Полезные советы и общие рекомендации опытных мастеров
Для продолжительной стабильной работы системы отопления с самодельным котлом важно помнить, что:
- Уплотнения и запоры, герметизирующие открываемые крышки и дверки, повышают эффективность установки.
- Если дровяной котел использовать в паре с электрическим – заслонка на дымоходе снизит потери тепла.
- Автоматическое управление повышает комфорт эксплуатации агрегата.
- Установка на бетонный пол исключает перекосы – обеспечивает долговечность патрубков теплообменника.
Факторы, от которых зависит КПД котлов
Котлы с высоким значением КПД на сегодняшний день представлены следующей отопительной техникой:
- агрегаты, работающие на угле и на другом твердом ископаемом топливе;
- пеллетные котлы;
- аппараты пиролизного типа.
КПД нагревательных приборов, в топку которых идет антрацит, каменный уголь и торфяные брикеты, составляет в среднем 70-80%. Значительно больший коэффициент полезного действия у пеллетных устройств – до 85%. Загружаемые гранулами, нагревательные котлы этого типа отличаются высокой эффективностью, выдаваемые во время горения топлива огромное количество тепловой энергии.
Абсолютный лидер среди твердотопливного отопительного оборудования – пиролизный котел. В этих приборах используется дрова или отходы древесины. КПД такой техники сегодня составляет 85% и более. Агрегаты так же относятся к высокоэффективным устройствам длительного горения, но при соблюдении необходимого условия — влажность топлива не должна превышать 20%.
Немаловажным для значения коэффициента полезного действия является тип материала, из которого изготовлен отопительный прибор. Сегодня на рынке представлены модели твердотопливных котлов, выполненных из стали и из чугуна.
Чем толще сталь, используемая в конструкции, тем выше теплообменные характеристики оборудования. Соответственно растет коэффициент полезного действия.
В аппаратах из стали увеличение КПД достигается за счет установки специальных внутренних перегородок в виде труб – ступеней основного потока и рассекателей дыма. Меры вынужденные и частичные, позволяющие незначительно повысить эффективность основного устройства. Среди моделей стальных твердотопливных котлов редко можно встретить приборы, имеющие КПД выше 75%. Сроки эксплуатации таких изделий составляют 10-15 лет.
Зарубежные компании с целью повышения КПД стальных отопительных котлов используют в своих моделях процесс нижнего сжигания, с 2-мя или с 3-мя тяговыми потоками. В конструкции изделий предусмотрена установка трубчатых нагревательных элементов для улучшения теплообмена. Подобная техника имеет КПД в пределах 75-80%, и прослужить может дольше, в 1,5 раза.
В отличие от стальных агрегатов, большей эффективностью обладают чугунные твердотопливные аппараты.
В конструкции чугунных агрегатов используются теплообменники, изготовленные из чугунного сплава особой марки, обладающего высокой теплоотдачей. Такие котлы чаще всего используются для открытых отопительных систем отопления. Изделия дополнительно оснащаются колосниками, благодаря которым осуществляется интенсивный отбор тепловой энергии непосредственно от горящего топлива, размещенного на колосниках.
КПД у таких нагревательных приборов составляет 80%. Следует учитывать огромные по времени сроки эксплуатации чугунных котлов. Срок работоспособности у подобной техники составляет 30-40 лет.
Расположение котла
Нормативная база, которая бы регламентировала монтаж твердотопливного котла в частном доме, до сих пор не разработана. Тем не менее, основные требования к размещению такого оборудования можно почерпнуть в СНиП «Отопление и вентиляция» и СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные дома» (для РФ), а также ряда других отдельных актов.
Стоит отметить, что часто упоминаемый в интернете СНиП «Котельные установки» не рассчитан на бытовые приборы невысокой мощности – его требования распространяются на оборудование с мощностью более 360 кВт, а правила установки газового оборудования слишком жесткие.
Исходя из анализа доступной нормативной базы, которая относится к порядку размещения отопительных приборов на дровах, можно выделить следующие советы, как установить твердотопливный котел в доме:
- Любой вид твердого топлива, будь то дрова, уголь или пеллеты, создает большое количество пыли. Кроме того, во время работы котла в помещение может попадать различное количество дыма. В связи с этим не рекомендуется устанавливать твердотопливный котел внутри жилых комнат дома. Хотя нормативная база напрямую и не запрещает установку котла твердотопливного котла на территории кухни, коридора или других комнат, за исключением спальни.
- Оптимальным вариантом размещения котла на твердом топливе будет оборудованная отдельная или пристроенная к общему дому котельная. Можно также остановиться на технических помещениях в самом доме, подвале, гараже или коридоре с хорошей вентиляцией.
- Отопительное оборудование должно быть расположено как можно ближе к внешней стенке, чтобы облегчить работы по выкладке дымохода, не создавать слишком длинный горизонтальный участок или не выводить трубу сквозь перекрытие.
- Любой твердотопливный котел нуждается в периодической очистке теплообменника и техническом обслуживании. Поэтому необходимо обеспечить свободный доступ к нему. Для этого спереди оставляют не менее 1 м пространства, а сзади и по бокам – примерно по 60 см, но не менее 25 см.
- Запрещено подключение газохода твердотопливного котла к кирпичным вентиляционным ходам внутри стен.
В небольших по размеру котельных можно разместить отопительное оборудование достаточно близко к стенке, но только необслуживаемой стороной. При этом зазор может составлять не менее 10 см, а сзади должен остаться отступ не менее 25 см.
Топливо для пиролизного котла
Твердотопливные пиролизные котлы практически всеядны. В качестве топлива можно использовать разнообразные виды твердого топлива: начиная от обычных дров и заканчивая торфом.
Исходя из этого, топить котел можно любым видом твердого топлива, но все же каждый вид отличается присущими только ему качествами и свойствами, поэтому будет отличаться и работа котла.
Следовательно, выбор топлива является очень важным процессом.
Использование обычных дров.
Дрова для твердотопливных пиролизных котлов должны быть обязательно сухими (допускается использование дров с влажностью не более 20%). От сухости зависит теплоотдача котла.
Загружая поленья в топку, размещать их нужно плотно друг к другу, а вверху следует оставлять свободное пространство не менее 20 см. Стоит отметить, что можно использовать и неколотые дрова.
При первой загрузке необходимо использовать приблизительно половину порции дров, остальные помещаются по мере прогорания в котле. Сгорают дрова неравномерно – их необходимо все время аккуратно раскладывать по поверхности топки, при этом не допускать охлаждения твердотопливного пиролизного котла.
Минусом использования дров есть то, что топку этим видом топлива невозможно автоматизировать. Плюсом же есть тот факт, что это очень экологичный способ отопления помещения.
Использование торфа.
При использовании торфа в качестве топлива для твердотопливного пиролизного котла необходимо придерживаться определенных правил. Во-первых, топливник должен всегда быть очищен от золы, а во-вторых, поддувальная дверца должна быть закрытой.
Торф следует выкладывать на колосниковую решетку. На этот слой для лучшей растопки можно положить немного дров и прикрыть все это еще одним слоем торфа. Затем открыть задвижку дымоотвода и приступать к растопке.
Во время работы твердотопливного отопительного оборудования необходимо следить за тем, чтобы торф всегда лежал равномерным слоем. Такое расположение торфа обеспечит максимальную теплоотдачу.
Использование угля.
Чтобы получить наилучший уровень тепла с помощью угля в качестве топливо, необходимо использовать специальный топливник – шахту с колосниковой решеткой и вертикальными стенками.
Топливник должен быть достаточно высоким, расстояние между сводом и решеткой должно быть минимум 50 см. Топочные и поддувальные дверцы должны быть сделаны из чугуна, оптимальное расстояние между дверцами – 21 см.
Кроме того, дверцы рекомендуется строго герметизировать. Следует помнить, что при использовании угля новую порцию топлива стоит подбрасывать только тогда, когда первая хорошо разгорелась. При этом нужно постоянно поддерживать равномерный слой и не допускать прогорания угля до решетки.
Использование топливных брикетов.
Сегодня топливные брикеты – это самое оптимальное средство для топки твердотопливных пиролизных котлов. Можно использовать как угольные, так и торфяные брикеты.
Благодаря использованию брикетов, Вы получите высокую теплотворность, ровный процесс горения (не нужно вмешиваться в сам процесс горения и поправлять слои), высокую плотность горящего слоя, небольшое количество пламени и минимальное количество дыма.
Также преимуществом есть сгорание брикета без остатка и удобство фасовки брикетов. Топку твердотопливного пиролизного котла ведут до полного сгорания топливных брикетов. Если же остаются несгоревшие брикеты, их используют вторично.
Размеры стандартной топки котла регламентируют размеры используемого топлива (габариты дров или брикетов). Как правило, для топлива в газогенераторных котлах используются поленья длиной » 400 мм, и диаметром до 200 мм. Размер топливных брикетов – 300х30.
Вместе с дровами или брикетами можно в качестве топлива использовать и опилки. Но брать их следует не больше трети от основной части топлива по объему.
Инструкция по эксплуатации предусматривает, что влажность топлива не должна быть выше 45%. Чем меньше влажность древесины, тем больше мощность котла и тем дольше он сможет проработать без ремонта.
Например, килограмм древесины 20% влажности при сгорании дает тепла эквивалентного 4 кВт-ч, а дрова 50% влажности – всего 2 кВт-ч. Кроме того, что при увеличении содержания влаги в топливе, снижается удельная теплота сгорания, значительно увеличивается расход топлива.
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.
Главные преимущества
Теплогенераторы верхнего горения имеют много достоинств. Основным из них является долгая работа на 1 закладке топлива. Для сравнения: в традиционный котел дрова приходится загружать каждые 3-4 часа.
Есть и другие преимущества.
Простота конструкции
В котлах этого типа отсутствуют сложные узлы. Данное обстоятельство дает следующие выгоды:
- надежность;
- низкую стоимость ремонта;
- возможность устранения неполадок собственными силами в домашних условиях.
Независимость от внешних источников
Модели, работающие без электричества, являются автономными. При наличии запаса топлива владелец с гарантией в 100% будет обеспечен теплом. Этим ТТ-котлы выгодно отличаются от газовых и электрических аналогов, которые при перебоях в централизованных сетях становятся недееспособными.
При наличии топлива владелец будет обеспечен теплом.
Благодаря автономности теплогенераторы данного класса могут работать в плохо освоенной местности, где энергетическая инфраструктура пока отсутствует.
Доступность и дешевизна топлива
Дрова, уголь, торф и иное подобное горючее обходятся дешевле газа и электричества. Некоторые владельцы деревообрабатывающих производств даже доплачивают за вывоз опилок и других отходов, используемых в качестве топлива.
Почти во всех негазифицированных районах как минимум 1 вид твердого горючего присутствует в избытке.
Материал изготовления
Отопители делают из стали или чугуна. Эти материалы обладают рядом достоинств:
- низкой стоимостью;
- прочностью;
- долговечностью;
- высокой теплопередачей;
- относительно низким коэффициентом температурного расширения.
Чугунные приборы превосходят стальные в следующем:
- сроке службы;
- коррозионной устойчивости.
Приборы обладают низкой стоимостью, прочностью, долговечностью.
Но проигрывают им в:
- цене;
- ремонтопригодности;
- весе;
- восприимчивости к перепадам температур (хрупкий чугун дает трещины).
Практичность
Выпускают котлы со вторым контуром, обеспечивающим снабжение горячей водой. Прибор работает на 2 системы — отопление и ГВС.
Нужно иметь в виду приоритет второго контура. Когда пользователь открывает кран смесителя, 3-ходовой клапан в котле отключает систему отопления и перенаправляет теплоноситель на подогрев воды. Если та расходуется часто и помногу, в доме будет холодно.
Высокий уровень КПД
Коэффициент полезного действия отопителей длительного горения достигает 85%. Для сравнения: у традиционных котлов этот показатель не превышает 75%.
КПД ТТ-котлов достигает 85%.
Высокий КПД дает тройной положительный эффект:
- снижаются затраты на обогрев дома;
- уменьшается количество сажи в выхлопе (реже нужно чистить агрегат и дымоход);
- нивелируется вред, наносимый экологии.
Широкий выбор
Категория продолжительно работающих теплогенераторов включает в себя множество моделей для разных условий и на любой кошелек. В каталогах представлены:
- Дровяные и угольные котлы. Вторые рассчитаны на более высокие температуры.
- Мощностью от 8 до 60 кВт. Отапливаемая площадь может достигать 600 кв. м.
- Автономные энергонезависимые с механическим управлением и такой же автоматикой. Незаменимы в местности с частыми перебоями в электроснабжении.
- С электронным управлением, дисплеем, выносными термодатчиками. Можно подключать погодозависимую автоматику, отправлять команды со смартфона, программировать прибор и с высокой точностью настраивать температуру теплоносителя.
В продаже представлены модели и российского, и зарубежного производства.
