Дровяные котлы – устройство и принцип действия
Несмотря на огромный выбор моделей дровяных котлов, устройство их различается не так уж сильно. Любой дровяной котел для отопления дома обязательно имеет камеру сгорания топлива, водный теплообменник, дымоход и зольник. Простейший дровяной котел по устройству напоминает буржуйку с водяной рубашкой: при сгорании дров в топке вода нагревается и поступает в систему отопления. Эффективность такого котла невелика, а расход дров – значительный, из-за неполного сжигания топлива часть денег улетает в трубу в буквальном смысле слова. Конструкция современных котлов с функцией длительного горения, конечно, сложнее, устройство такого котла и его основные элементы показаны на рисунке.
Элементы дровяного котла
Дрова в котел загружаются через верхнюю загрузочную дверку сразу в большом объеме. Начальное сжигание топлива происходит в камере газификации. Поступление воздуха, а вместе с ним и необходимого для горения кислорода, в эту камеру ограничено – так регулируется интенсивность горения. В таком режиме дрова не горят, а тлеют с образованием большего количества тепла, при этом происходит нагрев воды в теплообменнике. Но процесс горения на этом не заканчивается: при тлении образуется дым, содержащий горючие газы. Эти газы попадают во вторую камеру – камеру сжигания, которая служит одновременно зольником. Подача воздуха в эту камеру уже не ограничена, и при достаточном количестве кислорода происходит дожигание газов. Температура горения газовоздушной смеси очень высока, и эффективность нагрева водяного теплообменника в этой камере тоже. В результате дым очищается от золы и вредных горючих газов, что делает дровяные котлы нового поколения весьма экологичными.
Пиролиз — процесс длительного горения
Видео — принцип работы дровяного котла длительного горения
Отведение дыма осуществляется через дымоходный канал, присоединенный к дымоходу и трубе. Для подачи холодной и отвода горячей воды из теплообменника котел оснащен патрубками. Они подключаются к системе отопления по выбранной схеме. Котлы нового поколения оснащены автоматикой, позволяющей максимально упростить обслуживание котла:
- датчиком температуры, подающим сигнал на вентилятор подачи первичного воздуха;
- датчиком давления, сигнализирующим о превышении нормального значения;
- датчиками давления воды в системе.
Эффективность твердотопливных котлов напрямую зависит от вида и качества топлива. Если котел предназначен для работы на дровах, нельзя загружать в него уголь и торфяные брикеты! Это снизит эффективность котла и может вывести его из строя. Также не рекомендуется использовать для топки дровяного котла плохо просушенные дрова и древесину хвойных пород – они горят с образованием большого количества пара, смол и сажи, и котел придется подвергать чистке значительно чаще.
Как проверить производителя?
Ошибка №9
Зачастую вместо газового котла с европейскими комплектующими можно запросто купить китайский котел.
На сам деле ничего страшного здесь нет, просто продавцы должны быть честны с вами изначально, а не втюхивать чисто европейское качество.
Как на это не попасться и все проверить самостоятельно? Элементарно.
Вбиваете в гугл полное название модели и добавляете два слова – “СЕРТИФИКАТ СООТВЕТСТВИЯ”. Скачиваете его и внимательно изучаете.
Ошибка №10
Если вы вообще не смогли найти подобный сертификат, то лучше сразу обходить данную модель стороной.
Сертификат должен быть у каждого товара, который завозится на территорию стран СНГ. В графе “Изготовитель” как раз таки и указано, где фактически был произведен данный котел. Вот вам для наглядного сравнения два сертификата.
Конкретную марку смотрите в графе – “Продукция”.
Это касается не только сборки, но и комплектующих. Уже мало кто из производителей за счет китайцев экономит только на рабочей силе.
Поэтому не стоит верить продавцам, что котел был только отверточно собран в Китае, а все внутренности у него европейские. Хотя опять же повторимся, в современном мире не всегда китайские комплектующие это плохо.
Здесь в первую очередь идет речь о честности продавца.
Какие виды топлива вам доступны?
Газ
Экономичный и самый удобный в использовании вид топлива. Магистральный газ подается автоматически, вам не нужно постоянно контролировать работу котла и поддерживать горение.
Есть и ограничения: перед тем, как устанавливать котел и подключаться к магистральному газоснабжению, необходимо получить разрешение у газовой службы.
*Здесь и далее примерный расчет произведен для московского региона. Длительность отопительного сезона — 7 месяцев.
Сжиженный газ
Вариант автономной газификации с дорогим оборудованием и высокой стоимостью отопления. Зато не нужны разрешения — как с магистральным газом.
От идеи с баллонами лучше отказаться сразу, если речь не идет о малой площади или временном решении перед газификацией. Придется устанавливать газгольдер — подземную (реже — наземную) емкость под газ. Емкость нужно рассчитывать с запасом: полезный объем газгольдера — 85%. А еще нужно следить, чтобы бак не опустошался полностью, иначе есть риск завоздушивания. Покупка и установка газгольдера таких размеров может стоить больше 300 000 рублей.
*При цене на поставку газа в 17 руб/литр. Газ лучше заправлять весной — тогда его стоимость самая низкая.
Дизельное топливо
Подходит для временного решения, если газовую магистраль только планируют подвести к вашему дому. Выбирайте навесную горелку (не встроенную), тогда в будущем котел можно будет переоборудовать в газовый. Дизельные котлы бывают только напольными, они должны устанавливаться в отдельном помещении — котельной.
Минусы отопления дизельным топливом:
- Жидкотопливный котел требует регулярного обслуживания — его нужно чистить от продуктов горения.
- Необходимо поддерживать запас топлива.
- Снаружи дома устанавливается емкость для его хранения, при этом нужно соблюдать правила пожарной безопасности.
- Поставка и хранение топлива вносят дополнительные расходы.
Электричество
Электрические котлы компактны и бесшумны. Устанавливать их проще всего, при работе они не выделяют продуктов горения. Такие котлы чаще всего устанавливают как резервные, но бывает и так, что это единственно возможный способ обогрева помещений.
Минусы электрического отопления:
- Электричество — один из самых дорогих энергоносителей для отопления дома.
- перебои с его поставкой случаются чаще всего.
- Нужно делать отдельную проводку.
- Для мощности котла выше 9-12 кВт потребуется трехфазный ввод.
*Расчеты приведены для однозонного тарифа. Двухзонный тариф дает номинальную экономию примерно в 6% — при расчетах с одинаковым потреблением днем и ночью. Однако на практике экономия выше — так как пиковые температуры приходятся на ночное время, а днем температура воздуха повышается.Если использовать электроотопление с ночной теплоаккумуляцией, то расходы на электроэнергию можно сократить более чем в 2 раза. Но в этом случае оборудование и оснащение будет в разы дороже — ведь за ночь нужно согреть воду, которая будет обогревать дом весь день.
Дрова
Вариант для тех, кто совсем отрезан от цивилизации. Современные твердотопливные котлы практически всеядны, их производители борются за повышение КПД. Хранение дров организовать намного проще, чем дизельного топлива.
Минус твердотопливных котлов: непосредственное участие человека в его работе. Нужно регулярно вручную поддерживать его горение, добавляя топливо и удаляя продукты горения из топки.
Как выбирать котел для себя
Прежде чем совершать покупку твердотопливного котла рекомендуется получить консультацию у специалиста или человека, имеющего опыт эксплуатации указанного оборудования
При выборе агрегата, прежде всего, обращают внимание на определенный перечень характеристик, позволяющих определить, какой твердотопливный котел лучше
Вид топлива
Для твердотопливных котлов чаще всего используют уголь, дрова и торф. У каждого топлива есть и преимущества и недостатки. Но я, например, чаще всего рекомендую покупать дровяные котлы.
Материал теплообменника
Чугун
- Чугунные котлы долго разогреваются, но зато потом довольно долго отдают тепло.
- Их легко разобрать и собрать.
- В обслуживании они также очень просты.
Но есть и минусы в данных котлах. Например, они не готовы к резким скачкам температуры. И если на их корпус попадет вода, он может запросто лопнуть.
Стальной котел
Температурных скачков они уже не бояться, гораздо быстрее нагреваются и начинают обогревать дом. Но конструкция у них неразборная, что может вызвать некоторые затруднения при обслуживании и эксплуатации. Обычно, если на горячий стальной котел попадает вода, то страдают места сварки. Имейте это ввиду.
Конструкция
Главный конструктивный нюанс для твердотопливных котлов заключается в количестве контуров. Если одноконтурный агрегат способен отвечать только за отопление, то двухконтурная модель позволяет организовать еще и горячее водоснабжение, однако для этой цели необходимо иметь водопровод. Кроме этого, в случае, когда установка оборудована автоматическими системами контроля, циркуляционным насосом или вытяжным вентилятором, необходимо иметь подключение к электросети.
Кроме прочего двухконтурные устройства предполагают наличие дополнительной емкости для сбора и хранения подогретой воды. Плюс ко всему некоторые котлы, предназначенные для бытового использования, имеют варочные поверхности.
Расчет мощности
В паспортных данных для каждой модели указаны расчетные данные на оптимальный объем отапливаемого помещения. Если котел применяется для помещения превышающего расчетные значения площади, то он будет постоянно гореть при максимальной мощности, что послужит причиной быстрой поломки.
Также не рекомендуется использовать мощную установку для малой площади, в этом случае ощутимо снизится КПД котла, а смолы от некачественного сжигания послужат причиной засорений различных элементов. Приобретая твердотопливный котел необходимо знать точный объем отапливаемого помещения в кубических метрах.
Тип регулятора
На твердотопливных котлах длительного горения могут использоваться, как автоматическая система контроля подачи воздуха в топку, так и механическая. Электрическая система контроля предлагает более широкий диапазон регулировок, однако для ее работы необходимо иметь подключение к электросети. Кроме этого автоматические устройства имеют высокую стоимость.
Наибольшей популярностью пользуются механические регуляторы тяги, способные работать в полностью автономном режиме. В качестве реагирующего элемента, в таком приспособлении, применяют герметичную капсулу с термочувствительной жидкостью. Она имеет высокий коэффициент расширения при воздействии температуры, и способна изменять положение заслонки в зависимости от нагревания теплоносителя. Регуляторы тяги механического действия имеют доступную цену и способны работать в автономном режиме.
Цена
Можно однозначно отметить, что отечественные модели имеют более дешевую стоимость, чем импортные аналоги. Даже в этой группе товаров имеются образцы, которые можно отнести к бюджетной линии. Однако при выборе характеристик твердотопливного котла необходимо учитывать условия, в которых ему предстоит работать. Ведь бюджетные модели не всегда могут быть лучшими твердотопливными котлами.
Чем лучше топить твердотопливный котел
Выбор разновидности топлива, на чем будет работать установленный котел, попадает в зависимость от различных условий. Одной из причин является материал, из чего изготовлен агрегат. Большим сроком эксплуатации обладают модели, изготовленные из чугуна, однако они не рассчитаны на работу при крайне высоких температурах.
Для работы на угле лучше подходят котлы, выполненные из жаростойкой стали, которая способна выдерживать температуру до 1800 градусов. Если, в качестве топлива предполагается использовать пеллеты или гранулированные виды топлива, то необходимо убедиться, какой котел укомплектован необходимыми элементами для этой цели.
Сфера использования
Как правило, дровяной котел является отличным решением для жителей тех местностей, в которых нет возможности подключиться к газопроводной сети. Также он может использоваться в качестве альтернативного варианта теми, у кого нет финансовой возможности врезаться в газопровод. Нередко дровяной котел для дома становится дополнительным источником обогрева на то время, пока оформляются документы на врезку в сети областной организации, занимающейся поставкой газа физическим и юридическим лицам.
С помощью такого отопительного прибора можно обеспечить обогрев нескольких комнат. Выбирать котел необходимо, ориентируясь на его мощность, вес, КПД и материал, из которого он изготовлен.
Характеристики различных моделей
Перед покупкой определенного варианта важно разобраться с тем, что представляет собой котел дровяной. Отзывы помогут выбрать определенную модель и разобраться с особенностями ее эксплуатации
Разные модели имеют различную продолжительность работы от одной загрузки. Так, она может быть как несколько часов, так и продолжаться до 1-2 суток.
Как и газовые устройства, дровяные котлы разделяются на одно- и двухконтурные. Второй вариант позволяет не только отапливать дом, но обеспечивает горячее водоснабжение. Конечно, каждая из моделей имеет свои особенности, но специалисты для демонстрации преимуществ этих устройств высчитали усредненные показатели.
Так, обычный дровяной котел с водяным контуром работает с мощностью 100 кВт, используя для этого уголь, торф или древесину. На выходе из устройства вода должна быть порядка 80 С, на входе — 50 С. В среднем котлы на одной загрузке работают около 12 часов.
Все они хорошо защищены от перегрева благодаря повышенной системе безопасности. Правда, перед покупкой стоит учесть, что масса котла может достигать 400 кг.
На что обращать внимание при выборе
При выборе котлов нужно обращать внимание на следующее:
-
Мощность отопителя должна соответствовать теплопотерям коттеджа в самый холодный период года (определяются специальным расчетом).
Считается, что при хорошем утеплении на каждые 10 кв. м отапливаемой площади требуется 1 кВт тепла.
-
Стенки топки должны быть изготовлены из жаропрочной стали и иметь достаточную толщину.
Особенно это касается угольных котлов, поскольку температура сгорания угля значительно выше, чем у дров. Топки таких котлов должны изготавливаться из листов толщиной хотя бы в 3 мм, а лучше в 5 мм.
- Необходимо уточнить давление, на которое рассчитан теплообменник устройства. Самые прочные держат 3 атм.
- Если в котле предусмотрена принудительная подача воздуха, желательно, чтобы вентилятор не располагался слишком низко — он будет тянуть с пола пыль.
- Если система отопления не оборудована циркуляционным насосом, нужно выбирать агрегат, способный работать в режиме естественной циркуляции.
Выбор дровяного котла для отопления
Чтобы решить, какой дровяной котел выбрать, нужно учесть несколько факторов. Первым делом нужно рассчитать требуемую для обогрева здания мощность, чтобы котел обеспечивал полноценное отопление всех помещений. Кроме того, при расчетах нужно учитывать КПД конкретной модели и брать небольшой запас мощности с учетом этого показателя.
Следующий пункт – материал изготовления котла. Чаще всего выбирать приходится между сталью и чугуном. Материал, из которого сделан дровяной котел, напрямую влияет на качество конструкции, ее вес и эффективность отопления. На этом этапе стоит также продумать будущее расположение котла и подобрать его габариты так, чтобы он мог поместиться на подготовленном месте.
Пеллетные котлы
Котлы, работающие на пеллетах сложно отнести к какому-то классу, потому о них обычно говорят отдельно. Топливо для этого типа котлов — небольших размеров гранулы из спрессованных опилок. Для хранения пеллет возле котла делают бункер. Его размер определяет время автономной работы оборудования. При достаточном количестве места бункер можно сделать на несколько тонн топлива. Минимальный размер — на пару ведер, чего хватает на день работы.
Котел на пеллетах
Пеллетный отопительный котле оснащен специальной горелкой. Пеллеты из бункера автоматически подаются в зону горения, где сгорают практически без остатка. Нормального качества гранулы дают всего 3-5% золы. Потому чистка требуется редко — раз в неделю или даже раз в несколько недель. Оборудование полностью автоматизировано, при достаточном запасе топлива можно не наведаться неделями.
Но и тут не обошлось без недостатков. Первый — высокая цена на оборудование. Второй — требовательность к качеству пеллет. Они должны иметь малую зольность, хорошую теплотворную способность, не должны ломаться и крошиться. В остальном пеллетный котел для отопления частного дома — хороший выбор. Его плюс еще в том, что используются отходы деревообрабатывающей промышленности.
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.
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.
Недостатки
Если вы решили, что отопление частного дома дровяным котлом является лучшим из возможных вариантов, то вам необходимо заранее ознакомиться со всеми проблемами, с которыми можно столкнуться в процессе его эксплуатации.
Так, к недостаткам можно отнести следующие его особенности:
- при сжигании дров образуются сажа и зола в больших количествах;
- котел должен располагаться в помещении, оборудованном дымоходом;
- теплоноситель, идущий от дровяного котла, прогревается неравномерно.
Кроме того, следует выделить место, в котором будет храниться необходимый запас дров. Оно должно быть закрытым и хорошо проветриваемым
Ведь важно следить за тем, чтобы поленья оставались сухими