наддувные, в которых воздух в топку подается принудительно.

Первые используют технологию простой печи, с единственным отличием — они имеют внутренний водяной контур. Большая топочная камера размещается над зольником, отделенная от него колосниками.

Воздух из комнаты подается в топочное устройство сквозь заслонку в зольнике, и далее продвигается через колосники. Объем подачи корректирует термостат, контролирующий температуру теплоносителя в водяной рубашке котлоагрегата. Управление заслонкой — механическое.

Уходящие газы, образовавшиеся в топочном пространстве с высокой температурой, движутся по жаровым трубам внутреннего теплообменного аппарата, охлаждаются через стенки труб греющей водой.

Исходя из конструктивных элементов котлоагрегата, дымовые газы способны выполнить несколько кругов циркуляции по дымоотводящим трубам, эффективно обмениваясь тепловой энергией с водяной рубашкой.

Принцип действия. Источник фото: stroikabudet.ru

Отдавая свое тепло, летучие вещества, образовавшиеся от сгорания топлива, с дымовыми газами покидают котел отопления с использованием системы дымоотвода.

Энергонезависимый котел на дровах не в состоянии похвастаться хорошим КПД, самое большее — это 70%.

Второй вариант теплогенератора — наиболее производительный, его КПД может достичь 75% за счет принудительной воздухоподачи, осуществляемой приточным вентилятором.

Схема обвязки

Типовая схема подключения котлов для отопления на дровах содержит два базовых узла, разрешающих ей надежно действовать в системах обогрева индивидуального дома. Это группа безопасности и водяная группа с трехходовым клапаном с термоголовкой и датчиком температуры.

К сожалению, из-за своих конструктивных особенностей, данный источник нагрева не может использовать современные системы автоматики и регулирования. Обвязка котла по водяному контуру отопительной сети и выводу дымовых газов осуществляется по принципу противотока, то есть среды движутся навстречу друг другу.

Схема подключения с бойлером

Такая схема дровяных котлов для отопления позволяет снижать температуру уходящих газов. Но, как свидетельствуют реальные КПД дровяных котлов, происходит это не очень хорошо.

Для повышения эффективности всей тепловой схемы рекомендуется в нее включать бойлер косвенного нагрева горячей воды с баком для воды. Он позволяет снижать температуру уходящих газов и дополнительно нагревать горячую воду, при тех же удельных расходах топлива.

Конструкция

Твердотопливные котлы отличаются простым принципом работы. Топочная камера размещена в стальном корпусе, через дверцу на лицевой стороне котла загружают топливо и поджигают.

В процессе сгорания топлива горячие дымовые газы омывают теплообменник, выполненный в виде труб или водяной рубашки, и отдают тепло воде отопительного контура. Нагреваясь, вода начинает естественное движение по контуру, за счет разности температур на входе и выходе из котла.

Остывшие котловые газы уносятся в атмосферу через дымовую трубу, также за счет разности температур на входе и выходе из котла. Под топкой находится зольник, который предназначен для сбора несгоревших частей топлива.

Дверца зольной камеры выступает в роли заслонки, регулирующей подачу воздуха в зоне горения, чтобы обеспечить полное сгорание.

Преимущества и недостатки

Данный вид нагрева имеет значительный перечень преимуществ, на первом месте которого — экономность варианта обогрева, что вызвано не только самыми низками ценами на дровяное топливо, но также небольшими затратами на монтаж и эксплуатацию нагревающего оборудования.

Основные преимущества котлов для отопления на дровах:

1. Экологическая безопасность. В связи с низкими выбросами вредных веществ в атмосферу.
2. Технологическая простота котла на дровах и угле, гарантирует большой период функционирования.
3. Вариативность печного устройства, возможность применения всех видов твердого топлива, для любых помещений, например, для бани на дровах.
4. Энергонезависимость.
5. Возможность обогрева больших площадей на 1000-1500 м2.
6. Широкий выбор разновидностей агрегатов с водяным контуром.
7. Возможность выполнения схемы водяного отопления своими руками.

Недостатки твердотопливных котлоагрегатов:

1. Необходимость дополнительного пространства для хранения топлива.
2. Низкие показатели комфортности и необходимость постоянного ухода.
3. Высокая частота загрузки.
4. Низкий уровень автоматизации и регулирования.

Особенности монтажа

Для обогрева жилища малой квадратуры целесообразно выполнить монтаж непосредственно в самом доме. Также котельная может быть оборудована как отдельно стоящее здание или внутри других хозяйственных построек.

Устройство твердотопливного котла

В таком случае отопительная труба прокладывается всегда под землей обязательно ниже уровня промерзания грунта, обеспечивается теплоизоляция. В котельной температура воздуха должна быть на уровне 10 град., отдельно следует позаботиться об оборудовании качественной вентиляции.

Совет. Можно оборудовать изолированную мини-котельную в подвале либо на первом этаже дома, а также отвести там место под запас топлива.

Напольное покрытие на месте установки должно быть негорючим, ровным и твердым. Для повышения прочности пола котел устанавливается на тонкой стяжке из бетона. Перед отопительным агрегатом обязательно укладывается лист металла площадью не менее 1 кв. м.

Внимание! Расстояние от отопительного оборудования до стен помещения должно составлять не менее 50 см.

При монтаже следует точно придерживаться всех рекомендаций, приведенных в инструкции по эксплуатации котельного оборудования, касательно основных параметров дымоходов: сечения и высоты. Места соединения дымохода с дымовой трубой обязательно заполняются термостойким герметиком или обмазываются раствором глины.

Монтаж твердотопливного котла

Виды дровяных котлов

Дровяной котлоагрегат — высокоэффективное нагревательное оборудование, устанавливаемое в качестве источника теплоснабжения в автономных системах с целью поддержки санитарно-гигиенических условий проживания в домах средней и малой площади.

Данные установки снабжены особыми предохранительными компонентами, обеспечивающие безопасность эксплуатации. Агрегаты работают в диапазоне КПД от 70 до 80%.

Модификаций котлов довольно много. Источник фото: remoo.ru

Классификация котлов на твердом топливе:

1. Классические котлы непосредственного горения. Не обращая внимания на тот факт, что они значительно уступают последним устройствам по продолжительности работы от 1 загрузки, они все же пользуются популярностью благодаря низкой цене.
2. Котлы верхнего горения обладают цилиндрической формой и оборудованы специализированной телескопичной трубкой для воздуха. В связи с тем, что и процесс горения протекает вверху топочной камеры, новую порцию топлива можно добавить после сгорания предыдущего слоя.
3. Котлы нижнего горения имеют особенно продуманную и действенную конструкцию шахтных котлоагрегатов с длительным горением нижнего слоя. Это дает возможность, в какой угодно период работы произвести засыпку дров в топку.
4. Пиролизное устройство – газогенераторный котел на дровах с 2-мя камерами сгорания. В первой проходит первичное горение с дефицитом кислорода, запускающего процесс пиролиза и генерацию газа. Вторая — для полного сгорания синтез-газа. Такая конструкция дает возможность увеличить время функционирования котла на одной заправке дров.
5. Пеллетные котлы – выпускаются для работы на прессованных либо гранулированных древесных отходах и укомплектованы особым бункером, из которого топливо поступает в камеру сгорания с помощью шнека.

Котел на дровах и электричестве

Производители дровяных котлов для защиты интересов потребителей решили модифицировать их и устранили основной недостаток — значительное снижение температуры теплоносителя в системе между сеансами топки.

В систему электро дровяных котов был интегрирован электрический нагрев, таким образом, получились котлы с комбинированным нагревом.

Подобные тепловые источники соединяют все достоинства электрического и дровяного отопления в одном устройстве, в которых очень заинтересованы потребители.

Агрегаты на дровах и электричестве также хорошо работают в паре с бойлером косвенного нагрева и могут подогревать воду в ночное время по дифтарифному учету, тем самым, делая такую систему нагрева чрезвычайно экономной.

Популярные модели

У потребителей востребованы следующие модели отопительного оборудования на дровах:

1. Buderus. Изделия Logano G 211–26 D можно загружать разным твердым топливом – дровами, углем, коксом, пеллетами. Имеются приборы мощностью 15 и 32 киловатта.
2. Zota Pellet. Модели данного ряда используют не только для отопления дома, но и для горячего водоснабжения. У них имеется система защиты, КПД превышает 85%. Котлы оснащают электрическим розжигом и автоматической функцией поддержки необходимого температурного режима. Их мощность достигает 100 киловатт. Вес равен 300-800 килограммов.

Гейзер. Одной дровяной закладки достаточно для 7–18 часов работы. Эти котлы снащены автоматическим контролем силы тяги.

Самые надежные и экономичные дровяные котлы

Дрова сгорают довольно быстро. Чтобы продлить это процесс, как можно дольше, добиваются процесса тления топлива. Для этой цели выполнены особые топочные конструкции, которые позволяют на одной загрузке работать от 4-х часов.

Получились очень недорогие востребованные конструкции котлов: Эван WARMOS-TК-12,0 и Лемакс Форвард-12.5.

Основные характеристики Эван WARMOS-TК-12,0:

1. Страна бренда — Россия.
2. Производство — Россия.
3. Теплопроизводительность на дровах — 9 кВт.
4. Тип котла — энергонезависимый.
5. Количество контуров — одноконтурный, отопление.
6. Топка — открытая.
7. Автоматика — по воздуху.
8. Металл теплообменника — стальной.
9. Время сгорания дров – 5 часов.
10. Дымоход – 114 мм.
11. Габариты – 620х440х930 мм.
12. Вес – 250 кг.
13. Гарантия – 1 года.
14. Цена – 20.500 руб.

Основные характеристики Лемакс Форвард-12.5:

1. Страна бренда — Россия.
2. Производство — Россия.
3. Теплопроизводительность на дровах — 12 кВт.
4. Тип котла — энергонезависимый.
5. Количество контуров — одноконтурный, отопление.
6. Топка — открытая.
7. Автоматика — регулировка уровня питание горелки воздухом.
8. Металл теплообменника — стальной.
9. Время сгорания дров – 4 часа.
10. Дымоход – 140 мм.
11. Габариты – 121х109х917 мм.
12. Вес – 70 кг.
13. Гарантия – 3 года.
14. Цена – 16.500 руб.

Обслуживание котлов на дровах

К огромному огорчению, большая часть собственников дровяных котлоагрегатов для отопления частного дома, мало уделяют внимания особенностям работы устройства.

Такие котлы требуют качественного обслуживания. Источник фото: hearth.com

Тем не менее, дровяной котел имеет свои отличия в эксплуатации, которые требуют выполнения определенных операций:

1. Подготовка дымохода. Перед тем, как запустить такой агрегат в работу, требуется осмотреть газоход и при необходимости вычистить его от сажи, а в будущем рекомендуется эту операцию выполнять не менее одного раза в два месяца.
2. Главными моментами в обслуживании котла, являются загрузка дров и чистка топочного пространства. С целью создания доступа кислорода к факелу, при загрузке дров их укладывают неплотно.
3. Чистку выполняют с применением особых приспособлений, входящих в комплектацию котла.
4. Не рекомендуется целиком очищать колосники, незначительный объем пепла на колосниковой решетке сможет выполнять функцию теплоизоляции и, тем самым, увеличить срок эксплуатации котла.

Принципы расчета

Чтобы не наделать ошибок при расчете отопления, требуется предварительно нарисовать схему на бумаге. На ней указываются все компоненты конструкции

Важно понимать, сколько жидкости протекает через все узлы по отдельности, с какой скоростью она движется, как меняется работа все системы в результате изменения режима функциональности отдельных ее элементов

Во время расчета не стоит упускать гидродинамическое сопротивление воды при ее движении, которое влияет на давление внутри системы и напор. Для проведения процедуры применяются специальные таблицы и формулы.Правильный расчет позволит избежать проблем с функциональностью отопительной конструкции в будущем.

Можно ли сделать своими руками

Устройство, использующее дровяное топливо весьма простое и вполне возможно изготовить котел на дровах своими руками тем, кто умеет обращаться с основными слесарными инструментами и сварочным аппаратом.

Котел, сделанный собственноручно. Источник фото: biser.enjob.ru

Пошаговая инструкция самодельного дровяного котла:

1. Дровяной котел своими руками выполняют из металлической бочки 200 л. Крышку у нее срезают и приваривают бортик. Из мощной болванки либо иного утяжелителя выполняется поршень с диаметром меньше емкости. Можно использовать комплектующие для насосных станций, тросы.
   Читайте также:  Коды ошибок газ котлов Аристон сигнализируют о неисправностях
2. В крышке выполняют отверстие для размещения воздуховода 100 мм. По высоте он устраивается выше уровня бочки на 20 см.
3. С боковой стороны монтируют дымоотвод 100 мм.
4. Воздуховод приваривают к поршню. На верхней части его обустраивается заслонка, регулирующая объем необходимого воздуха. К нижней части поршневой конструкции приваривают специальные ребра, для уплотнения дров.

Подобные самодельные котлоагрегаты с принципом длительного горения, могут на одной закладке дров отработать более суток.

Изготовление шахтного агрегата – порядок действий

Первый этап работ – сборка корпуса КДГ из заготовок толщиной 4 мм. Сначала к днищу самодельной конструкции привариваются боковые стенки, проемы для дверок и крышка свода. Внутри получившейся топки монтируются уголки. На них устанавливаются колосники. Готовое сооружение проваривается по всем имеющимся швам. Оно должно быть герметичным.

Вторая стадия – установка водяного контура (от корпуса он отдаляется на 2 см), собираемого из 3-миллиметровых заготовок, и приваривание к боковым стенкам кусков стальных полосок. Последние необходимы для прикрепления к ним обшивочных листов. Важно! Рубашка не охватывает зольную камеру. Она начинается на уровне колосников.

Третий шаг – установка в котловой бак (в верхнюю часть) жаровых труб. Они монтируются в проемы, которые требуется сделать во фронтальной и задней стенках. Концы трубных изделий герметично провариваются. Затем из уголков изготавливаются колосники в виде решетки и дверцы. К последним изнутри прикрепляются два ряда стальной полосы, между которыми размещается уплотнитель притвора – шнур из асбеста. Колосники дополнительно выполняют функцию рассеивателя воздуха, направляемого в зольник вентилятором.

В стенки бака врезаются специальные приспособления – штуцеры. Они дают возможность выполнить подключение обратного и подающего трубопроводов. Ставится воздушный канал (на него сразу монтируют фланец для фиксации вентилятора) и патрубок дымоотводящего тракта. Воздуховод вводится в зольный отсек сзади (примерно посередине).

К корпусу привариваются закладные элементы для установки обшивки КДГ и дверные петли. Самодельный агрегат отделывается сверху и со всех боков утеплителем. Его крепление осуществляется шнуром. Выполняется прикручивание саморезами металлических листов к теплоизолятору и монтаж дверок.

Финал работ – подключение сверху котла модуля управления, монтаж вентилятора на фланце трубы для воздуха, температурного датчика под утеплитель на задней стенке. Установка продолжительного горения готова к использованию.