Котлы длительного горения на дровах для дома: устройство и разновидности

Как функционируют котлы длительного горения на дровах для дома

В нынешних условиях самым недорогим является газовое отопление. Но использовать теоретические преимущества в реальности не всегда возможно. Существенным ограничением является удаленность магистральных трубопроводов.  Электричество, как и жидкое топливо для решения таких задач – слишком дорого.

Однако надо отметить, что классические методики сжигания дров обладают значительными недостатками:

• Процесс горения в них слишком интенсивный, поэтому исходное сырье не используется рационально.
• Необходимо регулярное добавление топлива в топку, что сопряжено с дополнительными физическими нагрузками.
• Отсутствие автоматизации подразумевает обязанности по контролю и оперативным регулировкам.
• Неполное сжигание продуктов загрязняет дымоход и окружающую среду.

Уникальным преимуществом является наличие успокаивающего вида горящих дров в интерьере

Но камин не подходит для создания современной системы отопления. Гораздо лучше –применение водяного котла на дровах длительного горения. Особенности типовой схемы приведены ниже:

• Крупная топка вмещает много топлива. При правильных расчетах и разумной эксплуатации одной загрузки хватает на 24 часа и более.
• Дрова поджигают снизу и подают туда немного воздуха. В режиме тления образуются горючие газы.
• Они поступают в другую камеру. Туда кислород поступает интенсивнее. Именно здесь температура поднимается до максимума.
• Во второй камере устанавливают теплообменники, через которые прокачивают жидкость.
• Далее ее используют для питания радиаторов, других приборов системы отопления.

Схема котла на дровах для отопления частного дома

Рейтинг производителей твердотопливных котлов отопления для частного дома

Изготовителей подобной продукции довольно много, но мы постараемся выделить из них тройку лучших. Отрадно, что на первое место сегодняшнего рейтинга заслуженно поднимается российский производитель.

Производитель твердотопливных котлов «Теплодар»

Фирма представляет широкий ассортимент не только твердотопливных котлов, но и другого теплового оборудования. Это один из лидеров на рынке подобных агрегатов не только в России, но и ближнем зарубежье. Качество у потребителя нареканий не вызывает. Вот что говорят об этом производителе пользователи сети интернет:

Победитель рейтинга – фирма-производитель «Теплодар»

«ZOTA» — еще один россиянин в нашем рейтинге

Сравнительно молодая фирма, основанная в 2007 году. Производитель постоянно совершенствует модели, стоимость которых невысока.  Фирма «ZOTA» могла бы побороться за второе место рейтинга, но подвела не слишком широкая линейка моделей ввиду молодости компании. Качество агрегатов на приличном уровне, хотя без недочетов не обошлось. Пользователи жалуются на отсутствие манометров, небольшие объемы загрузочных камер и сложность обслуживания.

Замыкает тройку лидеров фирма-производитель котлов «ZOTA»

Топ 5 лучших моделей

В торговой сети сегодня можно найти как сравнительно недорогие и простые отечественные котлоагрегаты, так и полнофункциональные автоматические котлы западных производителей популярных фирм: Stropuva – литовского производителя, Buderus – германская котельная марка, WATTEK – чешский котел ACV – бельгийский производитель котельного оборудования и австрийскую марку Wirbel.

Наиболее популярными производителями российских фирм, выпускающие котлоагрегаты длительного горения являются Магнум, Новосибирской металлообрабатывающей компании, ZOTA, выпускаемого компанией Красноярскэнергокомплект и Теплов Универсал Костромского завода.

Stropuva S 15 U

Небольшой литовский котел с тепловой мощностью 15.0 кВт, способный отопить дом до 150 м2, самый лучший агрегат для теплоснабжения некрупных частных домов. Марка S 15 U обладает универсальностью и способна функционировать на любом твердом топливе.

Лучшие характеристики котла обеспечены при использовании каменного угля, при его загрузке в топочную камеру 217 л, котел способен работать 7 суток с КПД от 86 до 90%, вырабатывая теплоноситель с температурой 75 С.

При работе с дровами нужно использовать только сухие, чтобы препятствовать образованию дегтя на стенках в топке. Котел имеет массу 205 кг и срок эксплуатации более 10 лет.

Цена: 91 500 руб.

Liepsnele L20-U

Литовский котлоагрегат, с более мощной установкой 20.0 кВт, аналог Стропувы, с более совершенными характеристиками и поэтому дорогой комплектацией агрегата. Он имеет самую объемную топку – 320 л, а КПД, практически равным газовому котлу — до 91%. Чугунный теплообменный аппарат обеспечивает срок эксплуатации до 25 лет.

Универсальность по топливу позволяет использовать любое твердое топливо, однако самый длительный период работы на 1 заправке до 7 суток обеспечивается каменным углем. Максимальная температура воды на выходе из котла – 80 С.

Невысокое рабочее давление горячей среды 1,5 атм., допускает использовать его только в отопительных системах с естественным движением теплоносителя.

Цена: 110 000 руб.

Galmet Top

Польский пиролизный котел верхнего горения с тепловой мощностью 20 кВт, для нагрева дома площадью 160-200 м2. Это очень современная универсальная модификация с 100 % уровнем автоматики, умным PID-контроллером, дутьевым электровентилятором и погодозависимой автоматикой.

Температура теплоносителя на выходе 55- 80 С. Отличительная возможность управления двумя отопительными контурами теплый пол + ГВС, а также имеется встроенный насос рециркуляции.

Несмотря на очень качественную тепловую изоляцию, производитель не смог добиться высокого КПД работы котла, он не превышает на угольном топливе – 87%. Теплообменник стальной, поэтому срок службы тоже не большой – 15 лет.

Цена: 89 000 руб.

Неделька КО-60

Очень популярная в России и странах СНГ модель с названием отвечающему за недельный срок работы от одной загрузки, при этом объем камеры не превышает 160 л. Мощность очень высокая для таких габаритов: пиковая 60 кВт, а в режиме длительного горения 25 кВт, управляется автоматикой и может обогреть площадь до 350 м2.

Высочайший КПД – 92 % достигается при использовании качественного угля. Этому также способствует рабочий пульт управления тепловыми процессами котла Prond Proton 405.01 и дутьевой вентилятор WPA X2, для создания наддува котла.

Теплообменный аппарат и корпус агрегата сделаны из очень толстой топочной стали, что увеличивает срок службы, хотя и привело к увеличенному весу в 420 кг.

Цена: 130 000 руб.

Универсал TA-40

Водонагревательный отопительный котел нижнего горения с верхней загрузкой Теплов Универсал 40 кВт Костромского завода, имеет возможность обогревать любые жилые и промышленные помещения до 400м2 с одновременной подготовкой ГВС. Котел по топливу универсальный, способный работать на любом твердом топливе.

В продаже имеются автоматизированная либо энергонезависимая компоновка агрегата. КПД котла не выше 82 % в ручном режиме, при использовании автоматики превышает 85 %.

Программное обеспечение котла способно поддерживать температурный режим в доме на протяжении суток, а также распределять мощность по приоритетам “отопление – ГВС” в 4-х режимах. Цена: 103500 руб.

Особенности системы воздушного отопления

Система воздушного отопления имеет свои технические особенности и нюансы, которые необходимо учитывать во время монтажа. Ориентировочно берутся следующие значения для расчетов:

• средний расход воздуха на автономную систему отопления составляет 1000-4000 м3/час;
• давление в системе должно составлять 150 Па;
• мощность воздухогрейного котла (в зависимости от модели и типа);
• величина тепловых потерь в жилых помещениях.

Расчеты осуществляются для того, что бы добиться максимально возможного эффекта от работающей системы отопления. Отсутствие точных расчетов может привести к следующим негативным последствиям:

• перегрев нагревательного прибора:
• вибрация воздуховода, дополнительные технические шумы;
• постоянные сквозняки внутри здания.

Длина основного воздуховода должна быть не более 30 м. Ответвления не должны быть длиннее 15 метров. Для работы домашней системы отопления достаточно твердотопливных воздушных котлов мощностью 10-50 кВт. Большие по площади помещения с обширным внутренним пространством требуют установки агрегатов куда большей мощности (до 1 МВт). Крупные промышленные здания, торговые центры и помещения социально-городской инфраструктуры, как правило, отапливаются воздушными твердотопливными аппаратами большой мощности (до 5-10 МВТ).

Существующие автоматические системы передвижения заслонок позволят вам существенно повысить безопасность котельного оборудования, снизят вероятность перерасхода топлива.

Выбираем топливо

Также считается важным критерием выбора. От его типа, который используется котлом, будут зависеть функциональные особенности котла. Современный рынок способен предложить несколько видов топлива. Выбор должен основываться не на стоимости продукции, а на природных, климатических и региональных особенностях региона проживания. Древесные отходы считаются самым бюджетным решением на Сибири, как и уголь. Также могут использоваться паллеты, отходы лесной и сельскохозяйственной промышленности. Комбинированные конструкции в эксплуатации сложные, стоят дорого, однако характеризуются универсальностью.

Виды топлива

Выбор топлива зачастую основывается на стоимости и доступности на рынке. Наиболее распространенными принято считать:

Разновидности
Особенности
Сосновые, березовые, дубовые дрова (возможно применение и других пород)
Рекомендуется покупать уже колотые дрова. Чем меньше в них содержится влаги, тем лучше. Влажные деревяшки убьют газогенераторный, твердотопливный или пиролизный котел за несколько лет. При выборе места для последующего хранения дров, необходимо определить максимально защищенное и сухое место. Осадков и влаги следует всячески избегать

Применение влажных дров нежелательно, однако допустимо в конструкциях, которые не относятся к категории газогенераторных (не более 20%).
Бородинский бурый, балахтинский или черногорский уголь
В процессе выбора материала необходимо обращать внимание на его сорт, фракцию. Технические условия использования котла также следует учитывать.. На рынке присутствует и третий вариант популярного топлива

Речь идет о паллетах, которые зачастую применяются в комплексе с одноименными котлами. По сути, это гранулы, для изготовления которых применяются отходы сельскохозяйственной деятельности, а также древесные. Их выбор – целая наука, так как следует учитывать структуру, форму и цвет паллетов. Широкий ассортимент на рынке только подогревает интерес к ним рядового потребителя, однако цена может кусаться. Их стоимость превосходит уголь и дрова в несколько раз, но они все же обойдутся дешевле, чем электроэнергия или газ

На рынке присутствует и третий вариант популярного топлива. Речь идет о паллетах, которые зачастую применяются в комплексе с одноименными котлами. По сути, это гранулы, для изготовления которых применяются отходы сельскохозяйственной деятельности, а также древесные. Их выбор – целая наука, так как следует учитывать структуру, форму и цвет паллетов. Широкий ассортимент на рынке только подогревает интерес к ним рядового потребителя, однако цена может кусаться. Их стоимость превосходит уголь и дрова в несколько раз, но они все же обойдутся дешевле, чем электроэнергия или газ.

Прекрасный способ обогрева больших помещений. Такие котлы могут быть полуавтоматическими и автоматическими. Тип горения также разный: каминные, объемного горения, или факельные. Характеризуются высоким КПД и простотой последующего обслуживания устройства.

Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

Длительность горения одной закладки дров, составляет от 8 до 24 часов. Период автономной работы зависит от нескольких факторов:

• Тип котла.
• Качество топлива.
• Правильная эксплуатация.

Научиться правильно топить котел, намного легче, чем может показаться на первый взгляд. Во время растопки и дальнейшей эксплуатации, придерживаются требований, указанных производителем в технической документации. После нескольких топок, процесс становится привычным.

Как добиться длительного горения дров

Расход дров, при условии использования режима длительного горения, меньше чем в обычных котлах, на 30-40%. КПД достигает 92%. Не у всех потребителей получается с первого раза добиться того, чтобы котел заработал в режиме длительного горения. Некоторые жалуются на обильное выделение смолы в процессе сжигания древесины.

Добиться длительного горения дров можно, тщательно соблюдая рекомендации производителя:

• Дрова разжигают при полностью открытой заслонке.
• В режим длительного горения, котел переводят только после достижения температуры 600°С.
• Влажность дров не должна превышать 20%. Топить хвойными породами дерева не рекомендуется.

Нарушения правил эксплуатации приводит к тому, что от дров в котле образуется смола. Чаще всего, не соблюдают следующие условия:

• Минимальная температура теплоносителя на выходе не должна опускаться ниже 65°С.
• Правильно топить котел дровами твердых пород: осиной, буком, акацией, дубом и т.д.
• Высокая влажность дров приводит к обильному выделению смолы.

Правильная эксплуатация котлов длительного горения, продлевает срок службы техники и увеличивает теплоотдачу.

Как правильно загружать дрова

Укладка дров в котле выполняется в согласии со следующими правилами:

Поленья раскалываются крупными кусками.
Укладка дров в топку осуществляется как можно плотнее

Важно избежать пустот между поленьями.
Длина поленьев должна быть меньше размеров загрузочной камеры, как минимум на 5 см

Розжиг выполняют исключительно сухими лучинками. Использовать бензин или керосин, для растопки дров, запрещается. Время от времени, рекомендуется использовать специальные химические брикеты, удаляющие смолянистые отложения на стенках.

Сколько надо дров на зимний сезон

Устройство котла длительного горения, позволяет экономить на топливе, приблизительно 15-30%, в зависимости от выбранной модели. Примерный расход дров высчитывается следующим образом:

• Принято считать, что для обогрева каждых 100 м², потребуется 3 Гкал/мес.
• При сжигании килограмма дров, выделяется 3200 ккал.
• Чтобы получить 1 Гкал, котлы длительного горения сжигают 312 кг дров.
• Для получения 3 Гкал, потребуется приблизительно тонна древесины.

В течение отопительного сезона, для обогрева дома на 100 м², нужно 7-8 тонн дров.

Правила и нормы установки дровяного котла продолжительного горения

Установка котла длительного горения проводится с соблюдением норм, распространяющихся на все котлы, работающие на дровах. Во время проведения монтажных работ, учитывают существующие требования ППБ и СНиП:

• Монтаж выполняют на прочном негорючем основании. Стены и пол облицовывают негорючими строительными материалами.
• Дымоход проводят с соблюдением противопожарных разделок. В месте примыкания к стене из горючего материала, прокладывают огнестойкий утеплитель. Материал облицовывают стальным листом.

Водяное отопление от котла на дровах длительного горения, подключают к специальным отводам, находящимся на корпусе котла. В инструкции подробно указывается, какой патрубок идет на подачу и обратку водяного контура.

• Котел с производительностью более 40 кВт, устанавливается в отдельной комнате.
• Энергозависимые котлы подключают к электроснабжению через стабилизатор и источник бесперебойного питания. Обязательно используют автоматы. Подключение выполняют напрямую от щитовой.

В помещении, используемой под котельную, обязательно наличие приточно-вытяжной вентиляции и естественного освещения. При необходимости, допускается размещение котла в подвале.

Принцип работы котла длительного горения

Котлы на твердом топливе появились сравнительно давно, но все они, независимо от модели и производителя, имели один существенный недостаток. Топливо приходилось постоянно добавлять, по мере того, как оно сгорало. Это было малоэффективно и не экономично. Такая ситуация продолжалась ровно до 2000 года, пока компания Stropuva не нашла способ устранения этой проблемы. Именно инженеру Эдмунтасу Штропайтис мы обязаны таким изобретением, как котел длительного горения.

На сегодняшний день это наиболее практичное и функциональное устройство для обогрева частного дома или дачи, уровень производительности которого достигает 70, а иногда и 100%. Но, в отличие от классических пиролизных котлов, которые также отличаются хорошим КПД, такие агрегаты могут поддерживать тепло в течение 7 суток всего лишь на одной партии топлива!

В чем же его основные технические особенности и за счет чего этот прибор так экономичен и эффективен?

Устройство котла длительного горения

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения похож на пиролизные агрегаты. Основное тепло образуется не от сгорания дров или угля, а от газификации твердого топлива. Процесс горения происходит в закрытом пространстве, откуда через специальную телескопическую трубу, высвобождается древесный газ.

После этого, газ направляется в сопло грелки, где происходит диффузия (смешивание) с вторичным воздухом, закаченным вентилятором. Таким образом, беспрерывный процесс будет происходить до тех пор, пока полностью не сгорят угли или дрова. При этом температура горения порой достигает 1200 градусов.

Внутренне устройство котла длительного горения

Эффективность такого принципа заключается именно в том, что твердое топливо расходуется очень медленно, по мере необходимости, что существенно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Но не только высокая производительность является преимуществом такой конструкции.

Как правило, вся суть долгоиграющего горения заключается в том, что прогорает одновременно не вся закладка угля или дров, а только верхний слой. Из-за того, что воздух подается сверху, а не снизу, прогорание топлива происходит постепенно, в верхнем его слое.

Принцип длительного горения

Когда этот слой сгорает, включается подача воздуха, причем ровно столько, сколько нужно для сгорания верхнего слоя. Это и обеспечивает такую продолжительность горения и возможность контроля над процессом.

Следует сказать, что такой вариант отопительного прибора приемлем исключительно в качестве отопительной системы. Если вам необходимо продумать систему нагрева воды для бытовых нужд, то следует искать другие варианты.

Если же вариант подбирается именно для отопления большого дома, то такой аппарат является отличной альтернативой электрическим и газовым приборам.

Можно ли сделать своими руками

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

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

Пошаговая инструкция самодельного дровяного котла:

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

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

Важные особенности монтажа

Вес дровяных котлов достигает нескольких сотен килограмм, поэтому перед установкой необходимо удостовериться, что полы выдержат нагрузку. Для прочных полов подойдет чугунное изделие, в остальных случаях стоит рассмотреть вариант покупки котла из стали, который будет весить в разы меньше.

На том месте, где планируется установка агрегата, обычно оборудуют из бетона подушку (ее толщина варьируется в пределах от 100 до 150 мм).

Для бесперебойной работы котла очень важна его правильная установка

В энергонезависимых котлах используются так называемые механические терморегуляторы. Если в модели есть вентилятор, предназначенный для принудительной воздухоподачи, а также электронная система регулирования, то потребуется подвод к электросети.

При этом важно учитывать, что при перебоях с электричеством эксплуатация будет сильно затруднена

Заключение

Котлы длительного горения заслуживают особого внимания при выборе отопительного оборудования для частных домов и дач. Наиболее эффективными считаются пиролизные агрегаты, которые имеют самый высокий КПД 97 % и длительный срок работы без дозаправки.

Размещение твердотопливного котла

Перед покупкой также следует определиться с материалом изготовления, требуемым объемом топки, подготовить котельную или оборудовать место под котел в помещении дома. Отдельно следует позаботиться о выборе качественного топлива — сухие дрова должны быть заготовлены заблаговременно, для их хранения отводится отдельное место.

Изготовление

Согласно многим видео дровяные котлы для отопления делают так:

1. Отрезают необходимый для корпуса отрезок трубы.
2. Вырезают отверстия для дверок и дымохода. Последний должен находиться возле верха на расстоянии, равном высоте распределителя воздуха с ребрами плюс 2 см .
3. Вырезают днище и верх. В центре верха вырезают отверстие.
4. Вырезают блин и приваривают к нему ребра. По центру делают отверстие. Приваривают трубу для подачи воздуха. Делают в ней заслонку.
5. Приваривают днище, вставляют распределитель воздуха, приваривают верх.
6. Фиксируют уголки и водяную рубашку.
7. Приваривают горловины и дверцы.

Устройство и принцип работы

В основе принципа длительного горения лежит снижение скорости сгорания топлива за счет уменьшения подачи воздуха. Кислород в первичную камеру сгорания подается в количестве, достаточном для тления, но не обеспечивающем интенсивное горение.

Во время медленного окисления древесины выделяются газообразные углеводороды, получившие название пиролизных газов. Сам процесс органического разложения древесных волокон под действием высокой температуры называется приролизом.

Дожигание продуктов окисления во вторичной камере на длительность горения топливной закладки не оказывает существенного влияния, однако существенно увеличивает общую эффективность работы котла на дровах. Это связано с тем, что при сгорании вторичных газов выделяется значительно больше тепловой энергии чем при интенсивном горении дров.

Энергозависимые установки длительного горения

Компоновка дровяных котлов длительного горения предполагает расположение основной топочной камеры непосредственно над зоной сжигания вторичных газов, а сообщение между ними осуществляется через специальные керамические форсунки, способные работать при температуре от 800 до 1000 С. Днище главного топливного отсека оборудовано специальной термостойкой постелью, чаще всего из шамотного кирпича или керамобетонных блоков.

Направленное движение воздуха (тяга) обеспечивается с помощью нагнетающего вентилятора, от частоты вращения которого зависит количество кислорода в рабочей зоне. На основании данных, полученных от температурного датчика, автоматическая система управления (АСУ) может увеличивать или уменьшать угловую скорость крыльчатки. К достоинствам такой схемы можно отнести высокую точность регулировки. Кроме этого, воздух, проходя через верхний топочный бункер, нагревается, что упрощает процесс воспламенения пиролизных углеводородов.

Интенсивность циркуляции теплоносителя в отопительном контуре регулируется насосом, который также подключается к АСУ. Если температура теплоносителя снижается, автоматически увеличивается подача воздуха.

Точность регулировки и экономичность энергозависимых дровяных котлов отопления длительного горения обеспечивают значительную экономию дров, что за весь отопительный сезон выливается значительную сумму. Однако не следует сбрасывать со счетов тот факт, что при отсутствии электропитания, такой котел становится бесполезной грудой металлолома, поскольку естественная тяга в таких конструкциях, как правило, не предусматривается.

Энергонезависимые дровяные котлы длительного горения

Несмотря на то что экономичность и производительность таких установок заметно ниже, чем установок оснащенных АСУ, они совершенно не зависят от наличия электроэнергии, что является их существенным плюсом. К недостаткам таких систем относится, прежде всего, сложность настройки.

У такого котла на дровах регулировка подачи кислорода производится открытием специальной заслонки, имеющей кинематическую связь с биметаллическим терморегулятором, расположенным на верхней крышке изделия.

После розжига дровяной закладки и получения устойчивого горения заслонку приводят в рабочее положение, уменьшая тем самым количество воздуха в первичной камере сгорания и обеспечивая оптимальные условия для химико-термического окисления древесного горючего. Горячие пиролизные газы, под действием естественной тяги, поступают в верхнюю камеру сгорания, где смешиваются с разогретым вторичным воздухом, вследствие чего воспламеняются.

Циркулирующий в водяной рубашке теплоноситель быстро нагревается за счет контакта с горячими стенками камеры сгорания. Высокую производительность таких конструкций обеспечивает большая площадь теплообменника.

Отопительные котлы на дровах обратного горения

Главной особенностью таких устройств является то, что процесс первичного сжигания происходит в направлении от верхних слоев к нижним.

Конструкция представляет собой вертикально расположенный цилиндр со штоком и прижимным диском, обеспечивающим равномерное распределение воздуха по всей поверхности горения.

Образовавшиеся в результате пиролиза газы поступают в верхнюю часть корпуса, где смешиваются с предварительно разогретым вторичным воздухом и воспламеняются. Раскаленная боковая поверхность непосредственно контактирует с теплоносителем, поступающим в контур отопления через выходной патрубок. Для большей эффективности, прибор может быть установлен в защитный кожух, а образовавшаяся полость заполнена пенополиуретаном или другим негорючим теплоизолятором.