Дровяные котлы длительного горения для отопления дома критерии выбора

Несмотря на почти полную газификацию, древнейший способ производства тепла путем сжигания древесины остается весьма востребованным.

Работающие на этом виде топлива теплогенераторы постоянно совершенствуются, становясь более удобными в эксплуатации и эффективными.

В частности, инженерам удалось значительно увеличить время работы на одной топливной закладке, вследствие чего на свет появились отопительные дровяные котлы длительного горения для отопления дома.

Особенности дровяных котлов

Агрегаты данного типа, хотя и кажутся архаичными, обладают несколькими важнейшими преимуществами:

1. Они имеют предельно простую конструкцию, в которой почти нечему ломаться.
2. В ряде регионов дровяное топливо является не просто доступным, а буквально дармовым.
3. Не будучи «привязанным» к какой-либо централизованной системе энергоснабжения, дровяной котел является абсолютно независимым. Следовательно, пользователь, располагающий достаточным запасом топлива, застрахован от любых неприятных сюрпризов.

Но для этих котлов характерны и некоторые нежелательные особенности:

1. Тепловая инерционность установки довольно велика — даже если полностью перекрыть доступ воздуха, ее мощность упадет далеко не сразу. Из-за этого весьма вероятным становится закипание теплоносителя, поэтому в обвязке котла обязательно должен присутствовать предохранительный клапан.
2. Дымовые газы содержат оксиды многих элементов, образующие при соединении с водой кислоты, в частности, серную. Поэтому конденсат, образующийся при остывании продуктов горения, получается особенно едким. Исходя из этого, устанавливают ограничения на температуру теплоносителя, поступающего из «обратки» в теплообменник — она не должна опускаться ниже 55-ти градусов. На случай, если подобное все-таки произойдет, в обвязке котла устраивают узел подмеса, который автоматически перенаправляет часть горячего теплоносителя из линии подачи в чересчур остывшую обратку.
3. Котел периодически приходится чистить от золы, а дымоход — от сажи.

Ну и, пожалуй, самый ощутимый недостаток — дрова приходится подкладывать вручную и довольно часто (каждые 4 – 6 часов). Корпус дровяного котла не обладает такой теплоемкостью, чтобы его, как русскую печь, можно было топить лишь раз в сутки. Поэтому инженерам пришлось поломать голову над тем, как заставить агрегат подольше работать на одной порции топлива. То что получилось, назвали котлами длительного горения.

Котел на дровах используется в качестве резервного источника тепла или при отсутствии централизованного отопления. Дровяной котел длительного горения с водяным контуром может отопить большое помещение.

Принцип работы одноконтурного котла длительного горения описан тут.

Требования к установке газовых котлов предъявляются очень жесткие, поэтому установка газового котла в частном доме многих пугает. Здесь https://4air.ru/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/ustanovka-gazovogo-kotla-v-chastnom-dome-trebovaniya.html вы найдете основные технические условия для монтажа системы.

Принцип работы котлов длительного горения

Эта задача имеет несколько решений:

Уложить топливо в виде колонны и поджечь его сверху

Как известно, в направлении сверху вниз оно горит гораздо дольше, чем снизу вверх.

Работающие на этом принципе теплогенераторы называют котлами верхнего горения.

Чтобы не дать пламени возможность распространиться по топливной массе быстрее положенного, воздух по телескопическому воздуховоду подается строго в зону горения.

Похожим образом работают котлы с удлиненной топкой, только в них топливо поджигается не сверху, а сбоку. Встречаются они редко, так как занимают много места.

Превратить древесину в газообразное топливо и затем постепенно его сжигать

В условиях нагрева до высоких температур и ограниченного доступа кислорода длинные цепочки органических молекул в древесине распадаются на короткие, образующие смесь горючих газов — т.н. древесный газ. Через форсунку он поступает во 2-ю камеру (камера дожигания), куда нагнетается воздух и где происходит воспламенение этого газа.

Процесс образования горючего газа из древесины называется пиролизом, а котлы, в которых используется данный принцип, соответственно — пиролизными.

Пиролизный котел

Оборудовать котел автоматической системой розжига

Берем самый обычный дровяной теплогенератор и оснащаем его воздуховодом с легонькой заслонкой и вентилятором, управляемым автоматикой. Во время горения топлива воздух в топку нагнетается вентилятором, а когда теплоноситель достаточно разогрет, подача воздуха прекращается.

При этом заслонка под собственным весом опускается, перекрывая воздуховод, и пламя в топке гаснет. Когда теплоноситель остынет, автоматика снова запустит вентилятор и тот раздует огонь в топке.

Сильно ограничить подачу воздуха в топку, так чтобы дрова не горели, а медленно тлели

Такой режим имеет множество недостатков:

• топливо сгорает не полностью, поэтому котел имеет очень низкий КПД,
• образуется огромное количество сажи — из трубы постоянно валит черный дым,
• из-за неполного сгорания топлива в трубе образуется очень едкий и ядовитый конденсат, причем в очень больших количествах (обусловлено низкой температурой выхлопа).

Тем не менее, работающие по такому принципу котлы и печи (знаменитые Bullerjan, Breneran, «Профессор Бутаков» и др.) широко используются, так как идеально подходят для полевых условий: в отличие от всех вышеописанных видов «долгоиграющих» котлов, они не требуют электропитания.

Функциональные характеристики

Современные дровяные котлы могут не только обеспечивать работу системы отопления, но и греть воду для хозбытовых нужд. В зависимости от того, как данная функция реализована, различают два вида котлов:

1. Двухконтурные: под вторым контуром подразумевается дополнительный теплообменник для приготовления горячей воды. Когда этот контур активируется (пользователь открыл кран для горячей воды), система автоматики направляет теплоноситель не в систему отопления, а на обогрев этого самого второго контура. Таким образом, 2-контурный котел работает как проточный водонагреватель, но при этом тепло в отопительную систему не поступает.
2. Одноконтурные с возможностью подсоединения бойлера косвенного нагрева.

Такой бойлер представляет собой накопительную емкость с помещенным в нее змеевиком, по которому проходит теплоноситель перед поступлением в систему отопления.

Двухконтурный котел

Для бытового использования этот вариант является более удобным, если только имеется свободное место для размещения бойлера.

Как выбрать котел длительного горения?

Для корректного выбора котла необходимо, в первую очередь, знать его номинальную мощность. Она будет равна теплопотерям, характерным для отапливаемой постройки в самый холодный период года. Величина утечки тепла определяется теплотехническим расчетом, который учитывает:

• материал ограждающих конструкций,
• разность внутренней и наружной температур,
• площадь оконных проемов,
• ориентацию постройки относительно сторон света.

Расчет теплопотерь можно заказать инженеру-теплотехнику, а можно выполнить самостоятельно — методика изложена в СНиП по отоплению.

Часто рекомендуемый расчет мощности котла по схеме «1 кВт на каждые 10 кв. м отапливаемой площади» является, во-первых, очень и очень приблизительным, а во-вторых, актуален только для средней полосы России.

КПД твердотопливного котла будет максимальным лишь в случае эксплуатации агрегата. Поэтому целесообразно с целью экономии топлива приобретать два дровяных котла: один в расчете на среднюю температуру, второй — маломощный. Маленький котел поможет основному в сильный мороз и заменит его в межсезонье. Таким образом, оба котла будут работать почти все время на номинальном режиме.

Котел долгого горения

Главной деталью твердотопливного котла является теплообменник. Самыми надежными и долговечными являются теплообменники из чугуна — они хорошо противостоят коррозии и служат примерно 20 – 25 лет. Стальные теплообменники стоят дешевле, но они не так прочны (имеются слабые места в виде сварных швов) и быстро разрушаются коррозией. Прослужить они могут до 10 – 15 лет.

Покупая котел с теплообменником из чугуна, помните, что этот сплав из-за своей хрупкости боится ударного воздействия.

Имеет смысл немного больше заплатить и приобрести агрегат с теплообменником из серого чугуна. Он более пластичный, а потому менее склонен растрескиваться при ударах или резких перепадах температуры.

Дровяные котлы длительного горения своими руками

Среди всех перечисленных видов котлов длительного горения в домашних условиях можно изготовить только отопитель с автоматической системой розжига.

При объеме топки 112 л (полезный — 83 л) он будет иметь мощность в 22 – 24 кВт.

Основной объем теплообменника помещается над топкой, но часть его охватывает камеру сгорания с трех сторон в виде двадцатимиллиметровой водяной рубашки. Весь объем теплообменника составляет 50 л.

Воздуховод устанавливается таким образом, чтобы воздух забирался с тыльной стороны котла и подавался в зольную камеру. Отсюда сквозь колосниковую решетку он будет поступать в топку. Автоматику с вентилятором, разумеется, следует использовать покупную. Хорошо зарекомендовал себя комплект польского производителя KG Elektronik. Контроллер можно расположить прямо на котле, а температурный датчик (он имеется в комплекте) — между теплоизоляцией и стенкой теплообменника.

Вентилятор устанавливается в воздуховод, здесь же монтируется гравитационная заслонка. Она, как было сказано, имеет малый вес, поэтому легко открывается потоком втягиваемого вентилятором воздуха. Когда же нагнетатель выключится, заслонка закроется под собственным весом

Остроумный вариант самодельного отопителя с верхним горением предложил народный умелец Афанасий Бубякин.

Основная сложность в случае с данным агрегатом состоит в подаче воздуха строго в зону горения — для этого котлы заводского изготовления оснащаются телескопическими воздуховодами, которые нельзя изготовить в домашних условиях.

Мастер предложил уложить на топливную загрузку тяжелый стальной диск с отверстием посредине, к которому приварена вертикальная труба.

По мере прогорания топлива диск опускается, так что засасываемый по трубе воздух постоянно поступает в верхний слой топливной закладки. Свое детище автор назвал «печью Бубафоня».

Однако, эксплуатация данного изобретения в качестве котла затруднительна, поскольку отбор тепла жидкостным теплоносителем приводит к падению температуры в камере сгорания и существенному ухудшению характеристик.

При создании отопительной системы важно знать, как выбрать котел для отопления частного дома. Плюсы и минусы разных котлов рассмотрим подробно.

Характеристики и цены настенных газовых котлов приведены по ссылке.