Разбираемся с котлами длительного горения на дровах для отопления частного дома. Дровяной котел для отопления частного дома

При ограниченном выборе энергоносителей отоплению на дровах альтернативы может не быть вовсе. Важно приобрести подходящий дровяной котёл и понимать особенности его эксплуатации. Мы расскажем вам об этих отопительных агрегатах, начиная с выбора подходящей разновидности и заканчивая вопросами установки.

Основные виды дровяных котлов

Арсенал техники для отопления постоянно пополняется новыми, более совершенными изделиями, однако среди твердотопливных котлов ничего кардинально нового придумано не было. В попытках увеличить КПД конструкторы так или иначе улучшали конструкцию, из-за чего появилось несколько разновидностей с рядом характерных признаков:

1. Сложная Z-образная форма топки или её деление на 2 камеры сгорания. Такие котлы рассчитаны на длительное горение и максимально полное сжигание выделяющихся пиролизных газов.

Пример конструкции твердотопливного котла длительного горения: 1 — автоматика котла; 2 — загрузочная дверца; 3 — подача первичного воздуха; 4 — подача вторичного воздуха; 5 — зольник; 6 — горение пиролизных газов; 7 — пиролиз твёрдого топлива; 8 — теплообменник; 9 — вентилятор-дымосос

2. Наличие водонаполненных колосников и/или рубашки. Считается, что таким образом теплоноситель забирает до 90% теплоты сгорания, но на практике хорошие дровяные котлы с КПД выше 80% — уже большая редкость.

3. Форма организации поддува. Путём уменьшения поступающего кислорода можно сильно растянуть длительность горения, поддерживая температуру воды в заданных пределах. Обычно реализуется за счёт ручной или управляемой заслонки, при недостаточно сильной тяге может использоваться вентилятор наддува. Управление заслонкой, как правило, выполняется цифровой автоматикой, контролирующей температуру воды в патрубке подачи.

4. Тип и устройство теплообменника. С одной стороны, идёт гонка за максимизацию площади поверхности для более эффективного теплосъёма, с другой — за долговечность и надёжность. В первом случае имеем сотовые теплообменники бойлерного типа, высокоэффективные, но проблемные в очистке и ремонте/замене. С другой стороны — простые трубчатые змеевики из холоднотянутой бесшовной трубы — с классикой спорить трудно.

5. Наличие утепления. Необходимость кожуха с минеральным наполнителем определяется местом установки. Если на улице не имеет смысла тратить тепло впустую, то для гаража или мастерской неизолированный котёл может стать хорошим методом обогрева.

Имеются также отличия в типе топлива , горизонтальном и вертикальном расположении шахты, а также материале топки. Камеры и змеевики, выполненные из холоднокатаной низкоуглеродистой стали, просты и неприхотливы, но подвержены образованию окалины. Змеевики и водонаполненные рубашки из чугуна наиболее долговечны и не подвержены образованию окалины, но требуют специальной обвязки из-за высокой чувствительности к тепловым ударам.

Мощность оборудования

В конечном итоге для котла важны не столько подробности его внутреннего устройства, сколько основные рабочие показатели, которых удалось достичь использованием ряда инженерных инноваций. Важнейший и определяющий параметр котла — его номинальная мгновенная мощность. Теплоёмкость у разных видов топлива разная, как и у разных пород дров, производитель не может её точно предугадать и обсчитать номинальную мощность в отдельно взятом режиме эксплуатации.

Определение мощности происходит по двум показателям. По объёму топки можно судить о массе закладки. В среднем считается, что на каждый киловатт мощности дровяного котла приходится 2,5-3 л объёма камеры горения. Получив мгновенное значение выделяемой при сгорании мощности, можно прогнозировать, какая её часть может быть поглощена теплообменником при разных температурных режимах работы. Обычно поглощение сознательно делают выше расчётного выделения теплоты в условиях горения, близких к оптимальным, но такой подход чреват неприятностями.

Дело в том, что все дровяные котлы страдают общей болезнью — образованием дёгтя из-за высокой влажности сжигаемой древесины. Конденсация происходит только при достаточно высокой разнице температур. Так, образование наростов на экономайзере или вторичном теплообменнике может прекратиться при нагреве теплоносителя до 40-45 ºС. Суть здесь в том, что если загружать котёл наполовину, его мощности не хватит для нормального нагрева стенок и теплообменников, из-за чего оборудование попросту «потечёт».

Устройство дымохода

Основной удар от конденсации водяного пара из дров приходится на систему дымохода. Протяжённость трубы большая, разница температур (особенно на улице) очень высока. Практикуется два подхода к решению этой проблемы.

Первый заключается в монтаже ревизионных отводов для слива конденсируемой влаги. Размещаться такие отводы должны в самой низкой точке каждого поворотного сегмента, начиная от последнего вертикального участка и заканчивая точкой подключения котла. Недостаток в том, что трубки для спуска воды периодически нуждаются в прочистке и не могут иметь значительной длины при малом диаметре.

С кирпичными дымоходами или с асбестоцементными трубами в обкладке таких проблем не возникает. Трудности устройства таких дымоходов очевидны, но и их можно обойти с применением более дорогостоящих материалов. Речь идёт об утеплённых сэндвич-трубах из нержавеющей стали с минеральным наполнителем. Для устройства дымохода сегодня это — оптимальный вариант. Резюмируем: конденсат не образуется только в утеплённых дымоходах.

Инерционность системы

Другой недостаток твердотопливного котла скрыт в цикличности его работы и невозможности самостоятельно восполнять запасы топлива. Из-за этого требуется либо высокая теплоёмкость самой конструкции дома, либо глухое утепление, близкое к пассивному дому , либо способ хранить запас тепла на период остывания системы.

Поскольку объём самого теплообменника в котле небольшой, водоизмещение системы получается поднять в основном за счёт увеличения диаметра труб. Другой альтернативой такого рода можно назвать установку теплового аккумулятора. При грамотном подходе можно реализовать накопление тепла только после нагрева основной системы, что поможет ускорить прогрев дома и решить проблему с конденсатом.

Системы тёплого пола обладают собственной высокой инерционностью, которая растёт вместе с толщиной аккумулирующей стяжки. При наличии тепловой отсечки под полом это может быть действительно долговременный источник тепла. При достаточно толстом слое даже использование воды более высокой температуры не вызовет дискомфорта и тепловой зебры, но вместе с инерционностью системы растёт время её выхода на режим. С другой стороны, подключение тёплого пола к дровяному котлу требует достаточно сложной обвязки, исключающей перегрев как котла, так и трубок в полу.

Автоматика и обвязка дровяных котлов

Как уже упоминалось, регулировать мощность котла можно только по изменению количества поступающего кислорода. Наиболее эффективно и точно эта система работает в шахтных котлах пиролизного типа на дровах или брикетах.

В основной комплекс автоматики входят электронный блок управления, вентилятор, регулятор тяги с электрическим приводом и термопара, плотно примотанная к патрубку подачи. Все эти комплектующие продаются как по отдельности, так и комплектами под определённую модель котла. В среднем вся автоматика обходится около 4-5 тысяч рублей. Отдельно упомянем важность наличия защиты от падения заслонки и герметизационных пазов на загрузочных и ревизионных люках, дымоходе, системе стабилизации тяги.

Для твердотопливных котлов предусмотрен ряд защитных устройств другого рода, устанавливаемых в гидравлическую обвязку. Из безусловно обязательных это циркуляционный насос и защита топки от перегрева — группа безопасности для сброса избыточного давления. Обратите внимание, что выпускной штуцер клапана сброса должен быть повёрнут к стене или снабжён шлангом, чтобы при срабатывании не травмировать присутствующих людей. Требованиями безопасности может быть предусмотрена установка подтравливающего клапана дымохода для стабилизации тяги и горения, он монтируется сразу на выходе из котла или непосредственно перед конечным вертикальным участком.

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором: 1 — дымоход; 2 — термостат; 3 — группа безопасности; 4 — сепаратор воздуха; 5 — циркуляционный насос; 6 — тепловой аккумулятор; 7 — трёхходовой смеситель; 8 — погодозависимоя автоматика; 9 — радиатор отопления; 10 — циркуляционный насос; 11 — обратный клапан; 12 — расширительный бак; 13 — защита от сухого хода; 14 — клапан подпитки; 15 — накладной датчик температуры; 16 — твердотопливный котёл

Для чугунных котлов практикуется установка двухходового клапана, подмешивающего воду из горячего отвода для недопущения поступления холодной воды в разогретую топку. При установке теплоаккумулятора добавляется трехходовой электрический клапан, запускающий подачу тепла в бак только после прогрева основного состава. Контроль ведётся по температуре обратки, дополнительный контур включается за 7-10 ºС до достижения температуры отсечки. В этом аспекте наиболее предпочтительны блоки управления с ПИД-регулятором.

Установка, подключение

Котёл устанавливается на бетонном постаменте, высота которого определяется равновесностью гидравлической системы. В идеальном случае теплоноситель в котле должен находиться под наибольшим давлением по сравнению с остальными участками трубопровода. Положение котла также определяется направлением и точкой присоединения дымохода. Его подключение может быть как вертикальным (сверху), так и горизонтальным (сзади или сбоку).

В обвязке котла рекомендуется использовать только стальные или медные трубы, для пластика здесь слишком велик риск перегрева. Участок трубопровода подачи в 3-5 метрах от котла также традиционно выполняют металлом. Соединения могут быть сварными, при отсутствии нужного оборудования — резьбовыми на пакле и анаэробном герметике.

Настройку котла нужно проводить с учётом малой скорости нагрева и высокой инерционности. Рабочая температура теплоносителя поддерживается, как правило, в пределах 50-65 ºС. При этом температура обратного гистерезиса должна быть немного выше максимальной, при которой наддув полностью прекращается. Это необходимо, чтобы розжиг начался задолго до того, как вода в системе остынет сильнее положенного.

Подорожание газа, дизтоплива и электричества вынуждает жителей загородных домов искать альтернативные источники отопления дома. Пеллеты, торф, отходы деревообрабатывающей промышленности, дрова – все это служит прекрасным топливом для дровяных котлов.

А мы все дровами топим – прошлый век или экономия средств?

Казалось бы, 21 век на дворе, и тут вам говорят, что лучше топить дровами. Конечно же, речь идет не о печном отоплении – это действительно прошлый век. Современные агрегаты на дровах – , как их называют профессионалы, – имеют не только привлекательный вид, но и высокий КПД – от 70 % до 90 %! Их производят практически в каждой стране, где есть зима, импортируют и экспортируют как ходовой товар и придумывают новые модели. Преимущества таких котлов заставляют задуматься, а действительно ли стоит отапливать дом газом:

• экономия на оплате счетов за топливо в 1,5–2,5 раза по сравнению с газом;
• для установки дровяного котла не нужно ничего согласовывать с пожарной инспекцией, местной газовой службой или соседями;
• котел на дровах в большинстве случаев способен одинаково хорошо работать как на дровах, так и на пеллетах, опилках и даже на угле;
• дровяные агрегаты могут работать в автономном режиме, независимо от подключения к электричеству;
• при подключении автоматики вы можете оптимизировать расход топлива и минимизировать частоту загрузок новых порций топлива;
• многие котлы могут быть оборудованы варочными поверхностями, на которых можно варить корма для домашних животных;
• с помощью дровяных агрегатов можно обеспечить дом не только теплом, но и горячей водой.

Конечно, у твердотопливных котлов есть и недостатки. Агрегаты попроще то и дело требуют постоянной загрузки топлива, как минимум раз в 2–4 часа. Да и топливо нужно где-то хранить – для этого обустраивают навесы, поленницы. Сырые дрова уменьшают мощность котла практически вдвое, так что топливо должно быть хорошо просушенным. Производители эти проблемы более чем успешно решают, однако высокотехнологичные котлы, которые нужно загружать раз в два дня, с автоматической регулировкой температуры или автоподачей топлива, стоят весьма недешево. Самое время разобраться, какой котел на дровах следует приобрести для дома.

Стоят дешево, греют плохо?

Наш обзор мы начнем с котлов, сделанных своими руками, и недорогих агрегатов от отечественных производителей. В первом случае владелец котла экономит на стоимости готового изделия, приобретая лишь листовой металл и трубы, однако для изготовления агрегата потребуется немало навыков и много времени. Нельзя сказать, что дровяной котел отопления, собранный своими руками, будет плохо справляться со своей задачей – КПД удачных агрегатов достигает 70–80 %.

Проще всего сделать котел стандартной конструкции, с нижним горением. Зольник, топочная камера, водяной регистр или водяная рубашка, регулятор тяги, дымоход – вот и вся конструкция. Более сложные агрегаты могут быть оборудованы шахтными топочными камерами для большого объема топлива, завихрителями дыма, многочисленными задвижками. Своими руками можно даже сделать котел с верхним типом горения.

Недостаток таких агрегатов заключается в том, что топливо сгорает достаточно быстро, отдавая тепло в систему – во время сгорания дров в доме будет слишком жарко, а через несколько часов снова станет прохладно. Эту проблему народные умельцы, которые не прочь поработать своими руками, решают с помощью так называемого аккумулятора тепла – емкости с водой, которая аккумулирует запасы нагретой воды и равномерно отдает тепло в систему, долго обеспечивая дом теплом даже после того, как дрова полностью прогорят. Чем мощнее котел, тем больше должен быть такой аккумулятор – не редкость емкости на 2–3 тонны воды.

Далеко не каждый может совладать с болгаркой, сварочным аппаратом и листовой сталью – большинство предпочитает покупать готовые варианты. Самыми дешевыми на рынке отопительных приборов являются стальные отопительные котлы отечественного производства. Опять же, некоторые умельцы изготавливают своими руками агрегаты на продажу, однако лучше приобретать котел у производителя, который обладает большими мощностями и современным оборудованием. Заводская сварка на порядок лучше того, что может сделать человек у себя в гараже, да и детали подогнаны на порядок точнее. Плюс порошковая покраска, рассчитанная на высокие температуры, значительно продлит сроки эксплуатации котла.

Самые дешевые агрегаты стоят около $ 200–250. В основном это котлы самой простой конструкции, выполненные из листовой стали. Тем не менее, мощность от цены не зависит – можно приобрести достаточно мощный котел и за такие деньги. Другой вопрос, что он вряд ли будет экономным и вряд ли прослужит долго – агрегаты, сделанные своими руками или купленные у отечественных производителей, редко когда служат дольше 10 лет. В среднем и 5 лет уже хороший результат для таких котлов. Но если вы бываете в загородном доме нечасто, он качественно утеплен и источник топлива (лес, например) находится рядом, то вам подойдет и дровяной котел из низкой ценовой категории. Главное, чтобы толщина стали была не меньше 4 мм.

Средняя ценовая категория – ищем лучшее соотношение качества и цены

В средней ценовой категории за право быть купленными постоянно борются котлы отечественных производителей, успевших себя зарекомендовать, и агрегаты импортного производства из Польши, Чехии, Литвы, Словакии, Германии. За $ 500–800 вы можете приобрести экономный котел с высоким КПД – до 90 %. За эту цену можно приобрести даже чугунный котел – этот материал намного долговечнее стали. Корпус чугунных котлов состоит из отдельных монолитных секций, что существенно упрощает процесс сборки агрегата своими руками. Ремонт выполняется за счет замены секции на новую. Чугун стоек как к сухой, так и влажной коррозии, поэтому при соблюдении всех условий может прослужить несколько десятилетий.

Главная беда чугуна – его хрупкость, он не выдерживает резких перепадов температуры и может пострадать от механических повреждений. Даже холодные дрова нельзя загружать внутрь нагретого котла.

Сталь служит куда лучше – ей не страшны ни механические повреждения, ни резкая смена температур. Устойчивость к коррозии сегодня достигается путем добавления в теплоноситель специальных составов, которые прекращают реакции окисления. Главный минус котлов – прогорание стали, поэтому следует выбирать агрегаты только из жаростойкого металла.

При выборе отопительного котла большинство пользуется стандартной схемой расчета мощности котла – на 10 кв. м площади нужно 1 кВт мощности котла. Однако не советуем приобретать агрегаты, чья мощность впритык к отапливаемой площади. Дело в том, что этот расчет достаточно усреднен – эти данные актуальны для натопленного, утепленного дома, в котором нужно лишь поддерживать заданную температуру. Для разогрева остывшего дома необходимо куда больше тепловой энергии. Поэтому берите котел с запасом 25-30 % мощности, не прогадаете. Да и агрегат прослужит намного дольше, ведь на полную мощность ему предстоит работать нечасто – только когда вы по каким-то причинам долго не отапливали жилые помещения.

Длительное горение – мечта домовладельцев

И все-таки сегодня самыми желанными являются котлы длительного горения, которые могут работать на одной загрузке дров до 40 часов, а на угле – все 5 суток. Несомненным лидером является компания «Стропува» (Литва). Котлы под этим брендом совершенно не похожи на агрегаты других фирм – они имеют очень удобную вытянутую форму и занимают совсем немного места в помещении. Стоят такие агрегаты от $ 1000 и больше, в зависимости от мощности изделия.

– пожалуй, самый дорогостоящий тип отопительных агрегатов. Внутри этих котлов происходит процесс газогенерации – из древесины выделяется пиролизный газ, который и горит в отдельной камере, и только затем происходит догорание твердого топлива. Благодаря этому котел потребляет в полтора раза меньше топлива для получения того же количества тепла, чем традиционный котел. На одной загрузке дров пиролизные котлы могут работать до 12 часов. Важно, чтобы дрова были очень сухими.

Отопительные системы и оборудование стоят достаточно дорого. Не каждая семья может себе позволить приобрести новый котел для установки на даче. Придется потратить значительную сумму на его покупку и последующий монтаж. Однако при желании всегда можно изготовить котел на дровах своими руками, способный обогреть жилую площадь.

По своему конструктивному исполнению самодельные дровяные котлы могут быть различными. От их устройства зависит эффективность обогрева и простота эксплуатации. Решив сделать все своими руками, стоит сначала обратить внимание на самую простую конструкцию. Пиролизные дровяные котлы требуют наличия определенных знаний и навыков. Хотя их КПД значительно выше.

Обыкновенный котел

Сначала разберем, как изготовить простой дровяной котел своими руками. Модель представляет собой два цилиндра, помещаемых друг в друга. Первый используется в качестве топки. При горизонтальном расположении он может изнутри обкладываться огнеупорным кирпичом.

Второй выступает в качестве конвекционного носителя или используется для подогрева теплоносителя. Закладка дров производится непосредственно в топку.

Подручные материалы

Для уменьшения объема сварочных работ можно использовать толстостенную трубу или бочку. Возможно также использование других подручных материалов.

Сваренную из толстого листа прямоугольную топку можно без труда разместить внутри цилиндрической емкости.

Особенности конструкции

В дровяном котле предусматривается поддувало для притока свежего воздуха и дымоход для отвода отработавших газов. Поддувало располагается в нижней части трубы и позволяет нижнему ряду дров тлеть, вырабатывая дополнительное тепло. Закладка дров в самодельные котлы производится через верх. Для этого подготавливается специальный люк.

Чтобы каждая заложенная стопка дров горела как можно дольше, часто предусматривается специальный груз, выполняемый в форме диска с лопастями и отверстием, имеющим диаметр 20 мм. При надавливании груза происходит сжимание горящего топлива. При этом объем поступающего воздуха значительно сокращается, так как он может проходить только через имеющееся отверстие.

Способ подключения

К системе отопления такой котел можно подключить двумя способами:

• врезав трубы с водой прямо в бочку. Циркулируя между трубами, она будет нагреваться, чтобы затем, поступив в систему отопления, нагревать радиаторы;
• врезав дымоход в бак с теплоносителем. Отработавшие горячие газы будут поступать в емкость, постепенно нагревая теплоноситель.

Пиролизный котел

Принцип действия твердотопливных пиролизных котлов, работающих на дровах, основан на разрушении древесины под действием высокой температуры при низком содержании кислорода. Они используются для длительного обогрева помещений различного назначения.

Такой котел состоит из двух камер. Первая используется для загрузки топлива. Во вторую попадают отработавшие газы и вторичный воздух для длительного горения. Сделать такой агрегат своими руками сложнее, чем обычный, но можно.

Основные элементы прибора

Дровяной котел изготавливается из металлической бочки. Желательно емкостью 200 литров. Крышка у бочки срезается и к ней приваривается бортик. Из массивной заготовки или любого другого утяжелителя изготавливается круглый поршень. Его диаметр должен быть немного меньше внутреннего диаметра бочки.

В крышке вырезается отверстие для установки воздуховодной трубы диаметром 100 мм. По высоте труба минимум на 20 см должна быть выше бочки. Сбоку в бочку вваривается дымоходная труба. Для нее также используется прокат диаметром 100 мм.

Воздуховодная труба приваривается к поршню. На верхнем торце трубы предусматривается заслонка, регулирующая количество поступающего воздуха. К нижней части поршня привариваются ребра, используемые для утрамбовки топливной массы.

В процессе эксплуатации котла дрова загружаются непосредственно в топку и поджигаются. Сверху устанавливается крышка с поршнем. По мере сгорания топлива поршень станет опускаться вниз, нагнетая давление в нижней камере. За счет этого и минимального количества кислорода дрова начнут медленно тлеть.

Выделяющийся при пиролизе газ поступит в верхнюю камеру, температура в которой может достичь 900C. Через дымоход остатки продуктов горения удаляются в атмосферу.

Такие самодельные котлы, изготовленные по всем правилам, способны на одной закладке проработать больше суток из-за длительного горения.

Готовим материал и инструменты

Приступая к изготовлению котла на дровах своими руками и стремясь выполнить все в кротчайшие сроки, стоит позаботиться о наличии:

• схемы будущего котла;
• стальных труб различной длины, диаметра (400, 500, 100 и 150 мм);
• стального листа толщиной минимум 4 мм;
• проката для изготовления ножек;
• двухсотлитровой бочки;
• термостойкой смеси, используемой при кладке печей и каминов;
• сварочного аппарата;
• электродов подходящей марки и размера. Как правило, для выполнения сварочных работ используются электроды диаметром 3 – 4 мм;
• болгарки.

Процесс сборки

Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.

Отрезаем от толстостенной трубы диаметром 100 мм отрезок, длина которого будет равна высоте топки. К нижней части привариваем болт. Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра, как труба или большего. Просверливаем в круге отверстие, достаточное для прохождения болта, приваренного к трубе. Соединяем круг и воздуховодную трубу, закрутив гайку на болт.

В итоге мы получим трубу для подачи воздуха, нижняя часть которой может закрываться свободно двигающимся металлическим кругом. В процессе эксплуатации это позволит регулировать интенсивность горения дров и, следовательно, температуру в помещении.

С помощью болгарки и диска по металлу делаем в трубе вертикальные прорези толщиной приблизительно 10 мм. Через них воздух будет поступать в топочную камеру.

Корпус (топка)

Для корпуса потребуется цилиндр с герметичным дном диаметром 400 мм и длиной 1000 мм. Размеры могут быть иными, в зависимости от имеющегося свободного пространства, но достаточными для закладки дров. Можно использовать готовую бочку или приварить к стальному толстостенному цилиндру днище.

Иногда котлы для отопления изготавливают из баллонов из-под газа для более длительного срока службы.

Дымоход

В верхней части корпуса формируем отверстие для отвода газов. Его диаметр должен быть не менее 100 мм. К отверстию привариваем трубу, через которую будет осуществляться отвод отработавших газов.

Длина трубы выбирается в зависимости от конструктивных соображений.

Соединяем корпус и устройство подачи воздуха

В днище корпуса вырезаем отверстие диаметром равным диаметру воздухоподающей трубы. Вставляем трубу внутрь корпуса таким образом, чтобы поддувало выходило за пределы днища.

Воздухоподающая труба должна заканчиваться на несколько сантиметров раньше начала дымохода.

Из металлического листа толщиной 10 мм вырезаем круг, размер которого немного меньше диаметра корпуса. Привариваем к нему ручку, изготовленную из арматуры или стальной проволоки.

Это значительно упростит последующую эксплуатацию котла.

Конвекционный кожух

Из листовой стали изготавливаем цилиндр или отрезаем кусок трубы, диаметр которой на несколько сантиметров больше наружного диаметра топки (корпуса). Можно использовать трубу диаметром 500 мм. Соединяем вместе конвекционный кожух и топку.

Сделать это можно с помощью металлических перемычек, привариваемых к внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности топки, если зазор получился достаточно большой. При меньшем зазоре можно приварить кожух к топке по всему периметру.

Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра как топка или чуть больше. Привариваем к ней ручки, используя электроды, проволоку или другие подручные средства.

Учитывая, что в процессе эксплуатации котла ручки могут сильно нагреваться, стоит предусмотреть специальную защиту из материала с низкой теплопроводностью.

Ножки

Для обеспечения длительного горения к дну привариваем ножки. Их высота должна быть достаточной, чтобы поднять дровяной котел минимум на 25 см над уровнем пола. Для этого можно использовать различный прокат (швеллер, уголок).

Поздравляем, вы изготовили дровяной котел своими руками. Можно приступать к обогреву дома. Для этого достаточно загрузить дрова и поджечь их, открыв крышку и теплорассеивающий диск.

Многие владельцы частных домов и дач сталкиваются с проблемой организации отопления из-за отсутствия газопровода. Это приводит к необходимости поиска других источников энергии: используются дровяные котлы, обогревающие дом даже в самых спартанских условиях.

Дровяные котлы отопления не потеряли актуальность: они стали значительно совершеннее своих древних аналогов, при этом общие принципы работы остаются теми же.

Конструкция

Котел на дровах относится к группе твердотопливных устройств: в качестве источника энергии могут использоваться не только дрова, но и торф, уголь и другие подобные материалы. Конструкция представляет собой устройство из нескольких камер, соединенных между собой специальными соплами. В одну камеру погружается топливо, другая служит местом его преобразования в тепловую энергию.

Грубо говоря, в устройство отправляются дрова, которые сгорают в другом резервуаре, включающий в себя зольник. Здесь не только сгорают твердые виды топлива, но и сохраняются их остатки (зола). Зольник нужно периодически очищать от отработанных веществ: без этого оборудование выйдет из строя. Чем совершеннее дровяной котел, тем меньшее количество золы остается после его работы. От котла ответвляется змеевик-теплообменник, который соединяется с системой парового отопления и горячего водоснабжения при желании.

Сфера применения

Котлы на дровах - универсальные приспособления, которые можно использовать в самых различных отраслях, что делает их производство выгодным, а положение на рынке - востребованным. Твердотопливные котлы, работающие на дровах, по-прежнему применяются в промышленности, но сфера производства предъявляет к ним более серьезные требования, чем хозяева частных домов.

Наиболее распространенной областью применения является строительство частных домов и коттеджей. Примечательно, что дровяные котлы, функционирующие с помощью твердых видов топлива, могут использоваться в качестве источников тепла и в других постройках: для бани, хозяйственных построек для фермы и т.д.

Достоинства

Котлы на дровах для отопления имеют следующие преимущества:

• высокая автономность;
• экологичность и доступность;
• покупка топлива не станет причиной серьезных финансовых затрат;
• многие устройства автоматизированы, а потому нет необходимости постоянно контролировать закладку топлива и циркуляцию системы.

Таким образом, эксплуатация такого оборудования вполне укладывается в рамки бюджета и образа жизни среднего гражданина.

Недостатки

Дровяной котел имеет один серьезный недостаток - необходимость в пространстве для хранения топлива – дровяника, угольной пристройки и т.д. Кроме того, в домашний вариант нужно периодически подкладывать дрова и он нуждается в постоянной очистке.

Принцип работы

Водяные отопительные системы часто используют твердотопливные котлы, работающие на дровах. Конструкция представляет собой схему из трех узлов: топка, теплообменник и трубопровод с радиаторами. Работа очень похожа на дровяную печь, но с наличием змеевика, через который и нагревается жидкость.

Структура

Для правильной работы дровяные котлы в системе с водяным контуром нуждаются в следующих узлах:

• котельная – комплекс из насоса, змеевика, расширительного бака;
• дымоход для тяги и отвода газа;
• трубопровод, батареи и при желании бойлер.

Стоит отметить, что при естественной циркуляции водного контура дровяные котлы теряют эффективность: течет конденсат, часто забивается сажа. Лучше отдавать предпочтение принудительной циркуляции с насосом и байпасом.

Принцип действия

Принцип функционирования следующий: после подключения дровяной котел получает топливо, которое сгорает и выделяет тепло. Эта энергия тепла принимается теплообменником, и вода в змеевике нагревается. Благодаря разнице в плотности холодной и горячей воды запускается естественная циркуляция – теплоноситель поступает в радиаторы, и, охлаждаясь, возвращается по обработке.

Как улучшить

Дровяные котлы дают возможность подключить бойлер для обеспечения горячего водоснабжения в частном доме, а также насос для регулирования циркуляции. Последнее сделает систему зависимой от электричества, поэтому вместе с насосом нужно устанавливать байпас – переключатель принудительной циркуляции на естественную. Водяной контур в системе отопления, в которую включен котел на дровах с насосом, обогревает помещение в 2 раза эффективнее.

Классификация по типу подачи

В зависимости от вида подачи котел на дровах может быть с ручной загрузкой и с автоматической подачей топлива. Ручная загрузка подразумевает длительное горение – такие устройства могут работать на дровах порядка 70 часов с подачей воздуха через специальную телескопическую систему. Эта простая и надежная конструкция способна отопить площадь частного дома в 20-600 м2, обладая мощностью от 7 до 40 кВт.

Пиролизная печь.

Менее популярный и менее дорогой вид – пиролизные печи, работающие на древесном газе, который получается при сгорании дров на высоких температурах. Такая система хороша тем, что оставляет минимум золы, но хватает закладки дров на 10 часов.

Наконец, пеллетные печи с автоматической подачей работают на специальном виде топлива – пеллете, представляющим собой переработанные и спрессованные отходы древообрабатывающей промышленности. При желании можно использовать дрова и уголь. Такие дровяные котлы применяются для огромных помещений от 150 м2 и выше.

Часто люди, поверхностно знакомые с темой твердотопливных котлов, считают, что эти агрегаты по своей конструкции полностью аналогичны обычной печи и отличаются от нее только материалом корпуса. Такая точка зрения не соответствует действительности. Производители отопительного оборудования значительно усовершенствовали традиционное печное отопление, представив миру дровяные котлы длительного горения.

Дровяные котлы длительного горения

Разновидности котлов длительного горения

До определенного времени котлы отопления на твердом топливе особым спросом у населения не пользовались, поскольку их эксплуатация была делом довольно хлопотным: топливо нужно было подкладывать через каждые три часа. Продолжительность работы без дозаправки можно продлить путем применения систем автоматической подачи топлива, состоящих из бункера и шнекового или поршневого питателя, но такие устройства могут работать только с мелкофракционным горючим: угольной крошкой, стружкой, пеллетами, шелухой и т.д.

Подавать в топку крупные куски они пока неспособны, поэтому топить котел отопления на дровах можно только вручную. Такое положение дел побудило изготовителей твердотопливного оборудования подойти к решению проблемы с другой стороны. Если дрова нельзя закладывать в котел автоматически, то, может быть, их удастся заставить подольше гореть? Так и были придуманы тепловые котлы длительного горения.

По принципу действия все агрегаты этого типа делятся на три разновидности:

1. Котел с удлиненной топкой

Это самый простой дровяной котел длительного горения. В отличие от классических твердотопливных котлов, его топка имеет вытянутую форму. В процессе работы котла осуществляется дозированная подача воздуха в камеру сгорания. За счет применения данного принципа время работы котла на одной закладке топлива удалось продлить до 6 – 8 часов.

2. Котел с верхним горением топлива

Если зажженную спичку повернуть головкой вниз, она сгорит гораздо быстрее, чем та же спичка, повернутая головкой вверх. Эта особенность была учтена при разработке котлов с верхним горением топлива. Если обычные котлы для отопления на дровах используют традиционный розжиг топлива, который производится снизу, то в камерах с верхним горением сжигание дров осуществляется посредством специальной горелки, располагающейся сверху и постепенно двигающейся вниз. В остальном устройство дровяного котла длительного горения данной разновидности ничем не отличается от устройства обычного (классического) твердотопливного агрегата.

3. Газогенераторный котел

Среди всех котлов длительного горения эти агрегаты, называемые также , можно считать самыми высокотехнологичными. Их конструкция и принцип действия более сложны, чем у вышеописанных разновидностей, зато они являются более экономичными и способны работать на одной закладке топлива до 12 часов.

Пиролизный дровяной котел

Суть работы газогенераторного котла состоит в следующем. В предварительно прогретую верхнюю камеру топки закладываются дрова. В силу особенностей конструкции этой камеры воздух в нее не поступает, поэтому топливо здесь не горит, а тлеет. При этом оно выделяет так называемый древесный газ, состоящий преимущественно из угарного газа (СО) с незначительными добавками метана, азота, водорода и кислорода. Сам по себе древесный газ также может гореть. Через форсунку он поступает в нижнюю камеру где и сжигается с принудительной подачей воздуха. Температура сгорания при этом достигает 1000 градусов.

Для пиролизных котлов характерны следующие преимущества:

• высокий КПД;
• продолжительный срок работы без дозаправки;
• небольшое количество золы;
• более чистый, чем у обычных котлов, «выхлоп» (угарный газ сжигается, а не выбрасывается в атмосферу).

В принципе пиролизные агрегаты могут работать на любом используемом для котлов отопления твердом топливе, но наибольшей эффективности они достигают при использовании в качестве горючего древесины. Применяя правильное топливо для котлов длительного горения, можно вывести их КПД на уровень 97%.

Устройство дровяного котла длительного горения

Организация отопления

Современные котлы длительного горения на дровах для частного дома оснащаются теплообменниками, которые врезаются в систему отопления. Протекающая через теплообменник рабочая среда вбирает в себя тепловую энергию, выделяемую при сгорании топлива, а затем несет ее к радиаторам. Сегодня в подавляющем большинстве автономных отопительных контуров теплоноситель перекачивается циркуляционным насосом под некоторым давлением, поэтому перед тем как подключить дровяной котел, необходимо удостовериться в способности его теплообменника выдержать рабочее давление системы. Максимально допустимое значение давления должно быть указано в паспорте.

Котел с теплообменником

Дачные домики, как правило, имеют всего одно или два помещения, поэтому дровяной котел для дачи может обогревать окружающее пространство по другому принципу — используя конвекцию. Такой котел часто называют печью-конвектором. К этой разновидности относятся, например, котлы длительного горения Булерьян. Стенки топки в котлах данной марки выполнены из приваренных друг к другу открытых металлических трубок, расположенных вертикально.

При сгорании топлива воздух в трубках нагревается и за счет конвекции устремляется вверх, а его место занимает подсасываемый снизу холодный воздух. Поток горячего воздуха получается довольно интенсивным, поэтому помещение прогревается достаточно быстро. Для отопления дома со многими помещениями также можно использовать котел Булерьян, предварительно смонтировав подключенную к нему систему воздуховодов.

Выбор и эксплуатация котлов

Особенностью дровяных котлов является их немалый вес, достигающий нескольких центнер. Выбирая ту или иную модель, удостоверьтесь, что пол в зоне установки обладает достаточной несущей способностью. Часто на месте, где будет установлен агрегат, устраивают подушку из бетона толщиной 100 – 150 мм. Если пол в доме не очень прочный, обратите внимание на стальные дровяные котлы, которые весят гораздо меньше, чем чугунные.

Стальной агрегат

В большинстве моделей котлов длительного горения имеется вентилятор для принудительной подачи воздуха и электронная система управления. Такие котлы нуждаются в подключении к электросети, и в случае частых перебоев с электроснабжением их эксплуатация будет затруднена. Тем, для кого такая проблема является актуальной, следует знать, что существуют энергонезависимые котлы длительного горения, которые можно считать полностью автономными, поскольку они обходятся без подключения к электричеству. В таких моделях используются механические терморегуляторы.

Будущему владельцу необходимо знать, как правильно топить дровяной котел, особенно если речь идет о газогенераторном приборе. Для начала процесса выделения древесного газа – пиролиза – верхняя камера топки должна быть достаточно нагрета. Открыв среднюю дверцу, в котел необходимо заложить древесную щепу и бумагу. Это топливо понадобится для розжига. Дрова закладываются через верхнюю дверцу. Теперь необходимо поджечь бумагу и дать щепе разгореться.

Если котел недавно эксплуатировался и дымоход еще теплый, можно закрыть топку и включить блок управления. Часто при растопке приходится открывать дверцу зольника, давая возможность котлу поработать на естественной тяге. Когда после разгорания топлива прогрева дымохода тяга стабилизируется, можно закрыть дверцы и запустить блок управления. Если дымоход оказался совсем холодным, то перед тем, как топить дровяной котел, нужно открыть ревизию дымохода и сжечь в нем некоторое количество бумаги, чтобы несколько прогреть.

Заключение

Популярные сегодня котлы отопления на дровах длительного горения не только удобнее в эксплуатации, чем их предшественники – твердотопливные котлы классического образца, но и являются более выгодными. Позволяя обеспечить комфортную температуру в доме, эти агрегаты не требуют частого обслуживания. При этом стоимость одного кВт*Ч выделяемой тепловой энергии оказывается значительно ниже, чем в случае применения газовых или жидкотопливных котлов. Все это обусловило немалый интерес со стороны потребителей к агрегатам данного типа, а также их повсеместное распространение.

Было бы несправедливо умолчать о некоторых недостатках, которые имеются у дровяных котлов длительного горения. Подробнее ознакомиться с особенности данных отопительных агрегатов можно просмотрев следующее видео.