Колонки водогрейные

Особенности конструкции и принцип действия

Дровяные котлы могут быть использованы для отопления дома, для подогрева холодной воды, а также одновременно, как для отопления, так и для получения горячей воды. Так как отопительный котел, использующий в качестве топлива дрова, подвергается воздействию открытого огня и порождающего коррозию конденсата, для изготовления его топки и водяной рубашки необходимо использовать специальные сорта стали или чугун.

Устройство и принцип работы водогрейного котла на твердом топливе

Отопление на дровах в частном доме можно создать с использованием следующих разновидностей отопительного оборудования:

• пиролизные устройства обогрева;
• котлы длительного горения;

Пиролизное устройство обогрева на дровах состоит из двух камер сгорания. В одной из них осуществляется первичное сжигание дров, при котором выделяются дымовые газы. Во второй камере эти дымовые газы полностью сгорают, выделяя дополнительное тепло. Подобная технология генерации тепла позволяет существенно уменьшить расход топливных материалов.

Выбор в пользу твердотопливных котлов – не случаен

Водогрейный котел длительного горения обладает высоким КПД. Он способен обеспечить равномерный разогрев теплоносителя и небольшой расход топлива при высоких показателях теплоотдачи. Сколько времени будет гореть одна закладка дров? Как правило, одной закладки дров достаточно для работы водогрейного котла на протяжении 24-48 часов.

Водогрейное отопительное оборудование на дровах является закрытым сосудом. Загруженная в топку древесина сгорает и выделяет тепловую энергию, которая подогревает находящийся в водогрейном контуре теплоноситель. Далее, вода из теплообменника поступает под давлением в систему отопления дома, обогревая все его помещения.

Использование электрических котлов

Схема установки электрического котла в систему отопления.

Для того чтобы обогреть все жилье с помощью электричества, устанавливается котел, который нагревает воду до определенной температуры, а дальше она циркулирует по системе отопления посредством теплоносителя. Многие считают, что установка и применение таких котлов является неэкономным вариантом для частного особняка.

В этом случае газ, по сравнению с электроэнергией, намного практичнее, но это если имеется доступность к газовой магистрали. Хотя установка газового оборудования и сервисное обслуживание газовых котлов окупаются очень долгое время.

Основные преимущества использования электрических котлов:

• удобства при эксплуатации оборудования;
• быстрый обогрев дома;
• регулировка температуры;
• установка оборудования в любое время года.

Принцип работы электрического котла практически не отличается от системы газового отопления. Разница заключается в том, что нагревание воды происходит посредством ТЭНов, а не газа. При этом тепло по всему жилому помещению происходит аналогично, как и при газовом отоплении, то есть в трубопроводе с помощью теплоносителя.

Как выбрать котел на дровах для частного дома

При выборе отопительного котла для частного дома, учитывают несколько моментов, касающихся конструкционных особенностей и производительности:

• Отапливаемая площадь – приблизительные расчеты производительности проводят по формуле 1 кВт = 10 м². При подключении второго контура для ГВС, добавляют к полученному результату еще 15-20%.
• Виды отопительных котлов – как уже отмечалось, существуют классические агрегаты, а также те, которые используют принцип пиролизного горения. Вторые считаются самыми экономичными котлами на дровах индивидуального отопления частных загородных домовладений. Первые стоят в 3-4 раза дешевле.
• Тип теплообменника – бывает двух видов. Отличается по типу используемых материалов и конструкции. Котлы из стали, стоят дешевле, но служат в среднем на 10-15 лет меньше. Агрегаты не боятся ударов и механических повреждений, простые в ремонте и обслуживании.Чугунные котлы, в среднем служат около 35 лет, имеют лучшие теплотехнические характеристики. Боятся механических повреждений. Для ремонта потребуется замена целой секции. Еще одним недостатком чугуна является большой вес котла. Пиролизный агрегат, имеющий две топочных камеры, легко достигает массы в 5 центнеров.
• Особенности конструкции топочной камеры – производители выпускают котлы с боковой загрузкой дров. Конструкция используется в большинстве агрегатов, как классического, так и пиролизного типа.Отдельного внимания заслуживают котлы с верхней загрузкой. Такая конструкция используется в газогенераторных агрегатах. Главным достоинством решения является возможность предварительного просушивания дров, что увеличивает эффективность обогрева.
• Наличие дополнительных функций – автоматика, наличие резервного источника питания, встроенного бойлера накопителя, системы удаленного контроля – все это увеличивает комфорт эксплуатации и предоставляется в дополнительной комплектации.

Помимо технических параметров, потребуется определиться с маркой дровяного котла и подобрать теплогенератор, подходящей ценовой категории.

Котел какого производства выбрать

Если позволяют средства, лучше поставить дровяной котел немецкого или чешского производства. Несколько хуже по производственным характеристикам, польские и отечественные агрегаты. Среди зарубежных и отечественных компаний производителей, лидерами являются:

• Немецкие котлы на дровах – представлены компаниями Buderus. Viessmann. Lopper. Все оборудование имеет высокую степень безопасности и надежности, и длительный срок эксплуатации. Недостатком моделей является прихотливость к качеству и сорту дров, высокая стоимость.
• Котлы на дровах чешского производства – внимания заслуживает продукция компаний ОРОР. Viadrus. и ATMOS. По своему качеству и автоматизации, модели ничуть не уступают немецким аналогам, но имеют стоимость в среднем на 10% меньше.
• Котлы российского производства – ТТ агрегаты выпускает практически каждый производитель отопительного оборудования. Котлы адаптированы к отечественным условиям, неприхотливы к качеству топлива и используемому теплоносителю.Наибольшей популярностью пользуется продукция следующих заводов: ZOTA. Теплодар.
• Польские дровяные котлы – на отечественном рынке предлагаются несколько десятков модификаций. Спросом пользуются модели: Defro, SAS, DREWMET, ORLAN. В ассортименте представлены как обычные дровяные теплогенераторы, так и котлы пиролизного горения.

Большинство производителей, помимо классических котлов отопления, работающих исключительно на дровах, предлагают универсальные или многотопливные теплогенераторы.

Стоимость дровяных котлов для загородных домов

На стоимость агрегата влияет несколько факторов:

• Тип теплообменника – чугунный котел будет стоить в 1,5-2 раза дороже, чем стальной аналог.
• Производитель.
• Принцип работы – стоимость дровяного газогенераторного котла отечественного производителя, обойдется в 35-40 тыс. руб. а цена на котел классической конструкции, упадет приблизительно до 20 тыс. руб.
• Дополнительная комплектация.

Оформление документов на ввод котла в эксплуатацию, при условии их регистрации в Ростехнадзоре, не требуется.

Изготовление дровяного котла своими руками

Сложно ли сделать дровяной котел для дома своими руками? Главным условием для этой конструкции является толщина и сорт используемой стали. В заводских моделях наружный корпус изготавливается из жаропрочной стали толщиной от 1,5 мм. Для теплообменника эти параметры должны быть больше – от 2 мм.

Оптимальным вариантом является создание сварной конструкции, которая по форме будет схожа с заводскими моделями. Однако если рассчитать трудоемкость работы и стоимость материалов – разница между покупкой и самостоятельным изготовлением будет невысока. Поэтому в качестве альтернативы дровяным печам для дома с водяным теплоснабжением нередко используют простые стальные бочки. Главным условием является толщина их стенки – от 1,5 мм.

Для изготовления потребуется емкость около 200 л. Она разрезается вдоль и внутри устанавливается перегородка. Ее длина должна быть меньше протяженности бочки. Это необходимо для монтажа колосников.

Затем на торцевой стороне вырезаются отверстия для монтажа дверей. Их следует подобрать заранее, чтобы не ошибиться с размерами. Для удаления угарных газов с обратной стороны конструкции врезается дымоходная труба. Ее диаметр может составлять от 50 до 100мм.

Однако судя по отзывам о подобном дровяном котле отопления можно отметить следующие недостатки:

• Низкий показатель КПД;
• Нагрев корпуса, что может привести к ожогам при прикосновении;
• Небольшой срок эксплуатации.

Подобные конструкции используются для отопления небольших хозяйственных помещений – гаража, склада и т.д. Для дома лучше всего приобрести заводскую качественную модель. Она будет соответствовать современным схемам дровяного отопления.

Перед изготовлением самодельного дровяного котла для системы отопления необходимо рассчитать оптимальные размеры топки.

Инерционность системы

Другой недостаток твердотопливного котла скрыт в цикличности его работы и невозможности самостоятельно восполнять запасы топлива. Из-за этого требуется либо высокая теплоёмкость самой конструкции дома, либо глухое утепление, близкое к пассивному дому , либо способ хранить запас тепла на период остывания системы.

Поскольку объём самого теплообменника в котле небольшой, водоизмещение системы получается поднять в основном за счёт увеличения диаметра труб. Другой альтернативой такого рода можно назвать установку теплового аккумулятора. При грамотном подходе можно реализовать накопление тепла только после нагрева основной системы, что поможет ускорить прогрев дома и решить проблему с конденсатом.

Системы тёплого пола обладают собственной высокой инерционностью, которая растёт вместе с толщиной аккумулирующей стяжки. При наличии тепловой отсечки под полом это может быть действительно долговременный источник тепла. При достаточно толстом слое даже использование воды более высокой температуры не вызовет дискомфорта и тепловой зебры, но вместе с инерционностью системы растёт время её выхода на режим. С другой стороны, подключение тёплого пола к дровяному котлу требует достаточно сложной обвязки, исключающей перегрев как котла, так и трубок в полу.

Мощность оборудования

В конечном итоге для котла важны не столько подробности его внутреннего устройства, сколько основные рабочие показатели, которых удалось достичь использованием ряда инженерных инноваций. Важнейший и определяющий параметр котла — его номинальная мгновенная мощность. Теплоёмкость у разных видов топлива разная, как и у разных пород дров, производитель не может её точно предугадать и обсчитать номинальную мощность в отдельно взятом режиме эксплуатации.

Определение мощности происходит по двум показателям. По объёму топки можно судить о массе закладки. В среднем считается, что на каждый киловатт мощности дровяного котла приходится 2,5-3 л объёма камеры горения. Получив мгновенное значение выделяемой при сгорании мощности, можно прогнозировать, какая её часть может быть поглощена теплообменником при разных температурных режимах работы. Обычно поглощение сознательно делают выше расчётного выделения теплоты в условиях горения, близких к оптимальным, но такой подход чреват неприятностями.

Дело в том, что все дровяные котлы страдают общей болезнью — образованием дёгтя из-за высокой влажности сжигаемой древесины. Конденсация происходит только при достаточно высокой разнице температур. Так, образование наростов на экономайзере или вторичном теплообменнике может прекратиться при нагреве теплоносителя до 40-45 ºС. Суть здесь в том, что если загружать котёл наполовину, его мощности не хватит для нормального нагрева стенок и теплообменников, из-за чего оборудование попросту «потечёт».

Характеристики

Большинство присутствующих на современном рынке водогрейных котлов на дровах обладают следующими эксплуатационными характеристиками:

Принцип работы котла верхнего горения

• Мощность. Этот показатель зависит от объема теплообменника, объема камеры сгорания и материала, из которого изготовлены стены топки. Также, на показатели мощности котла оказывает непосредственное влияние расход топливного материала. Чем больше дров будет загружено, тем больше выделится тепловой энергии при их сгорании. Сколько нужно киловатт для обогрева частного дома? Чтобы узнать какая мощность требуется для обогрева того или иного помещения, необходимо воспользоваться следующим соотношением: для обогрева 10 м² помещения требуется 1 кВт тепловой энергии.
• Коэффициент полезного действия. Чтобы рассчитать КПД устройства, нужно знать скорость циркуляции теплоносителя, величину теплоты, отдаваемую дровами при сгорании, а также учитывать способ сжигания топлива. КПД отопительного оборудования длительного горения и пиролизных систем может достигать до значения 85-95%.
• Теплоноситель. В качестве теплоносителя в отопительных системах на дровах используется вода. В качестве альтернативного варианта допускается применение любых незамерзающих жидкостей.
• Предназначение. В зиму котел может быть использован как для отопления, так и для подогрева воды. Летом основным предназначением дровяного котла является приготовление горячей воды.

Достоинства и недостатки

Отопление на дровах характеризуется целым рядом неоспоримых достоинств, основными из которых являются следующие показатели:

• Незначительный вес отопительного оборудования. К дровяным котлам, в отличие от их аналогов, работающих на других видах топлива, не предъявляется каких-либо жестких требований относительно их конструктивного исполнения и места установки. Поэтому самостоятельно изготовленный котел может быть установлен в любой части загородного дома, хотя выделение под топочную отдельного помещения будет наиболее правильным решением.
• Автоматическая система регулирования. Минимальное количество комплектующих САР котла промышленного изготовления позволяет не только эффективно выполнять расход топливного материала, но и снижает вероятность отказа в работе при выходе из строя одного из приборов контроля.
• Универсальность. В дровяных отопительных котлах в качестве горючего можно использовать не только древесину, но и любую другую разновидность твердого топлива.
• Продолжительный срок эксплуатации. Дровяной котел прослужит своему хозяину не одну зиму. Сколько лет прослужит котел промышленного изготовления? Производители этой разновидности отопительного оборудования гарантируют не менее 15 лет безотказной работы.
• Простота обслуживания. В ходе выполнения работ связанных с техническим обслуживанием котла отопления частного дома, необходимо всего-навсего раз в год чистить зольник и дымоход.
• Приемлемая цена. Сколько нужно заплатить при покупке котла? Цена каждой конкретной модели зависит от количества присутствующих в данном оборудовании опций. Можно с полной уверенностью отметить, что каждый владелец частного дома может приобрести дровяной котел отопления без серьезного ущерба для семейного бюджета.

К сожалению, водогрейные котлы на дровах не лишены определенных недостатков. Данные недостатки относятся только к котлам на дровах, изготовленных кустарным способом. Один из них заключается в том, что в дровяном котле собственного изготовления невозможно автоматизировать процесс управления, поэтому владельцу подобного оборудования нужно загружать топливо в камеру сгорания вручную.

Второй недостаток – «прожорливость» самостоятельно изготовленного водяного котла. Для того чтобы эксплуатация данного оборудования в зиму обеспечивала комфортные условия проживания, необходимо создать большой запас дров. Сколько нужно дров для того чтобы их хватило на всю зиму? Расход топлива для каждого конкретного случая индивидуален. Количество запасаемых дров зависит от мощности устройства обогрева и площади отапливаемых помещений частного дома.

Другие виды отопления загородного дома или дачи

Использование теплового насоса

С такой новой альтернативой, как тепловой насос, отопление помещения без газа и дров стало более доступным для всех. Данный способ является действительно лучшим видом обогрева загородного дома или дачи. Установка вырабатывает тепло из природных ресурсов: земли, моря, озер и даже из воздуха. Но тепловой насос мало популярен среди потребителей из-за высокой стоимости оборудования и монтажных работ.

Использование жидкотопливных агрегатов

Основным топливом для жидкотопливных котлов является солярка, а само оборудование, применяемое для обогрева помещения, называется дизельное. Вместо солярки иногда применяют керосин или рапсовое масло. Но из-за высокого КПД жидкотопливные котлы редко устанавливаются в частных домах, зато они очень эффективны для обогрева больших зданий.

Использование солнечных коллекторов

В последнее время владельцы частных особняков все чаще стали использовать солнечные коллекторы, в которых солнечная энергия преобразовывается в тепловую. Такие коллекторы практичнее всего устанавливать на крыше дома, чтобы была возможность получать как можно больше солнечной энергии. Главный недостаток такой установки — это прямая зависимость от погоды и количества солнечных дней.

На сегодня эффективными видами отопления, используемыми для обогрева загородного дома или дачи, являются электрическая установка отопления и твердотопливные котлы. Именно эти два вида топлива относятся к отличным заменителям газа и дров, считаются наиболее доступными для потребителей, как в установке оборудования, так и в подключении отопительной системы. Остальные варианты, дающие обогрев и тепло жилью, применяются непосредственно как дополнительный способ к уже имеющимся установкам.

Разновидности

Потребитель имеет выбор среди нескольких решений, у каждого из которых есть свои плюсы и минусы. Системы отопления жилого дома в любом случае должны быть надежными, а также удовлетворять требования тепловой мощности (жилая площадь, интенсивность эксплуатации, протяженность холодного сезона в регионе и др.).

Котел классический

Данная конструкция является наиболее простой и понятной из всех, которые существуют на современном рынке.

Особенности:

• аналогична обыкновенной печи — снабжена топкой, дымоходом и зольником;
• эксплуатация не требует сложных знаний;
• работает на топливе с небольшим КПД;
• потребляет большое количество дров.

Если на вашем объекте планируется монтаж разводки носителя — классические котлы вам не подойдут.

Котел пиролизный

Эффективность такого отопления гораздо выше, чем в предыдущем случае.

Особенности конструкции:

• относительная новизна на рынке (поэтому отзывы пока еще немногочисленны и делать глобальные выводы преждевременно);
• удается вырабатывать большой КПД;
• при высоком КПД достигается существенная экономия расходного топлива;
• отходящие в процессе горения газы перемещаются в трубу;
• из трубы пиролизные газы передают свою температуру в теплообменник;
• судя по всему вышесказанному, хочется назвать данную конструкцию идеальной. Однако у нее есть существенный недостаток — строгий отбор топлива.

Котлы длительного горения

По мнению экспертов, для отопления частного дома предпочтительна именно

Особенности:

• такие котлы с водяным контуром способны работать в течение долгих часов на одной дровяной закладке (цифра 3-5 дней говорит сама за себя, а добрые отзывы благодарных пользователей лишь усиливают репутацию данных изделий);
• такие печи длительного горения могут работать на разных видах топлива (и легко перестраиваются с одного на другое).

Увы, приобрести такой за небольшие деньги — просто нереально. Комфортное удовольствие стоит немалых денег и, что называется, влетит в копеечку.

Требования безопасности

Следует помнить, что котлы с водяным контуром требуют к себе внимания с точки зрения безопасности. Речь идет не только о рисках воспламенения, но и о полноценном воздушно-газовом обращении.

Пожароопасность.

• Самыми важными являются следующие моменты:

• наличие свободного места для складирования топлива — непосредственно у печи дрова хранить нельзя, т. к. возрастает риск воспламенения;
• необходимо обеспечить вытяжную вентиляцию в помещении, особенно если для обогрева дома вы приобрели котел большой мощности;

Без достаточной вентиляции агрегат не справится с количеством выделяемых при горении газов. А ведь среди них есть и угарный.

• строго нужно обеспечить удаленность котла от стен и от потолка на расстояние не менее 1 м;
• размеры помещение должны быть не менее 8 кв. метров;
• основание должно быть невозгораемым. В этих целях бетонируют площадку. Другой вариант — покрыть кафелем или железом уже имеющийся постамент, если он, к примеру, деревянный.

Дымоход

От также зависит безопасность всего дома и жильцов:

материал дымохода — нержавеющая сталь. Только этот материал защитит конструкцию от отложения жирной сажи и смолистых веществ. У нержавеющей стали высокий коэффициент скольжения, то есть микрочастицы отталкиваются, а не «налипают»;

Простые железные трубы весьма затруднительно прочищать из-за обилия смолистых и сажистых отложений.

• позаботьтесь о том, чтобы дымоходная труба проходила через стену дома под определенным углом, а в идеале — нужно сделать отверстие в кровле. Данная мера обеспечит полноценный выход продуктов горения наружу;
• верхний край трубы обязательно разместите выше конька крыши примерно на 1 м. В противном случае не будет достаточной тяги.

Автоматика и обвязка дровяных котлов

Как уже упоминалось, регулировать мощность котла можно только по изменению количества поступающего кислорода. Наиболее эффективно и точно эта система работает в шахтных котлах пиролизного типа на дровах или брикетах.

В основной комплекс автоматики входят электронный блок управления, вентилятор, регулятор тяги с электрическим приводом и термопара, плотно примотанная к патрубку подачи. Все эти комплектующие продаются как по отдельности, так и комплектами под определённую модель котла. В среднем вся автоматика обходится около 4-5 тысяч рублей

Отдельно упомянем важность наличия защиты от падения заслонки и герметизационных пазов на загрузочных и ревизионных люках, дымоходе, системе стабилизации тяги

Для твердотопливных котлов предусмотрен ряд защитных устройств другого рода, устанавливаемых в гидравлическую обвязку. Из безусловно обязательных это циркуляционный насос и защита топки от перегрева — группа безопасности для сброса избыточного давления

Обратите внимание, что выпускной штуцер клапана сброса должен быть повёрнут к стене или снабжён шлангом, чтобы при срабатывании не травмировать присутствующих людей. Требованиями безопасности может быть предусмотрена установка подтравливающего клапана дымохода для стабилизации тяги и горения, он монтируется сразу на выходе из котла или непосредственно перед конечным вертикальным участком

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором: 1 — дымоход; 2 — термостат; 3 — группа безопасности; 4 — сепаратор воздуха; 5 — циркуляционный насос; 6 — тепловой аккумулятор; 7 — трёхходовой смеситель; 8 — погодозависимоя автоматика; 9 — радиатор отопления; 10 — циркуляционный насос; 11 — обратный клапан; 12 — расширительный бак; 13 — защита от сухого хода; 14 — клапан подпитки; 15 — накладной датчик температуры; 16 — твердотопливный котёл

Для чугунных котлов практикуется установка двухходового клапана, подмешивающего воду из горячего отвода для недопущения поступления холодной воды в разогретую топку. При установке теплоаккумулятора добавляется трехходовой электрический клапан, запускающий подачу тепла в бак только после прогрева основного состава. Контроль ведётся по температуре обратки, дополнительный контур включается за 7-10 ºС до достижения температуры отсечки. В этом аспекте наиболее предпочтительны блоки управления с ПИД-регулятором.