Котел на дровах — возвращение

Выбор газогенераторного отопительного дровяного котла

Правильный выбор газогенераторного дровяного котла, в связи с большим ассортиментом предлагаемой продукции, может оказаться достаточно сложным. Учитываются различные нюансы: мощность, время работы от одной закладки, наличие дополнительных функций и автоматизации процесса горения.

Не лишним будет обратить внимание на наличие в конструкции резервного источника тепла, в виде электротэна. Для отопления и горячей воды подойдут двухконтурные агрегаты

В некоторых моделях, контур ГВС отсутствует. Тогда, дополнительно приобретают и подключают к конструкции бойлер косвенного нагрева, что требует дополнительных затрат. Все это учитывают еще перед приобретением понравившейся модели котла

Для отопления и горячей воды подойдут двухконтурные агрегаты. В некоторых моделях, контур ГВС отсутствует. Тогда, дополнительно приобретают и подключают к конструкции бойлер косвенного нагрева, что требует дополнительных затрат. Все это учитывают еще перед приобретением понравившейся модели котла.

Рекомендации по расчету мощности

Расчеты производят по формуле 1 кВт = 10 м². Данное соотношение учитывает параметры здания со средним количеством теплопотерь и высотой потолков не более 2,7 м

Дополнительно принимают во внимание следующие аспекты:

• Наличие контура ГВС – дровяной газогенераторный отопительный котел на 10 кВт, подойдет для дома на 100 м². Но, если планируется дополнительно подогревать горячую воду, к полученному результату добавляют 10-20%. Соответственно, необходим теплогенератор с производительностью не менее 12 кВт.
• Дополнительные теплопотери – при самостоятельных расчетах, часто упускается из виду отсутствие хорошей теплоизоляции здания, наличие большого количества дверных проемов и окон. Все это влияет на тепловые затраты.

Точные расчеты выполняют с помощью он-лайн калькуляторов, учитывающих всевозможные нюансы: качество утепления дома, количество оконных и дверных проемов, расположение отапливаемого здания и т.д.

Подбор по стране производителю

Лучшие котлы газогенераторного типа на дровах изготавливают немецкие и чешские компании. Несмотря на высокую стоимость, те же Buderus или Viessmann, остаются одними из наиболее востребованных агрегатов.

Отечественные котлы Бастион, ZOTA, Тополь М, существенно уступают по своим теплотехническим характеристикам и срокам эксплуатации западным аналогам.

Стоимость газогенераторного дровяного отопительного котла немецкого производства, на 20 кВт, обойдется приблизительно в 100-120 тыс. руб. Отечественный аналог приблизительно в 40 тыс. руб.

Плюсы и минусы котлов с газогенераторным сжиганием дров

Главным достоинством газогенераторного оборудования является возможность подключения к уже существующей системе водяного отопления. Монтажные работы не требуют серьезных материальных затрат. После подключения, достигается экономия около 30% на снижении расходов топлива.

В конструкции европейских агрегатов широко применяются новые технологии, увеличивающие комфорт эксплуатации, делающие растопку и контроль горения максимально удобным.

В качестве недостатков выделяют высокую стоимость продукции (что особенно касается немецких и чешских котлов), а также высокие требования к качеству топлива. Опыт эксплуатации отечественного потребителя показывает, что применение газогенераторного оборудования в условиях российских реалий, не только возможное, но и экономически выгодное решение.

Эффективность

Переходим к очень важному разделу, в котором будем разбирать модели по эффективности работы. В чем суть этого термина? Всем известно, что твердое топливо сгорает достаточно быстро, исключение составляет антрацит

Но так как этот уголь свободно доступен не во всех регионах страны, поэтому чаще всего дома отапливают дровами или брикетами разного вида. Так вот, при сжигании тех же дров выделяется большое количество тепла, часть которого просто вылетает в дымоход.

Поэтому перед производителями всегда стояла задача – найти такие способы, с помощью которых можно было бы повысить КПД агрегата. И такие способы нашлись. Так на свет появились бытовые твердотопливные котлы длительного горения. Что это такое?

Схема пиролизного горения

В этих агрегатах используется пиролизный метод сжигания топлива. То есть, при горении, к примеру, дров при низкой подаче кислорода выделяется так называемый пиролизный газ, который прекрасно горит, выделяя тепло. Поэтому этот тип котлов в своей конструкции имеет две камеры сгорания: в одной горят дрова, в другой выделенный ими газ. Тепло получается сразу в двух топках, что увеличивает количество тепловой энергии. Но так как мы говорили о КПД агрегата, то необходимо сказать, что он в этом случае резко повышается от 65% до 90%. А это серьезная заявка в категорию экономичных котлов отопления.

Но есть в этой классификации два подвида:

1. Твердотопливные котлы верхнего горения.
2. Нижнего горения.

В чем разница? Все дело в зоне горения. В первом варианте топливо горит сверху по принципу обычного костра. Не забываем, что горение происходит при небольшой подаче кислорода, поэтому дрова, в принципе, не горят, а тлеют. Чувствуете разницу? Именно так работают котлы марки «Стропува». Кстати, вот этот котел на фотографии снизу.

Котел модели «Стропува»

Второй вариант – это практически тот же агрегат, только топливо тлеет на решетке. Имеет ли это большое значение? Если смотреть чисто с технологической стороны, то разницы нет никакой. В любом случае, теплоноситель в рубашке будет нагреваться, как положено. Здесь два других критерия:

1. Поджигать снизу закладку удобнее, для этого предусмотрена дверца со стороны зольника.
2. При нижнем горении сама зона горения статична. Она расположена  на решетке, поэтому стенки топки должны быть изготовлены из металла большей толщины. При верхнем горении зона перемещается по высоте котла по мере сгорания топлива, поэтому жестких требований к толщине металла не предъявляются.

Кстати, вы обратили внимание на конструкцию и форму котла «Стропува»? Это своеобразная вертикально установленная труба по типу шахты. Поэтому часто этот вид называют шахтными твердотопливными котлами

Самое удивительное, что эти агрегаты могут работать практически на любых видах природных горючих материалов. И не только на природных. К примеру, в шахту можно загрузить опавшие осенью листья, лузгу от семечек, щепки, измельченные початки и так далее.

Длительность горения одной закладки

Основные преимущества котлов длительного горения

• Отличная производительность и высокая тепловая отдача.
• Достаточно широкая модельная линейка. В настоящее время на рынке можно приобрести самодельные котлы. Это, по сути, тот же «Стропува», только российские умельцы дали ему свое название «Бубафоня» и внесли некоторые конструктивные изменения.
• Прекрасный внешний вид, который позволяет провести установку в дизайн любого помещения.
• Простота в обслуживании и настройки теплотехнических параметров.
• Большое количество моделей автоматизировано.
• Дешевизна используемого топлива.

Как видите, у стальных и чугунных твердотопливных котлов длительного горения большое количество достоинств. И если к вашему дому газовая магистраль не подведена, то не стоит приобретать электрические котлы. Отопительные агрегаты на твердом топливе прекрасно работают в автономном режиме. Так что на сегодняшний день это оптимальное решение проблемы отопления загородного дома.

Как работает прибор

Для сжигания дров и древесных отходов лучше использовать принцип верхнего горения. Конструкция такого котла проста и позволяет добиться феноменальных результатов длительности и эффективности.

Фото 1. Схема дровяного котла длительного горения. Прогорание дров происходит сверху вниз.

Принцип работы состоит в подаче воздуха не снизу, через колосники, а сверху — через специальный воздуховод. Топливо горит не по всей массе закладки, а порционно сверху вниз. Дрова, которые находятся ниже зоны горения, имеют комнатную температуру! Горение в зоне подачи воздуха происходит в максимальном режиме, что позволяет получить полное сгорание дров.

Твердотопливный котёл верхнего горения состоит из следующих деталей:

1. Корпус. Большинство имеют цилиндрическую форму. Корпус состоит из цилиндра закладки, водяной рубашки и верхней утеплённой части. В корпусе установлены герметичные двери для закладки топлива вверху и зольная дверца внизу.
2. Подвижная камера сгорания. Напоминает своей формой «блин» или «паук». Суть состоит в распределении воздуха по поверхности дров и поддержании горения. Блин, как правило, массивный во время работы раскаляется и выступает своего рода «маховиком» — делает горение более ровным.
3. Телескопический воздуховод. Через него поступает воздух к «блину». Состоит из нескольких колен, которые собираются тросом. Внизу закреплён «блин», вверху — регулятор количества воздуха.

1. Вторичная камера сгорания. Есть далеко не во всех котлах такого типа. Находиться в верхней части котла или в верхней части первичной камеры. Вторичная камера нужна для дожига несгоревших пиролизных газов.
2. Теплообменник. В его роли выступает корпус и дополнительные рёбра в верхней части котла. Эффективность теплосъема напрямую зависит от чистоты поверхностей.
3. Автоматика управления. Монтируется на корпусе, бывает механической или электронной. Механическая будет поддерживать заданную температуру теплоносителя на протяжении всего времени горения, электронная способна изменять температуру в зависимости от времени суток и заданной программы.

Необычность конструкции топки верхнего горения вызывает большое количество споров. Но опыт эксплуатации показывает, что он отлично выполняет свои функции. Этот котёл отличается от традиционных и внешним видом, и устройством, и принципом работы.

Принцип работы

Все котлы длительного горения работают на основе переработки пиролизных газов. Твердое топливо (дрова, пеллеты, щепа и т.д.) тлеют при минимальном доступе кислорода, распадаясь на остаток и пиролизный газ, который повторно перерабатывается. Говоря иными словами, в котлах длительного горения сперва сгорает топливо, после – вырабатываемый им газ, что увеличивает на 20-25% коэффициент полезного действия и время прогорания одной закладки дров.

Большая часть оборудования подобного типа создается из стали и чугуна. В частности, конструкция котла выполнена из стали, камеры сгорания – из чугуна. Наличие открытой камеры гарантирует свободную циркуляцию кислорода, а для контроля силы горения/тления предусмотрена специальная заслонка. Контур для теплоносителя располагается вокруг камеры.

Рекомендации по растопке

Во-первых, необходимо начать с того, что для твердотопливных котлов требуются хорошо высушенные дрова

Это самое важное правило. Все дело в том, что влажность в дровах начинает испаряться и конденсировать на внутренних поверхностях топки и дымохода и совместно с дымом и угарными газами образует деготь

Это снижает срок эксплуатации котла, уменьшает размеры и топки, и дымоходной трубы, а, значит, проходимость отводящих газов. К тому же деготь придется удалять. И, скажем прямо, процесс этот малоприятный.

Обязательно обратите внимание на исправность всех элементов отопительного агрегата. Просто укажем на один пример, который подтвердит наши опасения

Небольшая трещина в заслонке, равная двум миллиметрам, за один час вытравит из котла 15 м³ теплого воздуха. А это тепловые потери. Так вот, если котел нагревается до 100°С, эти потери могут составить до 10% от всей выработанной тепловой энергии. Это опять-таки перерасход дров.

Растопка котла

Последовательность растопки

• Сначала надо растопить котел, чтобы прогрелись и камера сгорания, и дымоход. Если этого не сделать, часть дыма будет просачиваться в помещения. Поэтому делается половинчатая закладка, то есть, 50% от всего объема.
• Для этого используются поленья меньшего размера.
• Сначала под них укладывается бумага, затем стружка или лучины, далее мелкие ветки деревьев и последними сами дрова.
• Между поленьями необходимо оставить зазоры, чтобы воздух снабжал огонь кислородом.
• Если бумаги и щепок под руками не оказалось, разжигать дрова можно хвойными лапами. В хвое содержатся масла, которые прекрасно горят.

Дровяной котел

Теперь обратите внимание, насколько хорошо прогрета сама камера сгорания. Если все нормально, то можно делать закладку полностью

Вторая закладка дров производится по-другому.

Сначала очищается топка и зольник от сажи и пепла. Это надо делать перед каждой новой закладкой дров.
Затем закладываются лучины, а поверх поленья
Обратите внимание на раскладку дров

Здесь важно, чтобы между ними оставались зазоры, но не очень большие
Это первое. Второе – есть два способа укладки: порядно и в виде колодца

Первый вариант проще. Третье – нельзя закладывать дрова до потолка топки, необходимо оставить промежуток в 20 см. Это делается для того, чтобы пламя не попадало сразу в дымоход.

Желтое пламя огня

Как правильно подключить прибор к отопительной сети

В описанной конструкции чаще используют принудительную схему обвязки посредством двух патрубков. Первый подключают к подающему контуру, а второй — к обратному.

Порядок действий выглядит следующим образом:

• Оба патрубка обвязывают льняной паклей. Обмотку покрывают герметиком.
• Сверху устанавливают уголок, прикручивают бочонок с ниппелем.
• Все детали плотно стыкуют и подключают к крану, участки с резьбой обрабатывают герметиком.
• Водяной контур подсоединяют к трубам для циркуляции теплоносителя посредством муфты и гайки.

Перед запуском отопительной системы выполняют тестовую проверку, чтобы убедиться в отсутствии протечек.

Конструктивные особенности водогрейного котла

Традиционный агрегат этого вида представляет собой металлическую сварную конструкцию, в которой имеется обязательно опорная рама, каркас, оснащенный теплоизоляционными, защитными материалами. Основной элемент конструкции, как было сказано ранее, система водонагревательных труб – теплообменник, через которых происходит циркуляция котловой воды. Снаружи котлы обшиваются листовым железом.

Сама конструкция прибора и принцип действия говорят о том, что эти агрегаты имеют достаточно крупные размеры. В моделях разных типов имеются топочные камеры, рассчитанные на различные способы загрузки-подачи топлива.

Готовый водогрейный твердотопливный котел заводской сборки – это единый блок, в котором можно все элементы конструкции условно разделить на две части: экранную и конвективную поверхность. Поверхности изготавливаются из цельнокатаных стальных труб диаметром 76 мм. Между трубами предусмотрена установка плавников. Данная особенность конструкции теплообменника позволяет свести к минимуму тепловые потери, снизить утечку горячих газов через корпус агрегата. Все элементы соединяются в единую конструкцию при помощи сварочного соединения, способного выдерживать давление до 10 атм.

*

Загрузка угля или дров осуществляется через топочный блок, который оснащен обычными или поворотными колосниками (для котлов с ручной подачей топлива). Под топочной частью во время установки котла в опорную раму, в самой нижней части оборудуют воздуховод, через который в камеру сгорания будут нагнетаться воздушные массы.

Особенно интересно выглядит чистка отопительного оборудования. В агрегатах с ручной подачей удаление золы и сажи осуществляется через специальный люк. В приборах механической подачей все аналогичные процессы осуществляются специальными механизмами – транспортерами.

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.

Потребление электроэнергии

Котлы бывают двух видов по способу питания.

• Энергонезависимые. Это устройства, в которых нет потребности в циркуляционном насосе, так как процесс происходит естественным путем. К энергонезависимым относятся классические агрегаты и некоторые приборы длительного горения.
• Энергозависимые. Модели, содержащие в своей конструкции вентилятор. Он направляет потоки воздуха в камеру. Также приборы с автоматизацией работают от электричества.

Энергонезависимые котлы лучше ставить в домах, где нет стабильного электропитания. Они могут выступать в качестве основного и дополнительного источника тепла.