Печи и котлы на опилках длительного горения: выгодная система отопления

Опилки – прекрасный материал для отопления домов и теплиц.

Состоят они из древесины, а значит, что при правильном использовании они лишь немногим уступают по теплоемкости дровам.

Достать их можно дешево, а в некоторых случаях даже бесплатно.

Дальше мы расскажем различных способах отопления опилками разных помещений:

• домов;
• времянок;
• теплиц.

Также подробно рассмотрим все виды отопительных печей и котлов длительного горения, которые могут использовать опилки в качестве топлива.

Как горят опилки

Прежде чем рассказывать об особенностях котельных на опилках, необходимо разобраться с самим механизмом горения этого топлива, ведь он сильно отличается от механизма горения дров.
Как бы плотно ни укладывали дрова, между ними всегда проходит воздух, причем в достаточном для поддержки горения количестве.

Даже неплотно уложенные опилки пропускают гораздо меньше воздуха, поэтому тление быстро угасает без подачи дополнительного воздуха в зону горения.

Горелки на опилках эффективно работают лишь тогда, когда огонь движется сверху вниз. Поэтому постоянно горит лишь слой опилок толщиной 2–5 см.

Из-за того, что в горении участвует лишь небольшое количество топлива, мощность котлов на опилке и печей, работающих на них, при одинаковых с дровяными и угольными отопительными приборами в 2–3 раза меньше.

Еще один фактор, снижающий мощность котла или печи – низкая температура горения опилок.

Если дрова горят при правильной подаче воздуха, то температура пламени превышает 1000 градусов, нередко доходя до 2000 градусов в языках огня. Причем это мощный огонь, ведь вся масса дров выделяет пиролизные газы.

Температура огня у горящих опилок даже при правильной подаче воздуха не всегда достигает и 1000 градусов из-за слабого потока пиролизных газов.

Пиролизные газы эффективно выходят лишь из верхнего слоя толщиной 5–15 мм.

Из горящих или нагретых, но расположенных ниже опилок, газ выходит с трудом, потому что ему мешают расположенные сверху опилки.

Несмотря на такие недостатки, опилки идеально подходят для котлов и печей длительного горения.

Ведь хорошо уплотненные опилки горят очень долго.

Нередко самодельная железная печь горит 5–8 дней с одной закладки опилок, обеспечивая обогрев всего дома.

Средства автоматизации

Для автоматизации требуется специальный блок управления – автоматика твердотопливного котла не имеет соответствующих возможностей. К контроллеру подсоединяются двигатели шнека и нагнетающего вентилятора, а также температурные датчики. Получая сигнал от датчиков, контролер будет управлять работой двигателей, регулируя подачу топлива и тягу.

Самоделка также может быть оснащена устройством для автоматического розжига и контроля пламени с фотодатчиком, которые также управляются контроллером. Датчик заполнения в патрубке с топливом позволит контролировать подачу сыпучего энергоносителя.

Использование средств автоматизации заметно удорожает агрегат, но делает его максимально удобным в эксплуатации.

Автоматизация работы котла с помощью пеллетной горелки

Подходящие системы отопления

Для отопления опилками частных домов и любых строений используют такие системы:

• отопительные печки;
• отопительные печи с регистром водяного отопления или калорифером;
• водяное отопление с радиаторами;
• водяной теплый пол;
• воздушное отопление;
• воздушный теплый пол.

Отопительные печи обогревают пространство вокруг себя, поэтому подходят лишь для небольших домов. На расстоянии 10 метров от печи температура падает на 10–15 градусов, поэтому в больших домах печь может выступать лишь в роли дополнительного обогревателя.

Отопительные печи с регистром водяного отопления или калорифером сочетают в себе преимущества печей и котлов. Они дают такое же тепло, как обычная отопительная печь и нагревают теплоноситель, который по трубам или воздуховодам поступает в удаленные комнаты.

Большая масса печи превращает ее в теплоаккумулятор, благодаря которому вам не придется каждые 2 часа растапливать котел заново или каждый час подкидывать в него дрова. Печь будет поддерживать температуру теплоносителя до 6–10 часов, поэтому вы сможете топить 2–3 раза в сутки.

Водяное отопление с радиаторами в каждой комнате можно использовать как с водяным котлом, так и с печью, работающей на опилках, если в нее врезан водяной регистр. Как и любое другое водяное отопление, оно может работать на естественной или принудительной циркуляции теплоносителя.

В системах с естественной циркуляцией горячая вода сначала поднимается под потолок, затем спускается в каждую комнату и поступает либо к радиаторам, либо к теплому полу. В системах с принудительной циркуляцией воду гонит насос, поэтому все трубы можно проложить под полом.

Водяной и воздушный теплый пол не только отапливает помещение, но и улучшает его микроклимат. Зимой очень приятно пройтись босиком по полу, ощущая ногами его тепло. Главный недостаток теплого пола – высокая стоимость материалов и работ, ведь необходимо не только проложить воздуховоды или водяную трубу, но и качественно утеплить пространство между полом и землей или фундаментом.

Воздушное отопление обходится также дорого, как и теплый пол, ведь необходимо проложить по всему дому воздуховоды, а также поставить автоматические увлажнители из-за сильного пересыхания воздуха. В качестве источника тепла можно использовать печи с калорифером.

Отличие между печами и котлами заключается только в наличии у котла
водяной рубашки, то есть пространство между горячим корпусом и наружным кожухом заполнено водой.
Вот отличительные черты каждого отопительного прибора:

• печь – непосредственный нагрев воздуха и окружающего пространства;
• калорифер – нагрев воздуха для доставки в другие комнаты без нагрева окружающего пространства;
• печь-калорифер – обогрев окружающего пространства и нагрев воздуха для доставки в другие комнаты;
• печь с регистром – нагрев окружающего пространства и воды для доставки в другие комнаты;
• котел – нагрев воды для доставки в другие комнаты.

Поэтому калориферы и котлы устанавливают в подсобных помещениях и нередко утепляют снаружи. Ведь не имеет смысла тратить тепловую энергию на сильный обогрев подсобного помещения, а чем меньше тепла уйдет на это, тем больше достанется другим комнатам.

Два в одном — коптильня с печкой

Интересный вариант изготовления коптильни своими руками — когда непосредственно в корпусе стиральной машины сооружается печь, которая подогревает опилки. То есть здесь задействован не только бак, но и сам металлический корпус.

Последовательность действий такова:

Убираем из машины мотор, вынимаем бачок, в корпусе вырезаем прямоугольное отверстие.

Вырезаем отверстие под топку

Герметизируем бак: чтобы заделать отверстия без использования сварки, можно использовать саморезы, на которые надеты металлические пластины, они и закроют все дыры.

В качестве полочки для продуктов подойдет решетка из холодильника, духовки либо какая-то другая сетка. Привариваем ее внутри бака.

Герметизируем крышку — также с помощью пластинки и саморезов. Устанавливаем бачок на прежнее место. На дно кладем примерно 100 граммов опилок, на решетку помещаем продукты.

Если у вас нет стиральной машинки, ее можно заменить бочкой!

Через выпиленное отверстие под баком разводим костер. Если на поверхности, где стоит коптильня, это делать нежелательно, то внутрь хорошо приварить металлический лист и класть дрова для костра на него. Когда пойдет дым, нужно засечь время, необходимое для копчения того или иного продукта. В процессе желательно проверять состояние мяса или рыбы и следить, чтобы не было перегрева щепы.

Для предотвращения горения опилок рекомендуют их чуть смочить. Другой вариант — использовать свежую, не высохшую щепу. Ни в коем случае для копчения нельзя брать хвойные породы, идеально подходят ольха и фруктовые деревья и кустарники.

Требования к отопительным приборам

Для отопления опилками необходимо использовать котлы и печи длительного горения, соответствующие следующим условиям:

• горение топлива сверху вниз;
• большая площадь наружной поверхности (важно для печей);
• большая площадь теплообменника или водяной рубашки;
• большой объем топливника;
• возможность подачи воздуха в зону горения.

Благодаря небольшому размеру опилок их можно подавать в печь или котел автоматически, что еще больше увеличивает время автономной работы отопительного прибора. Чаще всего для этого используют шнековую подачу – вращающийся шнек поднимает или опускает из бункера опилки и разбрасывает их в зоне горения.

Когда золы становится слишком много, отопительный прибор останавливают и охлаждают, чтобы очистить от золы и заново загрузить топливом.

Для отопления опилками хорошо подходят котлы и печи длительного горения типа Стропува (российский аналог «Бубафоня»). В этих устройствах реализован принцип верхнего горения дров, а воздух поступает непосредственно в зону горения.

Печи и котлы длительного горения, работающие на опилках, можно не только купить, но и сделать своими руками. В самодельных устройствах также реализованы описанные выше требования к отопительным приборам.

Популярные модели

• «Светлобор» — отечественный производитель, который предлагает полностью автономные установки. Они могут работать без участия человека в течение месяцев, ограничиваясь лишь объемом запасенного топлива. Однако за автоматическую работу нужно будет немало заплатить. Так, котел 25 кВт стоит около 400 000 рублей.
• «Froling» — австрийская фирма предлагает котлы, работающие на щепе, пеллетах и стружке. Контроль над работой можно осуществлять, находясь в другом городе, через СМС или интернет. Стоимость котла «Т4» 15 кВт будет более 800 000 рублей.
• «FACI FSS» — итальянско-российское производство. Заказать установку можно с выбранным набором функций автоматики. Например, котел мощностью до 115 кВт без дополнительной автоматики стоит 400 000 рублей. Если же присутствует автоочистка теплообменника, золоудаление, GSM-Модуль (удалённое управление) — 600 000 рублей.
• «TERMAL» (Македония). Серия «SF» — указывает на наличие механизма для автоматической подачи топлива. Бытовой агрегат мощностью до 28 кВт стоит чуть более 200 000 рублей. Прибор может быть оборудован горелкой для сжигания отработки или дизельного топлива.

Печи и котлы для работы на опилках

Существует 2 вида топок, которые отличаются по способу подачи воздуха:

• сверху, через опускающийся воздуховод;
• снизу, через заранее сделанный канал в опилках.

Самые известные печи и котлы первого типа – это устройства под маркой Стропува. Их выпускают как в виде печей, так и котлов.

Как мы уже говорили в статье (Топливо из опилок), отличие между печами и котлами в том, что первые греют воздух напрямую, а вторые нагревают теплоноситель. Затем теплоноситель, в роли которого может быть, как вода, так и воздух, поступает по трубам в комнаты и обогревает их.

С опускающимся воздуховодом

Печи и котлы длительного горения Стропува устроены так:

• корпус выполнен из трубы диаметром 50–70 см;
• в этом корпусе прорезаны две дверцы – загрузочная сверху и прочистная снизу;
• через крышку проходит телескопическая труба (в самодельных устройствах ее заменяет обычная труба большой длины) – воздуховод;
• к нижней части воздуховода приварен стальной круг толщиной 10 и шириной немного меньше внутреннего диаметра корпуса;
• к верхней стороне диска прикреплены цепочка или стальной тросик для подъема воздуховода;
• к нижней стороне диска приварены уголки или швеллеры, создающие оптимальный зазор между диском и топливом;
• отверстие для выхода дыма сделано немного выше прочистной дверцы.

Работают на опилках такие котлы и печи так:

• подняв с помощью тросика или цепочки воздуховод, печь или котел загружают опилками, максимально утрамбовывая их;
• загрузив опилки, сверху укладывают растопку – бумагу и различные щепки;
• дождавшись, когда растопка разгорится, опускают воздуховод и закрывают загрузочную дверку;
• подачу воздуха устанавливают на максимум, из-за чего верхний слой опилок разгорается и печь/котел переходит в рабочий режим;
• огонь и дым поднимаются через пространство между диском и корпусом и нагревают как воздуховод, так и корпус;
• печь начинает излучать тепло, а котел нагревает водяную рубашку;
• по мере прогорания опилок их уровень становится все ниже и следом за ним опускается воздуховод, такая система обеспечивает постоянный приток воздуха в зону горения и оптимальный режим сжигания топлива.

С нижним подводом воздуха

Котлы и печи без опускающегося воздуховода устроены и работают несколько иначе. У них воздуховод подходит к топке снизу.
Такие отопительные устройства загружают через откидную крышку. Дымоход подключен чуть ниже откидной крышки.

Откидную крышку герметизируют асбестовым шнуром или лентой.

Во время загрузки в воздуховод вставляют длинную деревянную заглушку конусной формы (верхний диаметр в 1,5–3 раза больше нижнего).

Опилки плотно утрамбовывают и после окончания загрузки вытаскивают заглушку – через получившийся канал к верхнему горящему слою опилок поступает воздух.

На опилки укладывают растопку и поджигают. Когда растопка разгорелась, закрывают откидную крышку, установив шибер дымохода и регулятор подачи воздуха в режим максимальной тяги.

После того как опилки разгорелись, снижают подачу воздуха и печь или котел переходит в режим длительного горения (тления).

Механизм подачи топлива

Котлы для отопления на твердом топливе работают автономно и могут обойтись практически без обслуживания. Подача опилок осуществляется с помощью нескольких средств.

Приемник имеет открытый доступ к внешней части здания. Он оборудован шнековой передачей, соединенной с хранилищем. Когда бункер полностью загружен топливом, начинает работу транспортер – он подает топливо в механизированный отсек.

Хранилище бывает двух типов, они отличаются техникой подачи в котел опилок:

• бункер с наклонным основанием, конусовидный, с шнековым механизмом в нижней части;
• ворошитель с лопастями, опилки загружаются за счет вращения.

Из хранилища не все топливо попадает сразу в топку. Котлы на щепе пиролизного типа оборудованы барабаном и шнековой передачей, которые осуществляют подачу топлива частями.

Печи, котлы и калориферы: что лучше

При выборе отопления, работающего на опилках, необходимо учитывать следующее:

• объем воды в водяной рубашке котла должен составлять 10–15 % общего объема воды с системе отопления, поэтому желательно использовать принудительное движение воды по тонким трубкам;
• стоимость водяного котла «Стропува» начинается от 65 тысяч рублей, а цена на котлы на опилке, сделанные своими руками — 30–50 тысяч рублей, включая стоимость материала;
• воздушное отопление не только обогревает, но и сушит воздух;
• трубки водяного отопления можно спрятать под отделкой, а трубы воздушного отопления придется прокладывать на виду из-за большого сечения (диаметр трубы в см равен половине площади комнаты в м²);
• найти работающие на опилках промышленные калориферы (котлы и печи, которые нагревают воздух, который затем по трубам поставляют в комнаты) длительного горения весьма сложно, а их стоимость нередко превышает цену котла Стропува;
• стоимость изготовления калориферов сопоставима с ценой изготовления котла;
• затраты на материал и прокладку водяного и воздушного отопления примерно одинаковы и составляют 15–20 тысяч рублей на одну комнату размером 15–20 м2;
• затраты на изготовление печи составляют 20–50 тысяч рублей в зависимости от размера.

Калориферы и котлы хорошо подходят для отопления больших домов, ведь они нагревают теплоноситель, который затем по трубам или воздуховодам поступает в удаленные комнаты. Для маленьких домов предпочтительней печь, установленная на стыке всех комнат.

Если кого-то не устраивает внешний вид железной печи, ее можно обложить кирпичной решеткой – она улучшит внешний вид печи и не помешает движению воздуха.

Опилки и щепа: их эффективность в качестве твердого топлива

Измельченная древесина, полученная в результате обработки бревна или специально подготовленная из отходов производства, называется опилками и может быть топливом. Сырьем для котлов становятся такие древесные отходы, как:

• горбыль различных пород, обзольные доски, щепа разных форм и размеров;
• свежие опилки или уличного хранения, разной влажности и срока давности;
• стружка сухая, мелкая и длинная, лежалая, различной степени сохранности;
• мебель, пришедшая в негодность, остатки строительных конструкций, дверей, поддонов.

Сырье, которое готовится стать топливом, должно соответствовать требованиям ГОСТ 33103.1 – 2014:

• не иметь ядовитых химических соединений, выделяющихся при горении и металлических включений (гвозди, петли в остатках ДВП, ДСП);
• содержать не более 0,5% минеральных примесей, 5% гнилья и 8% коры деревьев.

Полученная биомасса просеивается до получения фракций опилок размером до 30 мм. Этот параметр критичен для работы механизмов подачи автоматических котлов и влияет на процесс горения. Более мелкие опилки требуют больше наддува воздуха для полного сгорания, чем обозначенные требованиями ГОСТ.

Так выглядит сыпучее топливо на фото. Слева – опилки, справа – щепа.

Зольность – это параметр, который определяет количество получающихся отходов сгорания топлива. Чем выше зольность, тем чаще чистка котла, тем меньше теплотворная способность топлива. Наличие же формальдегидов и другой ядовитой химии в опилках, используемых в качестве топлива в бытовых котлах недопустима и требует иной утилизации. Самым важным параметром, определяющим количество тепла, произведенного из опилок, является влажность. Она может в разы менять способность автоматического котла выполнять свои функции. Этот параметр желательно контролировать перед загрузкой и иметь возможность приводить опилки в соответствии с требованиями производителя котла.

При заключении контрактов по поставке опилок на топливо автоматического котла имеет значение не только цена, но и качество поставляемой продукции. Опираясь на требования ГОСТ 33103.1 – 2014, мы рекомендуем четко прописать параметры опилок в договоре. Соблюдение этих пунктов позволит эксплуатировать агрегат долго и с полной отдачей тепла. Иметь рядом поставщика с хорошей ценой и приличным качеством топлива – главный пункт при выборе твердотопливного котла для отопления дома.

Опилки как топливо автоматических котлов обладают следующими достоинствами:

• КПД даже у бюджетных автоматических котлоагрегатов на опилках до 90%;
• доступность качественного сырья для топлива;
• низкая стоимость исходного материала с деревоперерабатывающих производств;
• правильно выбранный и настроенный котел сжигает экологически чистое топливо с минимумом дыма, копоти и золы;
• перебои с качественными опилками легко перекрываются любым твердым топливом (щепой, дровами, углем, сырыми опилками) с потерей эффективности, но без катастрофы.

Но и недостатки опилок тоже существенны:

• транспортировка из деревообрабатывающих производств требует соответствующей тары так как эти древесные отходы материал сыпучий и объемный, особенно в сухом виде;
• оборудование сезонного склада опилок нуждается в отдельном здании с хорошей вентиляцией и соблюдением противопожарных норм СНИП и ППБ;
• периодическое обслуживание транспортера опилок к котлу, чистка дымохода, контроль за влажностью сырья.

Чтобы определить насколько эффективны опилки и щепа в качестве топлива для котлов отопления, мы сопоставили характеристик наиболее распространенных видов топлива в одной таблице:

Устанавливаем регистр для теплоносителя

Теперь можно подумать о подключении котла к системе отопления. Для этого потребуется на выходе из котла дымохода установить регистр.

На рисунке хорошо виден установленный регистр с подключенной подачей и обраткой, соединенной с центральной отопительной системой. Это один из вариантов, вы можете использовать совершенно другой. Главное, чтобы он соответствовал тепловым параметрам изготовленного вами котла и полностью удовлетворял объему установленной радиаторной системы отопления.

Мы не будем подробно останавливаться на устройстве регистра. Скажем одно: чем ближе к котлу он установлен, тем эффективнее он работает.

Трубопроводы, подключенные к регистру