Дровяной котёл для отопления частного дома

Защита твердотопливного котла от перегрева

В твердотопливном котле горящее топливо, да и сам котел обладают довольно большой массой. Поэтому процесс тепловыделения в котле имеет большую инерцию. Горение топлива и нагрев воды в котле на твердом топливе нельзя мгновенно остановить, прекратив подачу топлива, как это делается в газовом котле.

Твердотопливные котлы, больше чем другие, склонны к перегреву теплоносителя – вскипанию воды, если пропал отбор тепла, например, при внезапном прекращении циркуляции воды в системе отопления, или тепла в котле выделяется больше, чем расходуется.

Кипение воды в котле ведет к росту температуры и давления в системе отопления со всеми серьезными последствиями – разрушению оборудования системы отопления, травматизму людей, повреждению имущества.

Современные закрытые системы отопления с твердотопливным котлом особенно склонны к перегреву, так как содержат сравнительно маленький объем теплоносителя.

В системах отопления обычно используются полимерные трубы, коллекторные узлы управления и распределения, различные краны, клапаны и другая арматура. Большинство элементов системы отопления очень чувствительны к перегреву теплоносителя и скачкам давления, вызванных кипением воды в системе.

Твердотопливный котел в системе отопления должен иметь защиту от перегрева теплоносителя. Для защиты твердотопливного котла от перегрева в закрытой системе отопления, не имеющей соединения с атмосферой, необходимо выполнить два действия:

1. Перекрыть подачу воздуха для горения в топку котла, чтобы как можно быстрее снизить интенсивность горения топлива.
2. Обеспечить охлаждение теплоносителя на выходе из котла и не допустить повышения температуры воды до кипения. Охлаждение должно происходить до тех пор, пока выделение тепла не снизится до уровня, при котором кипение воды станет невозможным. 

Рассмотрим, как выполнить защиту котла от перегрева, на примере схемы отопления, которая приведена ниже.

Схема подключения твердотопливного котла к закрытой системе отопления

Схема закрытой системы отопления с твердотопливным котлом. 1 — группа безопасности котла (предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр); 2 — бак с запасом воды для охлаждения теплоносителя при перегреве котла; 3 — поплавковый запорный клапан; 4 — термоклапан; 5 — группа подключения расширительного мембранного бака; 6 — узел циркуляции теплоносителя и защиты котла от низкотемпературной коррозии (с насосом и трехходовым клапаном); 7 — теплообменник защиты от перегрева.

Защита котла от перегрева работает следующим образом. При повышении температуры теплоносителя выше 95 градусов, термостат на котле закрывает заслонку подачи воздуха в камеру сгорания котла.

Термоклапан поз.4 открывает подачу холодной воды из бака поз.2 в теплообменник поз.7.  Холодная вода, протекающая через теплообменник охлаждает теплоноситель на выходе из котла, не допуская кипения.

Запас воды в баке поз.2 необходим на случай отсутствия воды в водопроводе, например, при отключении электроэнергии. Часто в системе водоснабжения дома устанавливают общий накопительный бак. Тогда воду для охлаждения котла берут из этого бака.

Теплообменник для защиты котла от перегрева и охлаждения теплоносителя, поз.7 и термоклапан, поз.4 производители котлов обычно встраивают в корпус котла. Это стало стандартным оснащением котлов, предназначенных для закрытых систем отопления.

Еще один способ защиты твердотопливного котла от перегрева описан в статье:

Читайте:  Буферный бак — защита твердотопливного котла от перегрева.

Продолжение на следующей странице 2:

⇆

Почему с дровами не все так просто в работе твердотопливного котла?

Популярность твердотопливных котлов сегодня снова набирает обороты. Всему виной интенсивное жилищное малое строительство. Коттеджи и загородные дома растут как грибы после дождя и не всегда в тех, местах, где строятся новые дома, сеть централизованное газоснабжение. В такой ситуации ждать не приходится и люди стараются оборудовать свое жилье автономными котлами на твердом топливе. Чем топить свой котел каждый выбирает сам, дровами или углем, пеллетами или топливными брикетами. Выбор в плане одно вида топлива зависит от того, насколько богат топливный ресурс.

Отопительный котел на дровах для загородного дома наиболее распространенный вариант, учитывая относительную доступность этого вида топлива и цену. Систему автономного отопления на твердотопливных котлах можно установить самостоятельно, тем более если постоянно под рукой есть древесина, ситуация выглядит просто замечательно. На первый взгляд.

Когда дело касается непосредственно топки, существует масса нюансов, которые следует учитывать, брать во внимание и которых надо придерживаться. Обычные древесные поленья, используемые в качестве основного топлива, требуют к себе особого внимания!. Чем выше калорийность древесного топлива, тем больше тепла выделяется в процессе сжигания

Поэтому к качеству дров всегда были и есть определенные требования, которые необходимо соблюдать, что бы использовать древесное топливо для твердотопливных котлов с максимальной эффективностью

Чем выше калорийность древесного топлива, тем больше тепла выделяется в процессе сжигания. Поэтому к качеству дров всегда были и есть определенные требования, которые необходимо соблюдать, что бы использовать древесное топливо для твердотопливных котлов с максимальной эффективностью.

К примеру: вы получили целую машину дров, при этом выгрузили их прямо кучей, посреди двора в дождливую погоду. Мокрая древесина  – это самый главный враг отопительного оборудования на твердом топливе. Котел будет гореть, но с трудом. Мокрые поленья в процессе горения выделяют огромное количество остаточных продуктов горения, включая едкие летучие соединения! Котел будет в данной ситуации работать в половину своей номинальной мощности. В результате интенсивность нагрева теплоносителя будет низкой, соответственно ваша система отопления будет далека от нормы.

Требования к помещению под котел

ПК монтируется в самостоятельном здании или пристройке к нему. При производительности ПК более 30 кВт, его размещают в отдельном здании – топочной.

Для организации ее работы владельцы котлов составляют нормативные документы в части эксплуатации и пожарной безопасности.

Размеры, которые нужно выдержать

Основные требования для размещения:

1. Пол под установку должен быть выполнен из негорючих материалов: бетон или металлический лист.
2. Основание под ПК должна быть выполняется из армированного бетона высотой 10-20 см.
3. Должны быть предусмотрены аварийные и эксплуатационные проходы, между котлом и стенами здания — расстоянием не менее 1 м.
4. Помещение должно быть сухим и отапливаемым, с температурой внутреннего воздуха выше + 10 С.
5. Приточно-вытяжная вентиляция в здании должна быть рассчитана исходя из мощности ПК, данные можно уточнить из технической и проектной документации котельной.
6. Если котельная установлена в отдельном помещении тепловые сети к объекту отопления прокладываются либо подземным способом, с укладкой ниже уровня замерзания почвы либо воздушным путем. В обоих случаях теплотрасса хорошо должна быть заизолирована от теплопотерь в окружающую среду.
7. Высота дымовой трубы должна быть не менее 5 м и выступать над уровнем крыши не менее чем на 0,5 м, рекомендуется поставить стабилизатор тяги или обычный поворотный шибер.
8. Расчет диаметра дымохода выполняется в соответствии с мощностью котла. Для пеллетных котлов он должен быть не менее 150 мм.
9. Установка конденсатосборника обязательна.
10. Крышу обрабатывают при помощи мастер-флеша, просвет заполняют негорючей минеральной ватой.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Protherm Бобер 20 DLO

Известная модель словацкого производства мощностью 19 кВт – один из лучших чугунных твердотопливных котлов для отопления частного дома. Отличается высокой эффективностью и быстрым нагревом системы отопления (благодаря двухходовому теплообменнику и отличному сплаву чугуна КПД 90,2%), а также качественной сборкой и простотой эксплуатации.

Практически все владельцы отмечают приемлемые размеры окна топки, через которое свободно влезают дрова до 30-32 см, удобную конструкцию котла в целом и зольного ящика в частности (большой, легко вынимается, достаточно легко обслуживается). Модель не требует подключения к электросети.

За практику монтажа и более 6 лет эксплуатации данные котлы показали отличную беспроблемную работу. Единственными недостатками традиционно являются большой вес и недостаточно глубокая топка, вследствие чего при дозагрузке дров из нее может вылетать повышенное количество пепла.

Стоимость: 53 000-62 000 руб.

Как точно рассчитать необходимую мощность котлаИндивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Viadrus Hercules U22 C-3

Еще один отличный котел чешского производства, мощностью 17,7 кВт. В отличие от предыдущей модели, имеет меньший КПД — до 80% и более ощутимые габариты. Однако отличается пониженными требованиями к топливу: можно использовать дрова с влажностью более 25% и длинной до 34-35 см, уголь с большой степенью зольности, можно сжигать антрацит

Однако обратите внимание, что размер топки зависит от версии котла

Котел все так же легко эксплуатируется и обслуживается (огромное окно для загрузки топлива, удобный зольник, хорошо очищается). За практику эксплуатации известен качественной сборкой и высокой надежностью.

Стоимость: 59-67 тыс. руб.

Kentatsu Furst ELEGANT-03

Хорошая недорогая модель японской разработки, но турецкого производства и сборки, мощностью 17 кВт. Отличается крайне доступной стоимостью, неплохой эффективной конструкцией теплообменника с повышенной площадью его поверхности, что увеличивает КПД, наличием слоя теплоизоляции, снижающей теплопотери через корпус котла. При этом модель имеет компактные размеры.

Однако недостатками, характерными подобным моделям бюджетного ценового сегмента, являются посредственное качество сборки, небольшая топка и длительность сгорания одной загрузки

Также стоит обратить внимание, что сервисная структура в России не столь развита даже в крупных региональных центрах

Стоимость: 35 000-36 900 руб.

КЧМ -5-К-03М1

Модель российского производства мощностью 21 кВт. Отличается абсолютной «всеядностью» (работает на дровах, торфяных брикетах, пеллетах, каменном и древесном угле, антраците, можно переоборудовать под газ или жидкое топливо), а также компактными размерами, большим окном топки и низкими требованиями к условиям эксплуатации (качеству топлива, тяге, теплоносителю).

Однако котел известен и многими проблемами: некачественной сборкой, более низким в сравнении с аналогами выше КПД (77,6%), малым объемом зольника, неоправданно возрастающей с каждым годом ценой. В целом наблюдается тенденция ухудшения качества и увеличения к-ва жалоб. Хотя модель долгое время превосходила многие аналоги, не упомянутые в статье, из-за чего и обрела популярность, на сегодняшний день мы рекомендуем выбрать один из вышеупомянутых иностранных котлов.

Стоимость: 47-56 тыс. руб.

Твердотопливные котлы с подачей в топку вторичного воздуха

 (Псевдо пиролизные котлы)

В обычных котлах с природным процессом горения, в целях регулирования мощности сокращают подачу воздуха в топку. Недостаток воздуха для горения, как и в пиролизных котлах, вызывает появление в отходящих газах горючих газов, которые бесполезно улетают в трубу. Увеличивается расход топлива, а КПД котла уменьшается.

Для повышения экономичности обычных твердотопливных котлов, производители придумали в верхнюю часть топки дополнительно подавать вторичный воздух, и горючие газы сгорают в топке.

У таких котлов увеличивается КПД, но продолжительность горения загрузки топлива и другие параметры остаются как у традиционных котлов.

Однако, некоторые производители и продавцы называют такие котлы тоже пиролизными. Такой маркетинговый ход — дешевые пиролизные котлы, налетай покупай. Как говорят, не обманешь — не продашь.

В настоящих пиролизных котлах увеличение длительности горения обусловлено тем, что процесс горения происходит только в нижнем слое закладки дров. Для того, чтобы не горела вся закладка топлива, тяга в топке направлена вниз или в сторону от зоны горения. Дрова тлеют, а большая часть тепла выделяется в результате сгорания газов.

В традиционных котлах с подачей в топку вторичного воздуха, горение газа лишь незначительно увеличивает поступление тепла, и только в тот период, когда ограничивают мощность котла, прикрывая подачу воздуха. Основное количество выделяемого тепла обеспечивает естественный процесс горения дров. Тяга в  топке котла направлена вверх, поэтому горит вся закладка топлива.

В продаже встречаются котлы (российские, китайские …) с бутафорской системой подачи вторичного воздуха в топку. При покупке котла вам покажут детали системы, расскажут как она работает, но на практике эффекта не будет, так как не выполнены другие условия сгорания газа.

Насторожитесь, если продавец утверждает, что в его «пиролизном» котле можно сжигать другое топливо, кроме дров, а дожиг газа в топке работает на дровах с высокой влажностью. Из влажного топлива выделяется много водяного пара, который снижает концентрацию и температуру отходящих газов и газы не горят.

В видеоролике пример недобросовестной рекламы псевдо пиролизного котла, как пиролизного.

Твердотопливный котел естественного горения с подачей в топку вторичного воздуха.

Монтаж пеллетного котла

К монтажу ПК предъявляют высокие требования. Это связано с тем, что по технологии влажность топлива должна быть минимальной, тогда теплоноситель разогреваются до высоких рабочих температур.

Неправильный монтаж приведет к нарушению условий эксплуатации котла и его вспомогательных элементов, что создаст аварийную ситуацию и выходу оборудования из строя.

Для обеспечения надежности работы котельной рекомендуется в качестве электропитания подключить две разные фазы. Одна для функционирования ПК и вспомогательного оборудования, а другая для нужд освещения.

Это существенно упрощает выполнения ремонтных работ основных узлов, чтобы не делать их в темноте. Кроме того, независимое освещение фронта котла поможет качественно выполнять регламентные работы по обслуживанию.

После проверки оборудования по проектным спецификациям переходят к непосредственному монтажу.

Алгоритм монтажа:

1. Установка ПК, соединение газовоздушного тракта с дымовой трубой.
2. Монтаж пеллетного бункера.
3. Подключение топливного шнека.
4. Сборка и настройка панели управления ПК: манометра, предохранительного клапана и воздухоотводчика.
5. Обвязка манометрами и термометрами циркуляционного насоса.
6. Монтаж автоматики контроля нагрева обратного теплоносителя.
7. Размещение резервного электропитания и стабилизатора напряжения.

Перед запуском выполняют пуско-наладочные работы:

• проверка на соответствие собранной схемы котельной проекту;
• проверка герметичности газового тракта;
• опрессовка ПК и отопительной системы;
• проверка работоспособности автоматики безопасности;
• контрольный пуск, замер рабочих параметров и выполнения комплекса наладочных работ.

После завершения монтажно-строительных работ проводят настройку иначе оборудование будет работать с низким КПД, перерасходами по топливу и электроэнергии.

Преимущества

Простое устройство. Котел состоит из минимума элементов, надежно закрепленных в конструкции. Это гарантирует легкость эксплуатации и обслуживания, долговечность и стабильность работы системы отопления.

Длительное горение. В котле в любой момент времени горит только тонкий верхний слой топлива. Одна закладка обеспечивает бесперебойную работу системы до 31 часа на дровах или брикетах. Котел работает без участия человека, система не требует постоянного контроля.

Доступность топлива. Котел работает на любом виде дров и брикетов, доступных в любом регионе.

Простое управление. Уникальная технология регулировки температурных режимов котла. Полностью механический принцип работы. Надежен и прост в использовании. Регулировка осуществляется за счет изменения температуры металлических частей котла.

Экономичность. Топливо расходуется постепенно. Тепловой энергии затрачивается ровно столько, сколько необходимо для поддержания заданных параметров температуры. Топливо не сгорает одним объемом, а медленно прогорает сверху-вниз.

Безопасность. Котел представляет собой целостную стальную конструкцию со штатным предохранительным клапаном, сбрасывающим давление при резком скачке.

Stropuva – котел длительного горения

Принцип верхнего горения обеспечивает постепенное прогорание топлива. В котел загружается полный объем топлива, которого хватит на весь цикл горения котла (в Stropuva Village V15 – это 31 час). Но одновременно будет гореть только верхний слой – тепловой энергии хватит, чтобы поддерживать заданный температурный режим без потери мощности.

В обычных твердотопливных котлах (не шахтного типа) весь объем топлива после розжига отдает максимальное количество тепловой энергии в зависимости от теплоемкости (как в обычном костре). Дожиг пиролизных газов может продлить время эффективной работы котла, но не обеспечит горение топлива свыше 6-8 часов, так как любой объем топлива горит одновременно. В Stropuva, благодаря вертикальной конструкции – горит только часть топлива, отдавая энергию, необходимую для поддержания температуры теплоносителя и не более. Тепло не вылетает в дымоход.

Экономия на отоплении со Stropuva

Послойное горение позволяет расходовать запас топлива гораздо экономнее. То есть за 120 часов в Stropuva сгорит в 5 раз меньше топлива, чем в обычном твердотопливном котле нижнего горения. Длительность горения напрямую зависит от качества топлива и соблюдения технологии эксплуатации котла и системы отопления в целом. Вы можете самостоятельно рассчитать стоимость отопления для Вашего дома.

С котлами Stropuva гораздо легче обеспечить непрерывную работу системы без потери мощности. График изображает цикл действия котла Stropuva в сравнении с обычными твердотопливными котлами. КПД остается постоянным на всем промежутке времени.

Эксплуатация котла Stropuva

Вы больше не кочегар! Затопив Stropuva один раз Вы сможете забыть о нем и заниматься своими делами, без постоянных проверок и дозагрузки топлива

Это очень важно, если в ваше отсутствие некому следить за работой системы. Котел работает автономно, без использования электричества*

*Пеллетные и универсальные версии Stropuva используют вентиляторы, работающие от сети или аккумуляторы (около 15-20 Вт/ч для узла подачи воздуха в топку)

В отличии от обычных твердотопливыных котлов Stropuva не требует частой чистки. Благодаря высокой эффективности, топливо сгорает практически полностью.

В отличие от котлов на электричестве, газе и дизтопливе, где всегда существует опасность замыкания электросети, взрыва газа или возгорания дизтоплива – твердотопливный котел STROPUVA абсолютно безопасен в принципе. Котел сконструирован таким образом, что в случае многократного превышения допустимых нагрузок, он не взорвется, а сожмется внутрь.

Монтаж

Установка котла на деревянный пол возможна своими руками без помощи специалиста. Для проведения работ нет необходимости получать специальное разрешение у соответствующих органов. Нужно подготовить специальное, хорошо вентилированное топочное помещение. Его оборудуют согласно требованиям по пожарной безопасности.

Существует ряд требований относительно устройства топки:

• в помещении необходимо установить окно для проветривания;
• установка инженерных коммуникаций (вентиляция, система водоснабжения, канализация).

Площадь остекления зависит от объёма помещения: не менее 0,03 м2 на каждый 1 м3 объёма топочной.

Фундамент

Особенное внимание необходимо обратить на фундамент для котла в бревенчатом доме. При установке напольного агрегата с мощностью до 50 кВт в качестве основания можно использовать цементно-песчаную стяжку, но при монтаже более мощных установок этого будет недостаточно

Понадобится отдельный бетонный фундамент, который будет выступать на 25–30 см от габаритов котельной установки.

При монтаже агрегата предъявляются определённые требования относительно материала пола. Оборудование нельзя устанавливать на горючее деревянное основание. Если нет возможности залить бетонный фундамент, то котёл в брусовом доме устанавливают на подиум из огнеупорного кирпича, листа металла или асбеста. Основание должно выступать от габаритов котла минимум на 15 см с каждой стороны и на 20 см в части топки.

Вентиляция

Повысить эффективность котельной установки, обеспечить нужный уровень горения топлива позволяет правильное устройство приточной вентиляции. Параметры инженерной коммуникации рассчитывают по размерам топочной и мощности установленного оборудования.

Для нормальной работы небольшого котла с мощностью до 35 кВт достаточно пробить небольшое отверстие с сечением 30 × 30 см на противоположной от котла стене в нижнем уровне для обеспечения потоками свежего воздуха. Оборудуют и вытяжное отверстие с сечением 40 × 40 см на расстоянии 30 см от уровня потолка в противоположной части комнаты.

Дымоход

Любое отопительное оборудование, в котором происходит сжигание топлива, должно оснащаться дымоходом. Местоположение этого канала указывается на этапе составления проекта здания. Если дымоход не предусмотрен проектной документацией, его делают самостоятельно из кирпича или специального материала.

Современным вариантом дымохода считаются утеплённые сэндвич-модули, которые выполнены из нержавеющей стали и утеплителя (минеральной ваты). Шахту для отвода отработанных газов собирают из деталей необходимого диаметра. Стандартная высота составляющих 1 м. Существуют определённые требования к дымоходу твердотопливного котла:

• постоянное сечение на всей протяженности трубы;
• диаметр шахты для бытовых моделей в пределах 15–20 см;
• отсутствие наклонов или изгибов;
• запрещено стыкование сэндвич-модулей в пределах плиты перекрытия.

При необходимости можно сместить дымоход, но не более чем на 1 м от стандартного положения. Чтобы предотвратить возможность возгорания кровельных материалов или других строительных конструкций, дымоходы оборудуют искроуловителями.

Подключение агрегата к системе отопления

После установки котла, подготовки вентиляционной системы и устройства дымохода приступают к обвязке отопительного агрегата

Необходимо соблюдать одно важное правило: на теплообменник работающей установки ни в коем случае не должна попадать холодная вода. Через перепад температур на стенках камеры сгорания образуется конденсат, на который оседает сажа и превращается в вязкие устойчивые скопления

Липкий налёт плохо счищается и снижает КПД установленного оборудования.

Уменьшить выделение конденсата помогает стандартная обвязка с трехходовым клапаном и байпасом. Схему настраивают на температуру теплоносителя в пределах +50–55 °С. В результате нагревания вода перемещается по контуру отопительной системы, пока не прогреется до указанных параметров. После этого включается трехходовой клапан, который подмешивает остывшую жидкость с обратки системы отопления.

Во время проведения обвязки твердотопливного котла необходимо отталкиваться от требований производителя, которые изложены в инструкции к конкретной модели агрегата

Важно правильно подсоединить горелку к блоку управления. В европейских моделях отопительного оборудования часто присутствует система противопожарной защиты

Механизм подключается к центральному водопроводу.

Список источников

• kotle.ru
• Avitek-i.ru
• GradusPlus.com
• ZnatokTepla.ru
• DomEkonom.su
• DrevoGid.com