Варианты автоматической подачи топлива
Загрузку горючих материалов в камеру осуществляют с помощью 2 основных механизмов: шнекового и пневматического. Рукава подачи работают от электросети. Все котлы на твердом топливе энергозависимы.
Пневмотранспортер
ТКДГ с компрессором практичны. Длина гибкого рукава может превышать 10 м при достаточной мощности двигателя, что позволяет обустроить бункер в ангаре на улице. Пневмотранспортер работает по принципу насоса. После включения установки в воздушной трубе создается давление, и топливо пересыпается в камеру сгорания. Операцию требуется выполнять 1 раз в сутки (неделю) по мере расхода горючего.
Преимущества – ассортимент, цена, легкость монтажа.
С помощью шнеков
В ТКДГ с цилиндрическими винтами загрузка топлива ведется непрерывно (по заложенной программе). Шнек располагается на днище бункера, что позволяет постепенно переработать весь запас сырья в резервуаре. После включения установки винт, лопасти которого наполнены горючим, начинает крутиться, перемещая массу в топку.
С помощью шнеков загрузка топлива ведется непрерывно.
Основными недостатками шнековых котлов являются постоянная нагрузка на электросеть и шум при работе. Преимущества – прочность, возможность монтажа в технически совмещенных подсобках для конвейерной загрузки.
Обвязка котла водяным отопительным контуром
Энергоэффективность и безопасность работы котельной — задачи, решаемые при выборе правильной схемы подключения агрегата к трубопроводу. При этом расположение технологического оборудования (насосов, клапанов, воздухоотводчиков, измерительных приборов) влияет на точность контроля параметров и корректность срабатывания устройств защиты.
Система гравитационного типа
В зависимости от исполнения контуры бывают открытыми и закрытыми. Первый вариант предполагает монтаж расширителя на чердаке, второй — расположенного на уровне котла мембранного бака с обязательным оснащением системы группой безопасности.
Система гравитационного типа функционирует благодаря циркуляции воды.
С естественной циркуляцией
Напорное оборудование не предусмотрено. Движение теплоносителя обеспечивается за счет расположения котла на нижнем уровне здания. Минимальный угол уклона, соблюдаемый при прокладке трубопроводов, — 0,5°. Скорость перемещения воды в системе — 0,1‑0,25 м/с.
С принудительной
Жидкость циркулирует в контуре под действием насоса, расположенного на линии «обратки». Его выбирают по давлению и объему перекачиваемого теплоносителя исходя из обогреваемой площади и конфигурации контура. Возможно использование открытой или закрытой схемы.
Газовый или твердотопливный котел: отличия
Чтобы принять верное решение и приобрести необходимое оборудование, стоит сравнить характеристики этих конструкций.
- Мощность. Котлы на газе не нужно постоянно «подкармливать» вручную; они могут обогреть сразу несколько домов. Твердотопливные модели, даже самые современные, нужно периодически загружать сырьем.
- Топливо. У твердотопливных агрегатов есть разные альтернативы (дерево, уголь, пеллеты), газовым нужна подача только одного вещества.
- Обслуживание. Твердотопливное оборудование необходимо чистить от золы, часто проверять. Газовое в подобной очистке не нуждается, профилактическую проверку проходит раз в год.
- Безопасность. Возгорания могут произойти при эксплуатации любого вида оборудования. Для твердотопливных котлов требуется отдельное помещение, что понижает риск отравления угарным газом в случае его утечки.
- Монтаж. Газовые котлы устанавливаются только специалистами, твердотопливные разрешается монтировать самостоятельно.
- Стоимость: цены на эти виды оборудования не сильно различаются, большее значение имеют технические данные.
Критерии выбора твердотопливного котла
Перед тем как выбрать угольный котел, важно учесть большое количество критериев. Среди наиболее существенных можно выделить:
- Размер объекта, который нужно отопить. Критический фактор для выбора котла отопления, так как от него зависит мощность оборудования и тип используемого топлива;
- Высота потолков в комнатах;
- Уровень теплопотерь здания. Тут все зависит от многих факторов: окна, стены, утепление и тд;
- Расчетные показатели температур в вашем регионе. За основу принимаются зимние температурные значения – именно они являются основой для того, чтобы обеспечить максимально оптимальные условия обогрева.
Монтаж отопления в частном доме с котлом на дровах
Дровяные котлы с водяным контуром для отопления частного дома, подключаются к уже существующей системе обогрева с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя. Во время проведения монтажных работ, выполняют требования ППБ и СНиП.
Еще одним важным вопросом, учитываемым во время подключения, является необходимость в размещении вместительного топливного хранилища. Котел, за сезон сжигает 10-15 кубометров дров. Хранилище должно быть сухим, доступным, вместительным и безопасным.
Где можно устанавливать дровяной котел
Водогрейный котел на дровах для отопления частного дома, устанавливается в любом месте, при условии, что оно соответствует техническим и противопожарным требованиям. Общими рекомендациями, относительно выбора помещения под котельную, являются:
- Под нужды котельной в частном доме на дровах, используют любое техническое помещение, соответствующее следующим требованиям: высота потолков не менее 2,2 м, площадь 8-12 м². Присутствует приточная и вытяжная вентиляция и освещение.
- Установить дровяной котел в подвале можно при условии, что помещение будет сухим и отапливаемым. Соблюдение данных условий продлит время эксплуатации стальных теплогенераторов.
- Дровяной котел для отопления частного дома с водяным отоплением, устанавливают на прочное основание. В случае подключения чугунного агрегата, потребуется сделать бетонный фундамент.
- Чтобы предотвратить случайное возгорание при закладке дров, деревянное основание, по направлению открытия топочной дверки, застилают металлическим или асбестоцементным листом.
- Хранилище под дрова размещают в смежном помещении.
- Котел устанавливают в удобном для облуживания месте. Ко всем узлам: системе водоподготовки и фильтрации, оставляют свободный доступ.
- Современное отопление частного дома дровяным котлом, зачастую требуют подключения к электросети. Обязательно устанавливают стабилизатор напряжения и источник бесперебойного питания. Автоматику подключают напрямую от щитовой, через автоматы и УЗО.
- Монтаж дымохода проводят с соблюдением пожарных требований при установке. Все греющиеся элементы, при прохождении плит перекрытия и кровельной разделки, изолируют. На оголовок трубы устанавливаю искрогаситель. Варианты дымоходов обсуждаются здесь .
Главным требованием к эксплуатации дровяного котла, является соблюдение ППБ. Современные модели снабжены многоуровневой системой безопасности, предотвращающей задымление помещения и закипание теплоносителя.
Схемы отопления частного дома с котлом на дровах
Устройство отопления в частном доме с использованием дровяного котла, выполняется разными способами. Выбор схемы разводки, во многом зависит от конструкции котла и параметров помещения. Все варианты можно разделить на несколько классов, по следующим особенностям:
Движение теплоносителя – принудительные системы отопления используют в своей работе циркуляционные насосы, создающие давление в водяном контуре. Минусом решения является энергозависимость.Системы с естественной циркуляцией, используют способность жидкости расширяться при нагревании. Теплоноситель двигается по контуру самотеком. Минусом решения являются высокие требования, относительно соблюдения уклонов и углов. Правильно провести отопление к батареям сможет профессиональный монтажник.
Одно и двух трубная схема. Однотрубная система предусматривает последовательное подключение каждой батареи. Водяной контур запитывает каждый радиатор, после чего, теплоноситель возвращается обратно к котлу. Недостатком является ухудшение теплоотдачи, по мере отдаленности от котла.Двухтрубная система не имеет данного недостатка. К каждому радиатору подсоединяется подающий и обратный трубопровод. Данная схема обеспечивает равномерную подачу тепла к каждой точке отопления.
Жидкостная система отопления, подключенная к дровяному котлу, требует грамотного планирования и выполнения работ со строгим соблюдением всех существующих строительных норм. Особенно тщательно планируется схема разводки отопления в двухэтажном доме. Обязательна установка группы безопасности.
При установке циркуляционных насосов. дополнительно подключают стабилизатор напряжения и источник бесперебойного питания.
Современные дровяные котлы, отличаются экономичностью, безопасностью и удобством управления, и с успехом используются в качестве альтернативы газового оборудования.
Расчет мощности и температуры тёплого водяного пола
Правила выбора
Выбор твердотопливного котла проводят с учетом нескольких важных параметров: доступное топливо, режим работы, мощность котла и схема теплоснабжения.
Также учитывают вид нагрузки, потребуется ли только отопительная нагрузка или дополнительно нужна будет подготовка горячей воды. Кроме того определяются с возможностью работы агрегата без электроэнергии и учитывают существующие системы отвода дымовых газов и движение теплоносителя по внутридомовому контуру отопления.
Топливо
Даже самые простые твердотопливные котлы способны работать на различных видах твердого топлива от угля до пеллет. Наиболее современные котлы предусматривают возможность работы агрегата на жидком и газообразном топливе, путем установки в дверцу топочной камеры специальной горелки. Это дает возможность собственнику использовать доступное топливо в районе проживания.
Российские производители, применяют практику установки электрических нагревателей в твердотопливных котлах, для поддержания режима отопления при отсутствии основного топлива.
Материал теплообменника
Все котлы выпускаются с двумя видами теплообменных аппаратов, выполненных из чугуна и стали. Первые наиболее дорогостоящие и тяжеловесные, со сроком службы, как минимум в два раза больше стальных — 20 лет.
Они прекрасно работают в средах с высокими температурами и обеспечивают хорошую теплопередачу тепла от дымовых газов к греющему теплоносителю. Чугунные теплообменники выполняются из разборных секций, поэтому их легко заменить во время ремонта.
Теплообменники из стали практически всегда выполняются в моноконструкции с котлом, они не разборные. Несмотря, на то, что стальной металл более пластичен и не боится гидроударов, он сильно подвержен коррозии, особенно в зоне сварных швов.
Такие устройства не долговечны, работают не более 10 лет, а при выходе из строя — требуется заменить отопительный агрегат полностью.
https://youtube.com/watch?v=PYZcgcljTIU
Энергопотребление
Котлоагрегаты, работающие на твердом топливе подразделяются на 2 группы:
Энергозависимые, которые работают только с наличием напряжения в электросети. Обычно это системы с принудительной подачей воздуха и циркуляцией греющего теплоносителя по отопительному контуру с применением электрического циркуляционного насоса.
Энергонезависимые агрегаты не требуют подачи электричества, они работают с естественной системой вывода дымовых газов в атмосферу и естественной циркуляцией теплоносителя.
Конечно же, первый вариант наиболее предпочтительный и используется во всех современных котлах с высоким КПД и уровнем автоматизации тепловых процессов.
Определение с параметрами проекта
Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.
Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:
- высокая интенсивность горения;
- сложность оперативной регулировки и контроля этого процесса;
- неполное использование тепла, которое удаляется вместе с дымом через систему вентиляции.
Для поддержания работы обычного котла лучше иметь рядом достаточный запас дров
Разные конструкции
Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.
Схема типичного котла этого класса
Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:
- В начальном положении прижимное устройство (10) находится в верхнем положении.
- Через дверцу (6) в топку загружают крупную партию дров.
- После поджигания происходит регулируемый механическим приводом (16) процесс горения.
- Свежий воздух подается нагнетателем через телескопическую полую внутри штангу. Он распределяется равномерно через прижимной диск (10).
- Подача кислорода сверху обеспечивает постепенное сгорание топлива, слоями.
- Золу после завершения цикла удаляют через нижнюю дверцу (13).
- Для поднятия диска (10) в верхнее положение используют лебедку (2) с электроприводом.
Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.
В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.
Пиролизный котел
Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.
Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.
Пеллетный котел
В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.
Теплообменник для подогрева воды
Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.
Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками
Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.
Принципиальная схема котла
Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:
Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками
При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.
Конструкторскую документацию можно создать без соблюдения стандартов
Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.
При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор
Лучшие твердотопливные котлы с автоматической подачей горючего
Рассматривая к покупке твердотопливный котел для отопления частного дома, какой лучше выбрать?
Ассортимент котлов и бункеров позволяет оборудовать котельные под запросы.
Metal-Fach SMART Auto ECO 20
КПД – 90%. Дистанционное управление с автоматической группой безопасности. Топится сортированным углем и дровами. Резерв хранилища – 5 дней. Мощность составляет 6-20 кВт.
Galmet Duo 17
КПД – 86%. Дистанционное управление с защитой от перегрева, ручной программатор. Топится углем, брикетами и дровами. Резерв хранилища – 12 дней. Мощность – 3-17 кВт.
Galmet Duo 17 имеет КПД 86%.
Zota Pellet 100A
КПД – 90%. Дистанционное и ручное управление. Опции – автоматические розжиг, удаление золы, очистка теплообменника. Топится пеллетами, дровами. Резерв бункера – 10 дней. Мощность – 5-100 кВт. Агрегат подключают к комнатному термостату.
Zota Optima 20
КПД – 85%. GSM-управление. Опции – погодозависимая автоматика. Топится любым горючим в ручном режиме. Резерв одной загрузки – 1-2 дня. Мощность – 5-20 кВт. Предусмотрено подключение ТЭН.
ACV Tkan 100
КПД – 85%. Система датчиков, ручное управление. Опции – автоматические розжиг, удаление золы, очистка теплообменника, контроль перегрева. Топится любым горючим. Резерв бункера – до 7 дней. Мощность – 5-100 кВт.
ACV Tkan 100 – модель с автоматическим розжигом.
Wattek Pyrotek 36
КПД – 90%, мощность – 5-36 кВт (пиролизный). Система датчиков, автоматическое управление. Топится дровами, брикетами. Резерв хранилища – 1-3 дня. Предусмотрено подключение бойлера, теплоаккумулятора.
Pereko KSP Duo 18
КПД – 95%. Система датчиков, электронное управление с группой безопасности. Топится экогорошком, пеллетами, штыбом, бурым углем. Есть камера для сжигания древесины. Резерв хранилища – до 2 дней. Мощность – 5-18 кВт. Предусмотрено подключение только отопительного оборудования.
Heiztechnik Q Eko Lux 15
КПД – 88%. Система датчиков. Опции – удаленное управление, автоочистка горелки. Топится углем, пеллетами. Резерв одной загрузки – 2-4 дня. Мощность – 5-15 кВт. Предусмотрено подключение дополнительного оборудования.
Принцип действия
Основные этапы
1. Котёл начинает работать с момента розжига, когда температура за пять – десять минут резко повышается до 600°. Одновременно, согласно настройкам, нагревается теплообменник до 40°-70°.
2. По мере сгорания температура в топке увеличивается до 1000°-1300°, а нагрев теплоносителя – воды, достигает рабочего значения не больше 95°, которое поддерживается за счёт регулирования задвижкой подачи воздуха в топочную камеру.
3. После полного выгорания с образованием тлеющих углей температура медленно снижается.
Преимущества
- Длительная автономность с возможностью применения в качестве резервного теплового источника при отключении электроэнергии или газоснабжения.
- Высокое значение коэффициента полезного действия (КПД), достигающего 85%.
- Режим длительного горения при использовании образовавшегося топочного газа, поддерживающего процесс.
- Дешёвое топливо, но с расходами на транспортировку, погрузку-выгрузку, хранение.
- Надёжность и долгий срок службы.
- Универсальность.
- Простота конструкции.
- Более низкая цена в сравнении с другими типами котлов (электрическими или газовыми) при одинаковых показателях мощности.
Недостатки
- Необходимость выделенного помещения для агрегата, а также хранения запасов.
- Обязательная установка дымовой трубы.
- Трудоёмкость эксплуатации для загрузки и очистки от золы и сажи.
Виды твердотопливных котлов
По материалу теплообменника котлы на твердом топливе бывают:
- стальные;
- чугунные.
Чугунные более долговечные, но они очень тяжелые и очень неудобны в обслуживании.
Технологически не возможен выпуск многоканальных чугунных теплообменников, так как чугунные детали могут изготовляться только методом литья. Так же невозможно приварить отдельный элемент теплообменника к чугунной секции. Чугунные теплообменники имеют меньшую площадь теплообмена, а значит и меньший КПД.
Стальной котел на твердом топливе имеет меньший запас прочности. Это обусловлено тепловым расширением стали.
В процессе многолетней работы такого котла такой процесс разрушает структуру теплообменника. Но, как правило, качественные стальные котлы на твердом топливе могут работать не менее 15 лет.
Далее котлы отопления делятся по типу загрузки топлива:
- с ручной загрузкой топлива;
- с автоматической подачей.
Котел с автоматической подачей топлива работает на специальных гранулах, особенностью которых является низкий процент золы, влаги и их сыпучесть.
Последняя особенность позволяет им легко попадать с бункера в горелку котла отопления с помощью специального винтового привода. Полного бункера хватает на 3 – 5 дней беспрерывной работы.
Существуют системы для накапливания гранул в отдельных специально оборудованных больших помещениях.
Туда наполняется топливо в таком количестве, чтобы хватило на целый отопительный сезон. С этого склада организуется подача с помощью шнекового или пневматического привода прямо в котел отопления.
Такое оборудование также имеет функцию автоматической чистки теплообменника и управления всеми процессами с помощью мобильного телефона. Это дает возможность работать системе отопления целый сезон без человеческого вмешательства.
В основном люди могут позволить себе купить твердотопливный котел небольших габаритов с маленькой камерой для загрузки топлива. Они горят на одной загрузке не более 6 часов. Это и есть их недостаток.
Так как мы не можем отлучится с котельной на очень продолжительное время. Их плюс – это сравнительно небольшая цена и маленькие габаритные размеры.
Есть еще один вид котлов на дровах и угле – это котлы – плиты.
Они подходят не только для отопления помещений, но и для готовки пищи. Принцип их работы такой же как и в простых котлах. Они имеют водяной объем, который передает тепло в систему отопления.
Но их особенность, это наличие варочной поверхности на которой и осуществляется готовка пищи. Как правило они могут гореть не боле 4 – 6 часов и имеют небольшую стоимость и небольшие габариты.
Кроме это отметим 4 основные конструкции котлов для дома:
Пеллетные твердотопливные котлы.
Зачастую имеют конструкцию котлов длительного горения, но в нижней дверце расположена специальная пеллетная горелка, на которую, в автоматическом режиме, подаются пеллеты из бункера.
Запаса такого бункера хватает на 2-5 дней. Иногда комплектуются аварийной чугунной решеткой, на которой можно сжигать обычное твердое топливо — дрова или уголь.
Также котлы могут быть одноконтурными и двухконтурные.
Одноконтурный котел – это устройство, которое предназначено лишь для отопления помещения. То есть, для подогрева воды в данном случае вам необходимо будет предусмотреть что-нибудь другое. Конструкция такого устройства состоит из теплоносителя и спирали. Теплоносителем может выступать вода или специальный антифриз.
Твердотопливные двухконтурные котлы отопления в свою очередь имеют две функции, применяясь для отапливания помещения и нагрева воды. Такие устройства имеют в своем составе две спирали. Нагреваясь в котле, вода проходит по трубам по всему помещению, возвращается в котел и оттуда попадает в водопровод.
Вывод
Для определения оптимального топлива для автономного отопления необходимо знать стоимость полученной энергии. За условную единицу можно взять цену за 1 кВт/час. Проведя несложный анализ, будет понятно, что наиболее экономичным вариантом является использование магистрального газа для отопления частного дома. Если вы конечно живете в России. Поэтому лучшим котлом в плане расходов в частном доме можно назвать газовый котел. Если таковая возможность отсутствует, то в качестве альтернативы можно выбрать дровяной котел или паллетный бункерный.
Использование электрического котла будет намного затратнее, а конкретно в 7 раз дороже, нежели газовый котел.
Тут следует учитывать еще один очень важный параметр для выбора отопительной системы. А именно — удобство эксплуатации. По этому признаку несомненным лидером является электрический котел. Электрокотел не нуждается в обслуживании, работает автономно. А также нет необходимости выводить из помещения отходы сгорания, так как они отсутствуют вовсе.
На почетном втором месте по удобству эксплуатации стоит газовый котел с электронным розжигом. Зажигается котел автоматически при условии наличия электричества. Проблемы с ним будут отсутствовать, если установить источник бесперебойного питания. Единственным минусом является необходимость отвода продуктов сгорания. Из этого следует еще одно неудобство — монтаж газового котла возможен только на несущую стену или же рядом с ней.
Из всего перечисленного напрашивается вывод, что если у вас есть возможность подключить газ на участке, искать альтернатив нет смысла. Газовые котлы являются лидерами в соотношение цена/удобство эксплуатации. И они правда в этом плане лучшие.
Если подключить газ возможности нет — обратите внимание на пеллетные котлы. Они являются очень экономными при достаточной автономностью работы
Следует отметить, что существуют различные способы и схемы подключения котлов, которые позволяют в разы повысить их энергоэффективность. Одним из таких способов, является использование теплоаккумулятора. Схема построена таким образом, что котел работает какое-то время на максимальной мощности и тем самым нагревает воду в тепловом аккумуляторе, в дальнейшем обогрев дома осуществляется за счет теплоотдачи этого аккумулятора. Это позволяет реже подтапливать твердотопливные котлы. А в случае с электрокотлом , используя теплоаккумулятор можно значительно сэкономить включая котел лишь в ночное время, когда тариф на электроэнергию уменьшается.
Для правильного выбора мощности котла вы можете воспользоваться “дедовским методом” расчета (100 Вт на 1 кв. метр), но следует учитывать, что такой принцип подойдет только для помещений с высотой потолка не более 2,7 метра.
Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!
