Использование дровяного котла для отопления частного дома

Твердотопливные агрегаты – КПД 90% реальность?

Прежде чем воодушевляться идеей создания твердотопливного котла своими руками, следует разобраться, какие же конструкции сегодня вообще в ходу. В целом все существующие разработки можно разделить на 4 группы:

• котлы традиционные,
• пиролизные дровяные (газогенераторные),
• длительного горения,
• котлы пеллетные.

Традиционные конструкции напоминают обычную печь для дома или буржуйку с минимумом необходимого – окно для загрузки топлива, топочная, зольник и дымоход. Зольник часто выполняет и роль заслонки, с помощью которой регулируют тягу. Никакой тебе автоматики, электроники, градусников и прочих деталей, а значит, гораздо меньше шансов, что что-то выйдет из строя. Главный конструкционный элемент твердотопливного котла – это теплообменник, через который теплоноситель получает «заряд» тепловой энергии. Теплообменник может быть трубчатым или представлять собой емкость для воды из сплошных листов стали.

Впрочем, сегодня традиционными можно назвать и котлы, которые отличаются более сложной системой дроссельных заслонок и перегородок внутри агрегатов – с их помощью можно более тонко регулировать воздушную тягу, а также увеличивать путь горячего воздуха к трубе. Благодаря перегородкам возрастает КПД котла – устройство отдает больше тепловой энергии теплоносителю, в трубу попадает меньше горячего воздуха.

Такие котлы – практически всеядны. Уголь, дрова, пеллеты, да хоть мусор – лишь бы сухое, лишь бы горело. Конечно, совсем простые конструкции не отличаются экономностью – их КПД едва достигает 50%, а зачастую составляет всего-навсего 15–20 процентов. Такие низкие показатели обусловлены тем, что сгорание топлива происходит за очень короткий период времени, выделяется слишком много тепловой энергии, которая попросту вылетает в трубу, или перегревает теплоноситель. Те же дрова сгорают за считанные минуты и для поддержания тепла внутри дома придется как минимум раз в час выполнять полную загрузку топочной дровами. Уголь горит 2–4 часа, опять же, выделяя слишком много энергии. Более современные котлы с дроссельными заслонками и перегородками лишены этого недостатка, они способны выдавать и все 80 % КПД, и гореть на полной загрузке до 8–12 часов, в зависимости от материала, регулируя температуру сгорания.

Необходимые инструменты и материалы

ПеноблокиБолгаркаЭлектродыЦементЛист стальнойПоказать все

Твердотопливные котлы – это не только способ обеспечить автономное отопление дома, но и сэкономить на энергоресурсах.

Действительно ли так выгодно делать твердотопливный котел своими руками? Или же лучше купить готовый агрегат от надежного производителя? Например, на сайте компании Теплодар https://www.teplodar.ru/catalog/tverdotoplivnye-kotly/ представлено 11 моделей отопительных котлов на твердом топливе и 37 их модификаций.

Конструкция и принцип работы

Как уже отмечалось ранее, подобного рода оборудование имеет массу схожих черт с обычными печами. Вместе с тем, есть и масса отличий, все они преимущественно касаются способа теплоотдачи в дом. Итак, ниже приведены основные составляющие классического котла на твердом топливе.

• Бокс, в котором сжигается твердое топливо. Он оборудуется специальными колосниками, которые предназначаются для подачи необходимого количества воздуха.
• Необходимое число дроссельных заслонок, которые будут перекрывать каналы после того, как угаснет пламя, и контролировать силу воздушной тяги.
• Резервуар для воды. Вода будет служить теплоносителем в нашей отопительной системе. Также это может быть трубчатый теплообменник.
• И куда же без дымохода. Он предназначен для создания тяги, необходимой для вывода продуктов горения твердого топлива наружу.

Также желательно использовать в отопительной системе специальные термоаккумуляторы, которые необходимы для равномерного распределения тепла по всей площади отапливаемого помещения. Это еще одна металлическая емкость определенного размера, которая монтируется на твердотопливный котел своими руками и занимается накоплением тепловой энергии во время активной топки. Когда топка временно прекращается, теплоноситель начинает циркулировать по магистралям и нагнетать воздух.

Еще один «бонусный» резервуар, который устанавливается над термоаккумулятором и представляет собой накопитель горячей воды, предназначенной для хозяйственных нужд. Это отнюдь не обязательная составляющая отопительной системы – она необходима больше для того, чтобы создать на даче максимально комфортные условия для жизни.

До того как приступить непосредственно к работе, составьте точные чертежи как самого котла, так и всей отопительной системы. Но для того чтобы площадь жилого помещения использовалась максимально рационально, к каждой отопительной системе требуется сугубо индивидуальный подход.

Важно! Не так давно для облегчения нашей жизни были разработаны автоматические котлы на твердом топливе.

Основы проектирования

Для того чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и удобный в эксплуатации – твердотопливный котёл, необходимо понимать физику процесса его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип действия отопительного котла на твёрдом топливе:

• топливо загружается в камеру сгорания;
• нагретые в процессе сгорания топлива воздух и другие газы поднимаются вверх и отводятся через дымоход;
• по пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в с вою очередь нагревает тепловой агент (в большинстве бытовых систем отопления – воду);
• нагретый тепловой агент вытесняет холодный, проходя всю систему отопления и возвращаясь после остывания назад в теплообменник.

Всё дело в свойстве любой нагреваемой среды подниматься выше холодной — это один из основополагающих законов термодинамики.

Принцип работы водяной отопительной системы

Для реализации этого принципа помимо корпуса, выполненного из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали, в конструкцию твердотопливного котла включаются следующие элементы:

1. Камера сгорания

Её объем определяется сложной формулой, которую, впрочем, довольно легко отыскать в интернете, равно как и готовое решение – объем камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальной площади отопления.

Расположение топки твердотопливного котла

На практике размеры топки зависят не только от параметров котла и свойств топлива, а также особенностей самой отопительной системы – схематической, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребностей в горячем водоснабжении и пр.

1. Камера отвода горячих газов

Этот узел является продолжением камеры сгорания и выполняет функцию выходного коллектора для вывода продуктов горения.

Система отвода нагретых газов

1. Внутренняя система подачи и отвода теплоносителя

Речь идёт о теплообменнике (теплообменном регистре), а также его основных патрубках – входном и выходном, который служит для приёма остывшего теплового агента, его нагрева и отвода в систему отопления.

Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла