Котел на дровах — возвращение

Наиболее востребованные агрегаты для частных владений

Разные модели дровяных котлов отличаются между собой:

1. размерами камер сгорания;
2. типом конструкции;
3. материалом изготовления.

Теплообменник зачастую изготавливается из стали либо из чугуна. При этом чугунный прослужит дольше, чем стальной, долго остывает, но может разрушиться при резких температурных перепадах. Сталь термоустойчива, но может подвергаться коррозии и прослужит в среднем порядка 10–15 лет.

Для дачного отопления чаще всего устанавливаются простые одноконтурные модели, для домов с круглогодичным проживанием рационально поставить двухконтурный котел. В последнем случае один контур будет осуществлять обогрев, в то время как второй — обеспечит горячее водоснабжение.

Схема: устройство пиролизного котла

Каждый отдельно взятый агрегат имеет свои особые технические характеристики, усредненные данные:

• мощность порядка 100 кВт;
• температура теплоносителя на выходе 80 град., на обрате — минимум 50 град.;
• рабочее давление в среднем 1 атм.;
• масса котла до 400 кг;
• продолжительность работы на одной загрузке топлива 10−12 часов.

Работа пиролизного котла

Внимание! Покупая отопительный котел, работающий на дровах, нужно принимать во внимание, что большинство агрегатов изначально были разработаны для сжигания бурого или каменного угля. В их технических паспортах указана мощность и время горения одной закладки из расчета работы на угле

Поэтому нужно отдельно рассчитать мощность и время сгорания топлива, если генератор теплоты будет работать на дровах.

Монтаж дровяных котлов в системе отопления

Самостоятельное изготовление котла подразумевает наличие навыков и опыта в производстве сварочных, электромонтажных и слесарных работ. Пригодится знание физики, теплотехники, материаловедения, правил монтажа систем отопления.

Необходимо соблюдение приемов и методов техники безопасности. Для сборки котла необходимо оборудованное помещение и инструмент.

Материал для изготовления пиролизного котла:

• листовая сталь толщиной 6, 5 и 4 мм (топка, рубашка теплообменника и корпус);
• уголок со сторонами полок 50 мм (ребра жесткости каркаса);

Двухконтурный твердотопливный котел с накопительным баком для горячей воды

• труба стальная (обвязка теплообменника с системой отопления);
• подходящий по размеру чугунный колосник или прут круглый диаметром 20 мм;
• кирпич шамотный;
• вентилятор центробежный;
• готовые дверцы с отражателем, креплением, ручкой и запором;
• группа безопасности (температурный датчик, манометр).

Сварные детали маркируют мелом (место соединения, № детали, размеры). Специализированные организации предлагают услуги по резке материала по месту его приобретения.

Инструменты для изготовления котла:

• сварочный аппарат постоянного тока;
• электроды (диаметром 3÷5 мм);
• электрическая дрель;

Схема подключения отопительного котла

• угловые шлифовальные машинки (под большой 230 мм и малый 125 мм круг);
• штангенциркуль, рулетка, уровень.

Сборку котла начинают с внутреннего корпуса. Качество сварных швов должно обеспечить прочность и плотность конструкции, которая находится в непосредственном контакте с теплоносителем.

Разнообразие моделей оборудования

Существует несколько разновидностей котлов данного типа. В частности,  производители предлагают модели, имеющие специальные дополнения, что в конечном итоге упрощает эксплуатацию печей. Среди таковых:

• регулируемые двери – обеспечивают максимальный коэффициент полезного действия;
• электрический тэн, мощностью до 2 кВт – дает возможность избежать расхолаживания в случае полного перегорания дров;
• контур для быстрого охлаждения камеры – такое аварийное снижение температуры обеспечивает высокий уровень безопасности котла;
• вращающиеся форсунки – выполняют гарантированное дожигание всех выделяющихся газов. Функция вращения существенно упрощает чистку.

Факторы, обеспечивающие эффективную работу устройства

Есть несколько требований, которые необходимо соблюдать для эффективной работы водогрейного котла.

Прежде чем описать основные конструкционные и технические характеристики, стоит выделить несколько основных показателей, влияющих на качество работы, которые считаются общими и подходят для любого устройства.

К ним относится схема работы водогрейного котла и такие параметры, как:

• Производитель оборудования.
• Качество устройства и его элементов.
• Наличие гарантийного срока эксплуатации и обслуживания оборудования.

Для эффективной работы требуется обратить особое внимание на топку. Она должна иметь достаточный объем для сжигания всего объема загружаемого топлива

По мнению специалистов, именно этот параметр является важным расчетным показателем, который определяет общее количество механического горючего.

Определение с параметрами проекта

Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.

Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:

• высокая интенсивность горения;
• сложность оперативной регулировки и контроля этого процесса;
• неполное использование тепла, которое удаляется вместе с дымом через систему вентиляции.

Для поддержания работы обычного котла лучше иметь рядом достаточный запас дров

Разные конструкции

Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.

Схема типичного котла этого класса

Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:

• В начальном положении прижимное устройство (10) находится в верхнем положении.
• Через дверцу (6) в топку загружают крупную партию дров.
• После поджигания происходит регулируемый механическим приводом (16) процесс горения.
• Свежий воздух подается нагнетателем через телескопическую полую внутри штангу. Он распределяется равномерно через прижимной диск (10).
• Подача кислорода сверху обеспечивает постепенное сгорание топлива, слоями.
• Золу после завершения цикла удаляют через нижнюю дверцу (13).
• Для поднятия диска (10) в верхнее положение используют лебедку (2) с электроприводом.

Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.

В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.

Пиролизный котел

Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.

Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.

Пеллетный котел

В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.

Теплообменник для подогрева воды

Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.

Принципиальная схема котла

Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.

Конструкторскую документацию можно создать без соблюдения стандартов

Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.

При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор

Популярные и надежные дровяные котлы по оценкам пользователей в 2019 году, с нагрузкой до 12 кВт

1. Эван WARMOS-TК-12,0, РФ, 20.500 руб.
2. Zota MASTER-12, РФ, 24.200 руб.
3. Kentatsu Furst ELEGANT-03, Япония, 36.000 руб.
4. Zota Енисей-12,РФ,17.540 руб.
5. Лемакс Форвард-12.5, РФ,16.500 руб.
6. Буржуй-К Тв-12, РФ,66.500 руб.
7. Nibe PBMAX 12, Швеция,208.000 руб.
8. Zota Forta 12, РФ,100.000 руб.
9. Wirbel TOBY B compact 12, Австрия,136.900 руб.

Kentatsu Furst ELEGANT-03

Кентатсу фурст 03 – это улучшенная марка котлоагрегата, которая исполняет свою функцию с использованием твердых видов древесины.

Котел оснащен водным охладителем колосниковой решетки, выступающего в качестве защитной системы агрегата от перегрева. Внутренние поверхности выполнены из коррозионностойкого материала, чугунные секции, гарантируют длительный срок службы.

Котел Kentatsu. Источник фото: liongr.ru

Основные характеристики:

1. Страна бренда — Япония.
2. Производство — Турция.
3. Теплопроизводительность на дровах – 14 кВт.
4. Тип котла — энергонезависимый
5. Количество контуров — одноконтурный, отопление.
6. Топка — открытая.
7. Автоматика — по воздуху.
8. Металл теплообменника — чугун.
9. Время сгорания дров – 4 часа.
10. Дымоход – 180 мм.
11. Габариты – 450х947х609 мм.
12. Вес – 166 кг.
13. Гарантия – 2 года.
14. Цена – 36.000 руб.

Zota Forta 12

Отечественный котел Зота 12 кВт — лучший выбор для теплоснабжения дома до 120 м2. Модель абсолютно неприхотлива в обслуживании и может независимо функционировать несколько дней без остановки, автоматически настраивая рабочие параметры для поддержания температуры нагрева.

Источник фото: astana.satu.kz

Основные характеристики:

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 — по воздуху.
8. Металл теплообменника — стальной.
9. Дымоход – 120 мм.
10. Габариты – 1210х1090х917 мм.
11. Вес – 250 кг.
12. Гарантия – 1 года.
13. Цена – 100.000 руб.

Wirbel TOBY B compact 12

Австрийская 12 кВт модель, изготавливается в России, работает на дровяном топливе и паллетах. Располагает автоматизированным процессом розжига, запуска и остановки. Может качественно нагреть дом с площадью до 150 м2.

Печь Wirbel. Источник фото: climargas.es

Основные характеристики:

1. Страна бренда — Австрия.
2. Производство — Россия.
3. Теплопроизводительность на дровах – 12 кВт.
4. Тип котла — энергонезависимый.
5. Количество контуров — одноконтурный, отопление.
6. Топка — закрытая.
7. Автоматика — по воздуху.
8. Металл теплообменника — стальной.
9. Время сгорания дров – 4 часа.
10. Дымоход – 80 мм.
11. Габариты – 1465х726х565 мм.
12. Вес – 190 кг.
13. Гарантия – 1 года.
14. Цена – 136.900 руб.

Плюсы и минусы дровяных котлов для длительного горения топлива

Преимущества:

• отсутствие необходимости в частой заправке топлива — в зависимости от выбранной модели подбрасывать дрова в топочную камеру нужно от одного раза в каждые 3-4 часа и вплоть до 12 часов;
• возможность применения различных типов топлива и их комбинирования;
• работа котла в большинстве случаев автономная и не требует подключения к другим коммуникациям;
• относительная дешевизна топлива.

Твердотопливный котел в частном доме

Недостатки:

• стоимость выше, чем классических котлов;
• из-за малой теплотворной способности дров КПД от 70 до 89%;
• отсутствует механизм регулирования температурного режима.

Также важным недостатком является невозможность работы отопительного оборудования без вмешательства человека

Принципы работы котлов длительного горения

Принцип работы обычной печи на твердом топливе известен, наверное, каждому. В топочную камеру закладываются дрова (уголь, брикеты), а из расположенной ниже поддувальной камеры идет поток воздуха, содержащий кислород, необходимый для процесса горения. Интенсивность горения ограничивается только лишь объемом поступающего воздуха и площадью внешней поверхности топливной закладки.

При обычном сжигании дров не используется в полном объеме заложенный в них энергетический потенциал

По сути, это обычный костер, только заключенный в каменные или металлические стены, и требующий постоянного пополнения запаса топлива. При этом продукты сгорания практически напрямую отводятся в дымоходную систему, лабиринты и повороты которой только лишь улучшают теплоотдачу на элементы конструкции и, в определенной стене приводят к повышению КПД, но никак не могут повысить общую энергетическую отдачу от конкретного вида топлива. Процесс термического разложения древесины проходит очень интенсивно, скоротечно, оставляя достаточно много отходов и выбрасывая в атмосферу неиспользованные возможности.

А эти возможности заключаются в особых свойствах древесины, которые обусловлены ее биохимическим составом. В процессе нагрева этот материал не просто окисляется до состояния угля с выделением обычного углекислого (СО2) и угарного газа (СО). Высокотемпературное воздействие всегда приводит к синтезу летучих углеводородных соединений со сложной химической формулой, а они  сами по себе являются отличным газообразным топливом, которое в обычных печах попросту выбрасывается в атмосферу.

Горение дров с ограниченным поступлением кислорода приводит к образованию пиролизных газов, являющихся отличным топливом

Процесс термического разложения древесины называют пиролизом, соответственно, выделяемые при этом горячие газообразные составляющие – пиролизным газом. Характерно, что температура его сгорания, а значит – и теплоотдача, несопоставимо выше, чем получаемые при обычном горении дерева. При этом процессы окисления древесины настолько глубокие, что после них практически не остаётся отходов в виде золы, а в атмосферу после сгорания газообразной составляющей выбрасываются в основном водяной пар и углекислый газ.

Значит, с точки зрения технологии наиболее рационального использования древесного топлива целесообразно минимизировать процесс открытого горения, добиться максимального выделения пиролизного газа, который и будет при сжигании, по сути, являться основным источником тепловой энергии. Именно эти принципы заложены в конструкцию котлов длительного горения.

Преимущества и недостатки

• Одно из преимуществ дровяного котла состоит в том, что для его работы берут дрова тех пород деревьев, которые произрастают в данных окрестностях. С точки зрения затрат финансовых средств – это выгодно.
• К достоинствам котла работающего на дровах относится автономность по отношению к электричеству.
• Если электричество отключат в связи с погодными условиями или оно будет подаваться с перепадами, на агрегате это никак не отразится.

Автономность котлов на дроах

• Использование изделия считается экологичным. При горении, горючий материал не выделяет ничего токсичного. Без сомнения, углекислый газ опасен, но это если не соблюдать правила безопасности.
• Поленья – доступный природный продукт. К ним можно добавлять твердые отходы органического происхождения.
• Твердотопливные устройства отопления доступны для покупателя в цене. Если сделать дровяной котел своими руками, то себестоимость его оправдывается вдвойне.
• Отопительное оборудование просто в установке и удобно в эксплуатации.

Недостатки твердотопливного котла который работает на дровах:

• К недостаткам дровяного котла отопления относится то, что человек должен постоянно за ним присматривать. Из-за этого отлучиться надолго и далеко от дома проблематично. Можно, несомненно, использовать автоматическую систему, но это не окончательный выход из ситуации.
• В противоположность положительным качествам, можно упомянуть о его большом весе. Вес у агрегата зависит от чугуна, из которого его делают. Чугун тяжел, зато долговечен.
• Чтобы сильно нагреть помещение, нужно использовать много топлива, ведь поленья выделяют малое количество энергии при горении.
• Желаемую температуру нельзя поддерживать автоматически на протяжении долгого времени.
• Кпд у котла меньше, чем у традиционных способов обогрева помещений – 80%.
• Габаритность изделия объясняется низкой калорийностью дров. Для достижения нужной температуры в котле приходится сжигать большое количество дров за один раз.
• К этим недостаткам можно причислить еще один: трудоемкость заготовки дров. Несмотря на то, что их можно купить, колоть поленья все равно придется. Колотый материал, чтобы он был сухим и хорошо горел, необходимо хранить в специальном сарае или в помещении котельной.
• Поскольку одной порции хватает на 2 -3 часа, носить топливо придется несколько раз.
• Последние недостатки можно перевести и плюсы, так как человек ведет активный образ жизни, а физический труд приносит только пользу.

Изготовление своими руками

Простенький водогрейный котел несложно изготовить самостоятельно. Вот что при этом нужно учитывать:

1. Выбирать материал топки следует с учетом того, какой вид топлива планируется использовать. Для угля характерна гораздо более высокая температура горения, чем для древесины, поэтому листы для изготовления топки угольного котла следует брать потолще — тонкая сталь быстро прогорит.
2. Идеальный материал — специальная жаропрочная котловая сталь. На втором месте — легированная жаропрочная сталь с добавками хрома и молибдена, например, марок 12ХМ или 12Х1МФ. Если предполагается использовать обычную сталь, то она должна иметь марку ниже сталь 35. В сталях более высоких марок при нагреве возникает эффект прикаливания, вследствие чего они становятся хрупкими.

В продаже имеются комплекты из вентилятора, термодатчика и контроллера (например, польской компании KG Elektronik), при помощи которых легко организовать принудительную подачу воздуха в топку (см. выше описание работы котла с вентилятором).

Преимущества и недостатки котлов на дровах

Если обобщить, дровяные котлы хороши следующим:

1. Они абсолютно автономны, особенно энергонезависимые модели.
2. Топливо по сравнению с природным газом стоит дешевле и является более безопасным.
3. Для установки не требуется получать разрешение каких-либо служб, также не придется подводить лишних коммуникаций.

Теперь о недостатках:

1. Дровяные котлы имеют значительный вес. Особенно отопители длительного горения, топка которых увеличенных размеров.
2. Независимо от конструкции, требуется участие пользователя. Даже владельцу пеллетного котла придется заправлять бункер пеллетами каждые 5 — 7 суток.
3. Выхлоп содержит много сажи, поэтому часто приходится чистить дымоход.
4. Из-за большого количества кислотообразующих оксидов в выхлопе конденсат получается очень агрессивным, что негативно сказывается на сроке службы дымохода. В особенности это касается угольных котлов.
5. Требуется место для хранения топлива.
6. Из-за инерционности применяется сложная обвязка (рекомендуется даже для пеллетных котлов). Сложность состоит в устройстве смесительного узла, посредством которого в «обратку», если она слишком холодная, подается горячая среда из «подачи».

Устройство и принцип работы

На современном рынке можно найти огромное количество моделей твердотопливных котлов, но их устройство и принцип работы мало чем отличаются. Любое оборудование для обогрева помещений состоит из следующих деталей:

• камера для сгорания топлива;
• дымоход;
• камера для сбора золы;
• змеевик или теплообменник.

Простейшие модели твердотопливных котлов чем-то напоминают буржуйку. После сгорания дров пламя нагревает трубы с водой, жидкость нагревается и поступает в двухконтурную систему отопления. Коэффициент полезного действия у моделей невысокий, а расход топлива значительный.

Современные агрегаты имеют усовершенствованную конструкцию, они оснащаются автоматикой, которая регулирует процесс горения. После сгорания топлива нагретая вода подаётся циркуляционным насосом к радиаторам. Отопительные приборы отдают часть тепла, жидкость охлаждается и поступает по обратному трубопроводу в котёл. Современные системы отопления часто оборудуются расширительным баком закрытого типа, что позволяет избежать испарений воды во время нагревания.

В процессе сгорания дров образуется дым, который отводится на улицу при помощи дымохода. Через некоторое время на стенках этой конструкции оседает сажа, что приводит к уменьшению диаметра трубы и ухудшению тяги. Для очистки дымохода от загрязнений используются специальные отверстия с заслонками. Сажу удаляют с канала при помощи специальных ершей или щёток.

Повысить коэффициент полезного действия твердотопливного котла помогает автоматика:

• температурный датчик срабатывает при понижении температуры теплоносителя, он подаёт сигнал на пульт управления для включения вентилятора;
• манометр подаёт сигнал при увеличении давления, выше нормальных показателей;
• для предотвращения аварийных ситуаций в системе установлен стравливающий клапан;
• циркуляционный насос начинает перекачивать воду после нагревания теплоносителя в котле до определённых температурных параметров.

Эффективность котла зависит от вида используемого топлива. Если агрегат предназначен для работы на дровах, то нельзя использовать уголь или пеллеты. Использовать недостаточно просушенные дрова также не рекомендуется, они дают мало тепла, но образуют много сажи и водяного пара.

Тяга котла

Все знают, что от тяги в дымоходе зависит эффективность работы отопительного агрегата, а, тем более, работающего на дровах. Как же чисто визуально определить, правильно ли горят дрова, и как влияет тяга на их сгорание? Давайте рассмотрим три варианта:

1. Если в дымоходе слышен шум, а цвет пламени белый, то это говорит о том, что тяга слишком большая. И это не очень хорошо.
2. Если цвет пламени оказался красным, то здесь, наоборот, тяга низкая. Тоже плохо.
3. Оптимальный вариант, если цвет пламени будет желтым.

Вот и ориентируйтесь по цвету, выставляя правильный режим работы котла. Это не только показатель эффективность сгорания топлива, но и его экономическое потребление.

Вообще, отопление на дровах – дело одно из самых трудоемких и серьезных. Представляете, сколько всего необходимо учесть, чтобы котлы хотя бы нормально работали. Но многие потребители сталкиваются с трудностями именно в процессе розжига установки. Современные конструкции обеспечиваются всеми узлами, которые позволяют уменьшить количество проблем с обслуживанием.

К примеру, в твердотопливных котлах на лицевой части есть три дверцы, которые прикрывают три секции. Не все понимают, для чего они. Так вот средняя секция – это место, куда укладываются бумага и лучины для розжига. А в верхнюю секцию закладываются сами дрова. Вот такое разделения для удобства.

Устройство твердотопливного агрегата

Кстати, если ваш котел снабжен системой автоматики, тогда она подключается к процессу нагрева теплоносителя не сразу. Сначала прогревается топка и дымоход, затем подключаются основная закладка. Вот в это время автоматика и включается

Обратите внимание, если вы решили проверить, как горят дрова в камере сгорания, то автоматический блок лучше отключить, проверить топку, затем закрыть дверцу и после этого повторно его включить

И еще один момент. Пока котел не наберет необходимую температуру, на стенках теплообменника обязательно начнет собираться конденсат. Его вы увидите вытекающим из лючка. Этот процесс обязательно прекратиться, как только топка прогреется до необходимой температуры.

Функции, предназначение и характеристики

Эта специальная перегородка является обязательной частью каналов, отвечающих за дымовой отвод. Ее наличие гарантирует безопасную эксплуатацию установленной печи или камина, так как обеспечивает пожароустойчивость всей отопительной системы в помещении. Она полностью дублирует сечение и площадь дымоходного просвета. При закрытии следует учитывать сезонность, так как зимой позволено задвигать заслонку на половину длины, а летом открывать полностью. Глухое перекрытие запрещено.

Ее маневренность дает возможность увеличивать или уменьшать трубное сечение, что усиливает или ослабляет воздушную подачу после печной растопки соответственно.

Внешне данная заслонка имеет вид небольшой металлической пластинки, которая регулируется посредством ручки, расположенной снаружи. Это обеспечивает ручную регулировку, позволяя владельцу самостоятельно изменять положение перегородки. Независимо от типа конструкции, она монтируется посредством помещения внутрь трубы с дальнейшей фиксацией хомутом.

Шибер-задвижка для дымохода отвечает за несколько функций:

• Усиливает тягу при неблагоприятной погоде.
• Нагнетает воздух, повышающий силу горения.
• Снижает тягу при ветреной погоде.
• Предотвращает тепловую утечку при прогревании каменки.
• Уменьшает интенсивность горения, позволяя экономить на топливе.