Особенности установки твёрдотопливного котла

Достоинства и недостатки

Достоинств обогрева дровами достаточно много. Основным является их небольшая стоимость. Она ниже чем цена газа или электричества. Тем более что для такого вида отопления можно использовать даже отходы деревообработки. Тем более отнюдь не все населенные пункты нашей страны газифицированы. Особенно это касается деревень в сельской местности. Отопление поленьями отлично подходит и для дач.

Немаловажным фактором при выборе отопления дровами является экологичность этого топлива и тот комфорт, который он позволяет ощутить. Это не только тепло, но и визуальное наслаждение от вида горения дров в камине или в печи, оснащенной панорамным прозрачным экраном, который обычно встраивается в дверцу загрузки топлива.

Есть у отопления дровами и недостатки. В первую очередь это отсутствие автоматизации. Ведь топливо придется загружать в печь, котел или камин собственноручно, а это отнимает немало времени и сил. В этом обогрев поленьями, значительно уступает газовым и электрическим системам отопления. Ведь они могут эксплуатироваться практически без участия человека.

Заблаговременно потребуется позаботиться и о наличии запаса дров. Их можно купить или заготовить самостоятельно. Кроме того, если площадь дома большая, придется дополнительно использовать радиаторы, так как добиться хорошего обогрева с помощью одного лишь камина или печи, вряд ли получится. Особенно в зимний период. Лучше всего использовать котел с водяным контуром.

Несмотря на то, что по своей цене дрова доступны каждому, нужно будет потратиться на установки печи, котла или камина. А это «удовольствие» нельзя назвать дешевым. Также придется смонтировать и все дополнительное оборудование, которое потребуется чтобы качественно обогреть свой дом.

Схемы обвязки

Закончив с монтажом отводящих горючие газы каналов, нужно заняться обвязкой твердотопливного котла, причем в ней есть не меньше тонкостей. Очень часто такие генераторы тепла оснащают баком для воды, который используется в разнообразных схемах подсоединения. Роль устройства состоит в гашении напряжений, которые могут возникнуть при предельной нагрузке на котел.

Выбор теплоаккумулятора зависит от личных вкусов владельца

Более того, при покупке стоит обратить внимание и на потребности в поддержании некоторой нагрузки за конкретное время теплоаккумулятором

Обычно ориентируются на величину аккумулятора тепловой энергии в 30–50 л на 1 кВт предельной мощности котла. Если пиковый расход тепла значительно превосходит средний суточный уровень в пересчете на 1 час, а особенно если этот расход длится долго, требуется установить более емкий бак.

Он должен быть рассчитан на давление большее, чем запланированный рабочий максимум. Независимо от избранной схемы присоединения требуется ставить предохраняющие клапаны и бак для расширения. Следует внимательно проводить все расчеты, а в идеале обратиться к профессионалам и для них, и для выполнения самого монтажа.

Это набор систем, которые автоматически сбросят давление, если оно превзойдет установленные показатели. Подобного рода манипуляция осуществляется предохраняющим клапаном, который дополняется манометром и устройством, как раз выводящим воздух наружу. От набора безопасности до самого котла недопустимо применение какой угодно запирающей арматуры. Когда топливо начинает разгораться, циркуляционный насос работает, а клапан, расположенный на вводе в нагревательный контур, перекрыт.

При этом движение жидкости происходит по сокращенному кругу. Как только обратный трубопровод прогреется до 50 или 55 градусов, термическая головка по команде датчика начинает приоткрывать закрытый контур. Это делается плавно, чтобы перемешивание холодной воды с горячей, содержащейся в байпасе, происходило равномерно. В результате прогрева радиаторов температура вырастает, и наступает момент, когда клапан закрывает байпас до конца. При этом 100% теплоносителя направляется сквозь теплообменник котла.

Подобная конфигурация проще всех и может быть выполнена своими руками. Полипропиленовыми трубами пользоваться совершенно спокойно, но требуется только проверить их официальное происхождение и соответствие необходимым характеристикам. Рекомендуется использовать для промежутка между котлом и группой безопасности исключительно металл.

Толстые стенки полипропиленовой трубы отличаются слабой теплопроводностью, из-за которой внешние датчики дают неверные показания, а трехходовой клапан опаздывает с реакцией на изменения условий.

Металлическая печь

Металлические печи обладают следующими преимуществами:

Домовладелец имеет возможность покупки готовой печи, в состав которой входят дымоход, оснащенной системой контроля температурного режима.

Плюсы металлической печи:

Печи, выполненные из металла, могут обладать интересным внешним видом.
Быстрый нагрев, который позволяет в предельно сжатые сроки разогреть воздух в помещении до заданных параметров.
Высокая тепловая отдача.
Длительный срок службы.
Для выполнения своих функций печь может использовать любое существующее топливо.

Металлическая печь

Но, печи, выполненные из металла, обладают и некоторыми недостатками, среди них можно назвать следующие:

Они не подходят для эксплуатации в помещениях с большой площадью, из-за высокого расхода топлива.

Быстрый нагрев подразумевает и быстрое остывание.

Печи из металла относят к пожароопасным объектам и за работой печи необходимо осуществлять постоянный надзор, а в пределах досягаемости должен находиться огнетушитель и другие средства пожаротушения.

Если для изготовления печи был использован некачественный металл, то уже после первого нагрева, она может деформироваться.

Контроль и безопасность

Конечно, каждая отопительная система нуждается в средствах контроля и автоматики

Особенно это важно, если вы делаете эту систему своими руками и она располагается внутри дома, где любая неисправность может служить причиной пожара, способного привести к потерям имущества и даже человеческим жертвам.
Сложные многоуровневые системы контроля процесса горения, способные обеспечить максимальную безопасность котла, или камина существуют, но оборудование, на котором они применяются, как правило, стоит дорого и не все его себе могут позволить купить. Но и у простых и недорогих дровяных котлов существуют системы защиты и контроля

Самая простейшая система, о которой уже говорилось выше, состоит из несложного термостата, измеряющего температуру теплоносителя в рабочем контуре котла и регулирующего за счет механической передачи, заслонку, отвечающую за процесс доступа свежего воздуха в топку. Когда температура рабочей жидкости достигает заданного параметра, тяга свежего воздуха сокращается, и процесс горения замедляется. При падении температуры ниже заданного предела, заслонка приоткрывается, и горение дров в топке становится интенсивнее. Такая система делает эксплуатацию котла не только безопаснее, за счет регулировки температуры теплоносителя и ликвидации возможности его закипания в контуре нагрева, но и позволяет эффективнее использовать топливо, сокращая его ненужный расход на избыточный нагрев рабочей жидкости.

В некоторых котлах, с более сложной системой контроля, процесс горения регулируется с помощью приточного вентилятора, нагнетающего воздух в топку и плавно регулирующего процесс горения в соответствии с заданными параметрами. Такая система автоматики не только делает процесс горения более плавным и безопасным, а отопление дома более равномерным, но и позволяет реже осуществлять очередную загрузку дров в топку котла.

Подключение твердотопливного котла к системе отопления

Правильный монтаж котла это не всё, что потребуется

Имеет важное значение подключение остальных элементов системы отопления. На подаче устанавливается защитная группа, а затем тройник, ведущий в байпас

Датчик переключается при температуре на обрате 55˚С. Это необходимо для того, чтобы избежать появление конденсата. Подключить твердотопливный котёл к системе отопления с естественной циркуляцией достаточно просто. Подача и обратный трубопровод подключаются к соответствующим выходам котла.

Схема подключения. Источник фото: sxtmns2.appspot.com

Также нужно установить защитную группу: клапан сброса, воздухоотводчик, манометр. Такие системы предусматривают наличие расширительного бака. Трубопроводы монтируются с уклоном для хорошего самотёка. Этот вид системы отопления позволяет быть независимым от электроснабжения, но в случае отсутствия энергозависимых систем автоматики. Системы с принудительной циркуляцией характеризуются наличием байпаса и трёхходового клапана. Это помогает избежать образование конденсата в топке или трещин чугунных секций при попадании воды низкой температуры.

Вышеупомянутые устройства обеспечивают подмес горячей воды в обратный трубопровод, чтобы обеспечить необходимую температуру на входе котла. В таких системах часто используются резервуары для подготовки горячей воды, такие как бойлеры косвенного нагрева.

В них расположен змеевик, по которому протекает нагретая котлом вода. В системе контуры водонагревателя и отопления располагаются параллельно. Это делается для того, чтобы обеспечить нагрев воды для ГВС при помощи теплоносителя с максимальной температурой. В случае когда нет возможности регулирования интенсивности выработки тепла используется буферная ёмкость, которую часто называют теплоаккумулятором. Его подключают к котлу для того, чтобы в пиковые режимы работы избыточное тепло направлялось на подогрев воды, а затем накопленная энергия расходовалась в целях горячего водоснабжения или отопления.

Закрытая система отопления

Котёл должен иметь соответствующие прочностные характеристики и пройти необходимые испытания. Считается, что единственный способ – это использование двух контуров. Один должен быть открытым, в котором будет присутствовать расширительный бак, а второй, включающий радиаторное отопление и мембранный бак, уже будет закрытым.

В таком случае на подающем трубопроводе обязательно наличие устройств, предохраняющих котёл от воды с температурой выше 100°С

Также важно наличие автоматики, регулирующей интенсивность горения топлива, путём ограничения подачи воздуха

Открытая

Этот вид систем наиболее характерен для твердотопливного оборудования. Это обусловлено высокой безопасностью, так как при резком увеличении температуры расширительный бак устраняет избыточную воду и давление и контуры продолжают дальше работать.

К достоинствам открытой системы отопления можно отнести:

энергонезависимость;
экономичность. Не требуется дополнительное оборудование для обеспечения циркуляции.

Недостатком выступает особенность монтажа:

трубы должны иметь уклон, а элементы обвязки котла должны располагаться на определённом уровне;
система открыта для доступа воздуха, что влечёт за собой коррозию;
теплоноситель испаряется и поэтому потребуется его восполнение;
меньшая эффективность отопления за счёт медленной естественной циркуляции.

Конструкция твердотопливного и пиролизного котла

Традиционный котел отопления для твердого топлива работает как обычная печка. Его собирают из двух стальных или чугунных емкостей вставленных одна в другую. Во внутренней (топка) сгорают дрова, в наружной (бак) нагревается вода. Конструкция состоит из следующих частей:

топки с дверкой;
колосников;
зольника с дверкой;
сборника сажи;
дымохода;
шиберной задвижки;
патрубков для подключения подающего и обратного трубопроводов системы отопления;
ножек;
крышки для закрывания нагревательного бака.

Наружный воздух поступает в топку через зольник и колосники. Интенсивность горения регулируют величиной открытия дверцы. Тяга может быть естественной или принудительной. У правильно рассчитанного и сделанного котла отопления эффективность доходит до 79%.

Достоинства классических твердотопливных котлов:

низкая стоимость топлива;
для работы не требуется электроэнергия;
универсальность по топливу;
возможность сжигания отходов деревообработки.

Но при выборе этого вида котлов следует учитывать и недостатки:

одной загрузки топлива хватает максимум на 6 часов;
требуется место для складирования запаса топлива;
загрузка выполняется вручную;
сложность ухода, так как придется регулярно удалять продукты горения;
горение твердого топлива инерционно, поэтому возникают сложности с регулированием.

Схема твердотопливного котла

Пиролизные котлы для отопления по принципу действия отличаются от классического варианта тем, что сгорает не только топливо, но и выделяемые из него газы. Конструкция состоит из следующих частей:

камеры дожигания со встроенной форсункой;
газифицирующей камеры;
системы подачи воздуха;
дымоходной системы с дроссельной заслонкой;
теплообменника;
системы циркуляции воды;
датчика температуры и манометра;
предохранительного клапана.

Для растопки котла газифицирующая камера наполняется дровами через верхнюю дверцу. После поджога растопки при открытом дросселе на дымоходе запускают вентилятор. Когда дрова разгорятся дверцу, и дроссель закрывают. Из-за снижения количества подаваемого воздуха древесина начинает тлеть при температуре достаточной для запуска пиролизной реакции. Выделяемые газы после прохода через форсунку смешиваются с вторичным воздухом в камере сжигания, воспламеняются, нагреваясь до температуры 1100⁰C, и направляются в теплообменник.

На котле без дымососа, перед добавлением дров открывают дроссель на дымоходе, ждут некоторое время, необходимое для удаления пиролизного газа. После закладки топлива, закрытия дверцы и дроссельной заслонки котел продолжает работать в штатном режиме.

По сравнению с обычными котлами отопления у пиролизных есть немало преимуществ:

за счет полного сжигания нет необходимости в частой очистке зольника и газоходов;
легкость управления интенсивностью горения;
длительность работы без добавления топлива от 5 часов до нескольких суток;
возможность сжигания не колотых дров;
использование в качестве топлива обрезков от плит ДВП, ДСП, МДФ и фанеры;
у пиролизных котлов отопления содержание вредных соединений в дыму в 3 раза меньше.

Однако недостатки тоже есть:

Поскольку вентилятор или дымосос работают от электроэнергии, может потребоваться устройство бесперебойного питания.
При использовании топлива с влажностью выше 20% снижается эффективность.
При низких нагрузках возможны сбои, которые вызывают увеличение отложений дегтя в газоходах. Для нормализации работы котла устанавливают теплоаккумуляторы, в которые отводятся излишки тепла.
Для предотвращения появления конденсата на стенках теплообменника, который ускоряет процесс коррозии, температура воды в обратной линии отопления должна быть не меньше 60⁰C.
Ручная загрузка топлива.
Из-за большой материалоемкости расходы в 2 раза больше чем на обычные котлы.

Схемы монтажа

Вариантов обвязки очень много. Чтобы подключить твердотопливный котел отопления своими руками, лучше использовать самые простые из них. Даже если простые схемы не подходят, то знание принципов работы системы позволит создать собственный проект.

Система открытого типа

Такие решения лучше всего подходят для отопителей на твердом топливе. Объясняется это максимальной безопасностью системы. Если внутри нее произойдет резкое повышение температуры, то контуры все равно останутся герметичными и работоспособными. Кроме того, отопление с естественной циркуляцией не нуждается в электропитании.

К недостаткам этой схемы следует отнести следующие моменты:

Внутри системы свободно поступает кислород, ускоряющий образование коррозии на трубах.
Нужно постоянно пополнять уровень жидкости в контурах, так как она испаряется.
Теплоноситель в трубах имеет неравномерную температуру.

Но эти недостатки незаметны на фоне простоты, минимальной стоимости и очень высокой надежности системы. При монтаже котла по такой схеме следует учитывать то, что вход теплового агента в котел должен находиться минимум на полметра ниже радиаторов. У труб также должен иметься уклон.

Нужно будет рассчитать гидродинамическое сопротивление всех элементов системы, а во время монтажа свести к минимуму количество арматуры различного типа. Расширительный бачок следует крепить в самой верхней точке.

Закрытый отопительный контур

Подключение твердотопливного котла к закрытой системе отопления будет безопасным только в том случае, если на обратном трубопроводе установить мембранный расширительный бачок. Последний будет выполнять 2 функции: препятствовать доступу кислорода в систему и не допускать испарение теплоносителя.

При использовании этой схемы нужно помнить о следующих моментах:

Емкость бака с мембраной должна быть не меньше 10% от емкости воды в системе.
Трубу подачи придется оснастить предохранительным клапаном.
В верхней точке нужно установить воздухоотводчик.

Дополнительные элементы системы придется докупать. Производители тт котлов редко комплектуют свою продукцию ими. Например, у котлов «Корди» предусмотрены места для крепления дополнительного оборудования, но самых элементов в комплекте нет.

Закрытая система относительно надежна, но не отличается равномерной температурой жидкости на разных участках. Проблема решается включением в схему циркуляционного насоса. Он обеспечит принудительное движение теплоносителя. В этом случае требования к уклонам труб в контурах и уровню монтажа теплогенератора становятся минимальными. Преимущество такой схемы в том, что в случае отключения электроэнергии задействуется байпас, обеспечивающий гравитационное движение жидкости, то есть система продолжит функционировать.

Помпу следует устанавливать на обратке перед входным штуцером котла. За счет меньшей температуры теплоносителя, идущего по обратной магистрали, насос будет работать с меньшей нагрузкой. Кроме того, это должно повысить уровень безопасности.

Подключение через коллекторы

К такой схеме прибегают в тех случаях, когда нужно к одному нагревателю подключить сразу несколько веток труб. Например, основной контур с радиаторами на стенах и дополнительный для теплого пола. Здесь без применения коллекторов не обойтись. Они нужны для балансировки системы. Если ее не сделать, то жидкость будет идти туда, где меньше сопротивление. В результате одни участки отопления будут горячими, а другие — холодными.

При использовании коллекторов можно подключить сразу несколько помп для обеспечения равномерной доставки воды потребителям. Кроме того, можно регулировать ее подачу. Главный и единственный минус такой схемы — усложнение конструкции, что влечет за собой увеличение финансовых затрат.

Отдельно следует упомянуть обвязку с применением коллекторов и гидрострелки. Она отличается от обычной схемы тем, что дополнительное устройство играет роль посредника. Стрелка имеет вид трубы, одновременно подключенной к входному и выходному патрубкам отопительного котла.

Нюансы установки твердотопливного котла

В правильную схему подключения обязательно включается защита и трехходовой клапан. Именно благодаря этим элементам обеспечивается функциональной отопительной системы. Также предусматривается расширительный бак, датчик температуры, система с пластиковыми трубами.

Любой котел монтируется по заранее созданной схеме. Схема может быть с теплоаккумулятором, бойлером, гидрострелкой. Смесительный узел на проекте не указан, но обязательно предусматривается.

Настройка работы узла подмеса:

Твердое топливо начинает разгораться, насос в рабочем режиме, клапан со стороны отопления закрыт. Жидкость передвигается по малому обороту через байпас.
Температура на обратки повышается. Термоголовка по команде выносного датчика нажимает на шток клапана.
При открытии клапана холодная вода просачивается в котел.
При повышении температуры клапан полностью перекрывает бойпас.

Данный метод обвязки достаточно простой и позволяет легко соединить все детали. Но есть определенные правила на счет обвязки электрического дровяного котла полипропиленом или другим пластиком. От пиролизного котла до группы безопасности обязательно происходит монтаж металлическими трубами.

Современное состояние

С развитием технологий сварки стали, стало возможным производство дровяных котлов и каминов из тугоплавких сортов стали со сложной внутренней структурой. Эта возможность позволяет нам сегодня купить и своими руками установить у себя дома котлы сложных форм, с эффективными внутренними водяными контурами, или системой труб — теплообменников. КПД у таких котловых систем значительно вырос, срок службы увеличился, а неприхотливость и надежность в эксплуатации стали на порядок лучше.

При этом и современные дровяные отопительные камины, котлы и печи из стали, которые можно купить на рынке, не имеют сложных электронных систем контроля горения и обеспечения работы оборудования. Если, в каких-то моделях электронные системы контроля и присутствуют, то в минимально необходимом, для обеспечения безопасной эксплуатации, количестве. Конечно, это момент положительно сказывается на цене таких котлов отопления.

На базе снабженного водяным контуром котла на дровах, своими руками можно сделать весьма качественную систему отопления загородного дома.

Выбор дровяного котла

Чтобы правильно определиться с выбором дровяного котла, потребуется рассчитать необходимую мощность — этот параметр указан в паспорте агрегата. Один киловатт мощности отопительного устройства обогревает 10 квадратных метров помещения. Такое соотношение действенно, когда здание хорошо утеплено.

В противном случае площадь обогрева может сократиться на 20−30%

При выборе устройства нужно обращать внимание на весь диапазон мощности, в котором может работать агрегат, а не только на максимальный показатель, поскольку в межсезонье от котла не потребуется работы на полную мощность

Весьма важный фактор — материал изготовления. Как правило, это сталь или чугун. Стальные изделия намного легче. Конструктивные особенности топки стальных изделий позволяют гораздо легче их чистить. Благодаря длинному дымовому каналу нагрев котла происходит быстрее.

Чугунные агрегаты отличаются укороченным дымоотводным каналом, что замедляет нагрев теплоносителя. За счёт ребристой поверхности чугунные изделия имеют большую площадь теплообмена, однако, чтобы почистить такой котёл, придётся вооружиться кочергой, скребком или щёткой.

К отдельной группе относятся электродровяные котлы для отопления домов. Электрические элементы позволяют увеличить КПД устройства, а автоматизированная система постоянно контролирует температуру в топке.

От этого напрямую зависит, как часто придётся добавлять дрова в котёл. В устройстве обязательно должна присутствовать система аварийного охлаждения, которая понадобится, чтобы предотвратить закипание жидкости в теплообменнике. Во избежание ожогов котёл на дровах для отопления дома должен быть оборудован защитными кожухами и теплоизолированными ручками.

Установка агрегата

Высокая пожаробезопасность и эффективность работы дровяного котла может быть обеспечена только при строгом соблюдении правил по установке устройства. Любой отопительный агрегат на дровяном топливе потребляет значительное количество воздуха.

Для котла небольшой мощности потребуется сделать приточно-вытяжную вентиляцию. Если мощность отопительного устройства превышает 50 киловатт, то придётся позаботиться о сооружении отдельной котельной, которая снабжается принудительной вентиляцией.

Монтаж твердотопливных котлов:

Альтернативные варианты для самостоятельного изготовления

Помимо твердотопливных и электрических котлов для самостоятельного изготовления подходит целый ряд альтернативных отопительных агрегатов:

Индукционные котлы

Представляют собой трансформаторы, состоящие из первичной и вторичной обмотки. В таком котле электроэнергия на внешней обмотке преобразовывается в вихревой ток, а созданное магнитное поле передаётся на внутреннюю, которая отдаёт энергию теплоносителю.

Конденсационные котлы

Сохраняют тепловую энергию конденсата, поэтому считаются более эффективными, чем газовые и даже твердотопливные. Конденсация пара происходит в теплообменнике со специальной конструкцией – именно она обеспечивает таким котлам 15-20% преимущество по КПД перед традиционным газовым оборудованием.

Жидкотопливные котлы

Такие агрегаты испаряют отработку, после чего сжигают её пары. Получаемая таким образом энергия передаётся на теплообменник, который нагревает тепловой агент отопительной системы. Оборудование этого типа имеет два существенных недостатка – низкий КПД и большое количество выделений в атмосферу.

Комбинированные котлы

Это оборудование является универсальным в применении, однако для его самостоятельного изготовления понадобиться недюжинная сноровка и отличные знания принципов работы различных видов отопительной техники. Отдельные компоненты таких агрегатов могут стоить достаточно дорого, но в целом комбинированные котлы способны окупиться за не более чем 5-6 сезонов.

Список источников