Котлы с верхней загрузкой на дровах

Особенности твердотопливных котлов с функцией верхнего горения

Интенсивное загородное жилищное строительство, которое в последние годы набирает обороты, выдвигает все новые и новые требования к видам отопительной техники. Организация автономного отопления, полностью независимого от централизованных источников, ставит владельцев перед выбором. В качестве альтернативы газовому водяному отоплению сегодня все чаще используются котлы на твердом топливе. Современные модели подобной отопительной техники обладают высокими технологическими характеристиками и экономичны. Единственный нюанс, который заставляет задуматься потребителей перед выбором модели нагревательного прибора – необходимость частой загрузки отопительного оборудования топливным материалом.

Практичность отопительного оборудования в процессе эксплуатации играет для нас, если не основную, то однозначно ведущую роль. Газовый котел, электрические нагревательные приборы представляют собой практически полностью автономные отопительные аппараты, тогда как твердотопливные котлы требует постоянного присутствия человека. Реальным выходом из сложившейся ситуации станет установка в собственном доме твердотопливного котла с функцией верхнего горения. Познакомимся ближе, что собой представляет данный тип нагревательного устройства, каковы конструктивные особенности агрегата.

Основные мотивы, которые заставляют нас обратить внимание на отопительные котлы верхнего горения

Частота обслуживания — обобщающая величина, которая характеризует любую бытовую технику. Для нагревательных отопительных приборов этот параметр является одним из ключевых. В отопительный сезон котел вынужден работать регулярно, обогревая жилые помещения и обеспечивая обитателей дома горячей водой для бытовых нужд. Твердотопливные котлы сегодня обладают высоким КПД, мощные и энергоэффективны. Топливо, используемое для работы агрегатов, дрова, уголь, топливные брикеты и пеллеты достаточно доступны. Выбор зависит только от модели твердотопливного прибора и стоимость топлива.

В холодный период от твердотопливных агрегатов налицо реальная польза. Это касается не только эффективной и качественной работы автономной системы отопления, но и существенной экономии собственного бюджета. При таком количестве плюсов, есть у твердотопливных котлов один существенный минус. Речь идет о необходимости лично участвовать в его обслуживании.

Подготовка агрегата к работе и его чистка – мероприятия плановые, которые требуется проводить хоть и регулярно, однако не так часто, как кажется. Основная проблема для данного оборудования, с которой приходится сталкиваться, заключается в регулярной загрузке топлива. Частота загрузки топлива зависит от вида нагревательного прибора и от климатических условий за окном. Независимо от того, будете ли вы топить свой котел углем или дровами, подкидывать в топку топливо придется вам.

Для справки: традиционный твердотопливный котел, работающий на дровах или угле, где нет технической возможности осуществлять автоматическую подачу топлива в камеру сгорания, требует от 2 до 8 загрузок в сутки. Интенсивность обогрева, качество топливного ресурса и мощность котла определяет количество загрузок.

Оценив объем предстоящих хлопот с твердотопливным устройством, многие жители частных домов отдают предпочтение котлам с верхней загрузкой. Такое оборудование обеспечит больше личной свободы обитателям дома. Вам вместо роли истопника и кочегара останется только наслаждаться уютом и комфортом.

Основная особенность отопительных котлов с верхним способом горения

Учитывая сложности с обслуживанием отопительных аппаратов на твердом топливе, производители решили не только использовать новые технологии в конструкции отопительной технике, но и вернуться к традиционным технологиям. Главная задача, которую удалось решить в процессе модернизации котельного оборудования, увеличить продолжительность горения топлива одной загрузки. Получить данный результат удалось за счет использования в твердотопливных котлах принципа верхнего горения.

Технология работы котла за счет верхнего горения, не является чем-то принципиально новым. Топливо, загруженное в топку, горит сверху вниз. Т.е. наоборот, не так как в котлах традиционного вида. Горение начинается с самого верхнего слоя, куда подается через подвижный распределитель необходимый поток воздуха. По мере прогорания топливной массы, распределитель воздуха под собственным весом опускается вниз, обеспечив горение следующему слою. Загруженное топливо, таким образом, равномерно сгорает слой за слоем, выделяя в большом объеме горючий древесный газ.

На этом этапе температура в топке агрегата достигает 450 0 С.

На этом этапе включается в работу принцип пиролиза. Мельчайшие продукты горения, вместе с выделяемым древесным газом полностью сгорают, выделяя огромное количество тепловой энергии. В камере сгорания в результате работы агрегата практически не остается остатков топлива.

Для справки: Пиролиз – экзотермическая реакция, в результате которого под воздействием высокой температуры происходит процесс разложение органических соединений, с последующим выделением горючего газообразного вещества. Основной нагрев твердотопливного котла в процессе горения осуществляется за счет сжигания древесного газа.

Древесный (пиролизный) газ поступает во вторую камеру через металлический диск, где за счет нагнетаемого горячего воздуха воспламеняется. Температура горения во второй топке достигает в этот момент огромных значений, 500-800 0 С. Все просто и понятно. Главное — это конструкция нагревательного аппарата.

Именно от процесса сжигания зависит и скорость горения топлива. В отопительном оборудовании классического типа дрова сжигаются достаточно быстро, выдавая максимально возможное тепло в течение короткого промежутка времени. Другими словами, в течение короткого периода агрегат выходит на пик своей мощности, после чего без последующей подкладки топлива котел начинает терять нагрузку. Постоянно подгружать новую порцию дров не всегда удобно и физически возможно. Твердотопливные котлы с верхней загрузкой работают совершенно иначе. Одной загрузки с таким аппаратом может хватить на 12, 24 и более часов работы. Интенсивность горения зависит от нагрузки на отопительную систему.

Все просто и понятно. Главное — это конструкция нагревательного аппарата.

Конструкция котла с верхней загрузкой

Отопительное оборудование с верхней загрузкой, имеет конструкцию, схожую на свечу. Твердотопливный котел подобного типа имеет вертикально стоящий корпус в форме цилиндра. Вертикальное расположение определено принципом действия агрегата, к тому же корпус в данном устройстве двухслойный, играя роль теплообменника. Между внешней и внутренней стенкой циркулирует сверху вниз котловая вода, получающая тепло в результате горения пиролизного газа.

Принцип действия определяет и место расположения загрузочного камеры. Над ней имеется камера подогрева воздуха, через которую двигает вверх вниз распределитель воздуха. В нижней части аппарата оборудован подзольник, место куда поступает минимальное количество остаточных продуктов горения.

На данный момент производители выпускают твердотопливные приборы длительного горения в двух вариантах исполнения:

• агрегаты, потребляющие дрова и топливные брикеты;
• устройства, работающие на угле, дровах и топливных брикетах.

В большинстве случаев производители заявляют о длительности работы котла от одной загрузки непосредственно в технической документации к отопительному котлу. Как правило, эти сроки варьируются от 24 до 48 часов при работе на дровах и брикетах, до 3-5 суток при загрузке котла углем.

Для справки: Во многом на длительность горения топливного материала оказывает влияние качество топлива. Дрова из твердых пород дерева (береза, дуб, бук, ясень) горят долго, выделяя при этом большое количество тепла. Древесины хвойных пород горит интенсивнее, соответственно срок работы котла на сосновых дровах будет значительно меньше.

Помимо дров, брикетов и угля для работы отопительного прибора этого типа можно использовать вторичные продукты деревообработки. При выборе вида топливного ресурса необходимо учитывать его доступность. Единичная загрузка потребует от вас до 30-50 кг готового топлива. Мощность котла определяет высоту закладки. В разных моделях этот параметр варьируется в пределах 600-1500мм. Что касается мощности, то здесь разлет параметров еще больше. Сегодня выпускаются котлы для автономного отопления мощностью в 8,10,20 и 40 кВт.

Система управления нагревательного прибора с верхней загрузкой

С вопросом, касающимся принципа работы котла и способа загрузки, разобрались. Здесь все понятно и доступно. Как выглядит система управления подобной техникой, рассмотрим далее. В котлах длительного горения основной принцип управления построен на регуляции потока воздуха, поступающего в камеру сгорания. Модели, представляющие собой обычные агрегаты, имеют для регулировки воздушных масс механическое приспособление. Обычная заслонка, имеющая цепной привод, приводится в действие в результате работы термостата. Однако такой способ имеет один критический технический недостаток.

Термостат настроен на определенный температурный режим. При нагреве теплоносителя до определенной температуры заслонка принимает определенное положение, снижая интенсивность горения. Достичь резкого снижения температуры не представляется возможным ввиду большой инерции работающего агрегата. По инерции теплоноситель будет продолжать нагреваться какое-то время, работая на систему отопления.

Аналогичный принцип действия связан и с увеличением температуры подогрева котловой воды. До тех пор пока котел не выйдет на номинальную мощность, температура теплоносителя будет расти очень медленно.

Иначе обстоит ситуация с агрегатами, которые оборудованы вентилятором. Электрический прибор нагнетает воздух в случае необходимости, увеличивая интенсивность горения. За счет нагнетателя воздуха удается снизить инерцию нагревательного оборудования длительного горения. Включением и выключением нагнетателя управляет автоматика, которая оснащена датчиками, фиксирующими малейшие изменения температуры теплоносителя.

При технологической необходимости вентилятор может быть остановлен, оставляя тлеющее топливо на скудном кислородном пайке. Воздух будет поступать в топку естественным путем. Подобная схема позволяет снизить температуру теплоносителя при проскоке, явление, которое вызвано инерционными процессами в работе нагревательного агрегата.

На заметку: для выхода отопительного котла на нормальный режим работы потребуется от 0,5 до 1 часа. При желании отключить отопление, в работу включается расширительная емкость, подключенная в единый отопительный контур. С помощью бака, компенсируется избыточное тепло, поступающее из остывающего котла. Время для полного остывания твердотопливного котла длительного горения может составлять 2-5 часов.

Заключение. Преимущества и недостатки данного оборудования

Ознакомившись с конструкцией твердотопливных агрегатов верхнего горения и принципом действия, можно смело говорить о преимуществах такого отопительного оборудования. Если остановиться детально, то основные преимущества следующие:

• длительные интервалы между очередными загрузками;
• высокий КПД (80%);
• удобный и простой способ управления;
• минимум электроники для системы автоматики;
• обычные модели являются энергонезависимыми устройствами;
• высокий уровень технологической безопасности;
• длительные сроки эксплуатации (10-15 лет).

Главным недостатком подобной техники является инерционность. В отличие от газовых котлов и оборудования на твердом топливе, работающие по другому принципу, твердотопливные котлы менее гибки в эксплуатационном и технологичном смысле. Многое в работе котлов верхнего горения зависит от качества топлива. Дрова, используемые в топке, должны иметь соответствующую влажность. Иногда возникают проблемы в работе котлов, связанные с полнотой загрузки.

Котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа

Твердотопливный котел на дровах с водяным контуром устанавливают в доме с постоянным проживанием людей. Период между закладками топлива классического агрегата не превышает 4÷8 часов. Работающий котел без присмотра не оставляют. Изменить время топки позволяют модернизированные котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа — оптимальный период работы агрегата без промежуточной закладки топлива.

Твердотопливный котел для обогрева бытовых и промышленных помещений

Котлы на твердом топливе для отопления частного дома

Базовые модели котлов длительного горения с водяным контуром на дровах для дома различают по материалу изготовления, конструкции топки, теплообменника, дымохода, способу загрузки и сжигания топлива.

Дровяной котел длительного горения с водяным контуром оснащают трубчатым (вертикальным) регистром или теплообменником рубашечного типа. Корпусная конструкция практически исключает возможность вскипания воды в системах с естественной циркуляцией.

В основу твердотопливного котла заложен принцип длительного и экономичного сжигания топлива

Стальной дровяной котел длительного горения для отопления дома имеет малую тепловую инертность. Котловой контур из жаропрочной стали выдерживает резкие скачки температуры и давления в системе. Недостаток материала — чувствительность к коррозии, которую усиливает температурное напряжение металла. Межремонтный период работы агрегата из стали – 15 лет.

Стенки чугунного теплообменника дровяного котла для отопления частного дома с батареями нагреваются и остывают долго. Хрупкий сплав не предназначен для критических перепадов рабочих параметров системы.

Твердотопливный котел в полуавтоматическом режиме

Преимущество чугуна обусловлено аморфностью материала к кислородной коррозии. Срок работы котла с чугунным теплообменником, при правильной эксплуатации агрегата, достигает 25 лет.

Принцип работы агрегата длительного горения — принудительное, последовательное, направленное сверху вниз тление древесины, при котором выделяется метан, угарный газ и водород. Недостаток кислорода замедляет скорость распространения пламени. Дополнительная тепловая энергия образуется при сжигании топочного газа. Поток уходящих продуктов горения омывает поверхность теплообменника на выходе из котла. Конструкция позволяет загрузку дров один раз в сутки.

Таблица 1. Цена котлов длительного горения на твердом топливе:

Марка котла (страна производитель)

Пиролизные дровяные котлы работают до двух суток на одной загрузке топлива. Стоимость продукта зависит от марки производителя, мощности и степени оснащения агрегата автоматикой.

Котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа

Мощность котла подбирают в соответствии с конструктивными характеристиками дома (площадь, суммарные тепловые потери) и климатической зоной места проживания. Как правило, КПД самодельного котла длительного горения на дровах не превышает 80% (т.е. пятая часть тепла от сгорания топлива теряется в котле).

Недостаток тепловой мощности стимулирует работу генератора в режиме интенсивного горения. Постоянные пиковые нагрузки приводят к перерасходу дров, превышению теплопотерь в два раза и преждевременному износу котла.

Устройство котла на твердом топливе

Расчет размеров топки для котла длительного горения на дровах

Вид древесины, форма и длина дров определяет размер и эквивалентную площадь топочной камеры. Удельная и объемная плотность загрузки, теплота, которую дрова выделяют при сгорании — справочные значения. Расчет объема загрузки поможет вычислить расход топлива за сезон, организовать места хранения топлива.

Важно! Качество дров влияет на процесс горения. Большое содержание смол в дровах хвойных пород и высокая влажность свежесрубленной древесины снижает КПД котла. Неполное сгорание сырых дров приводит к отложению сажи и смол на поверхности водяного контура, стенках топки и дымохода. Металл окисляется, хуже передает тепло, быстро прогорает.

Таблица 3. Объемная теплота сгорания древесины разных пород:

Вид древесины (влажность не более 20%)

Теплотворная способность, кВтч/кг

Удельная плотность дров, кг/м³

Рассмотрим пример расчета объема загрузочной камеры дровяного котла.
Исходные данные:

• мощность котла 10 кВт;
• объем одной загрузки должен обеспечить работу агрегата в течение суток;
• топливо — березовые дрова, длина поленьев 0,60÷0,65 м;
• влажность древесины 20%.

Варианты отопления загородного дома: выбор котла. Преимущества и недостатки водяного отопления от печи на дровах. Особенности твердотопливных, газовых, электрических агрегатов: описание и цены.

При сгорании 1 кг березовых дров выделяется 4,2 кВт тепловой энергии. Заданную мощность (10 кВт) обеспечит сжигание 2,4 кг дров в час (10/4,2 = 2,381).

Кубометр березовых дров весит 650 кг. Часовой расход топлива составит ≈ 0,004 м³/ч (2,4/650 = 0,0037).

Вес закладки, который должен выдержать колосник с форсункой ≈ 60 кг (2,381х24 = 57,144).

Березовые дрова ложатся неплотно, поэтому объем закладки увеличится в 1,9 раза — до 0,008 м³/ч (0,004х1,9 = 0,0076).

По условию – загрузка 1 раз в 24 часа, соответственно объем топлива 0,2 м³ (0,008х24 = 0,192).

Следует тщательно продумать выбор дров для твердотопливного котла

Если принять во внимание длину поленьев 0,6÷0,65 м, то оптимальная глубина топки составит 0,7 м.

Примем высоту закладки топлива 0,6 м. Ширина топки 0,5 м (0, 2/0,7/0,6 = 0,476).

Рабочий размер топки дровяного котла для отопления дома (площадь 80 м², березовые дрова) — 0,7х0,6х0,5 м. Общие габариты готового котла увеличатся вдвое, если учесть толщину обшивки, размер теплообменника, воздушной и камеры дожига, зольника, каналов для удаления дымовых газов.

Регулируемое и сбалансированное горение уменьшит скорость естественного распространения пламени. Ограниченная подача первичного и вторичного воздуха в топку обеспечит недостаток кислорода и продлит время работы самодельного котла в 1,8 раза. Благодаря этому можно уменьшить расчетный расход дров и, следовательно, размеры агрегата.

Твердотопливный котел на дровах является хорошей альтернативой газовому отоплению

Самодельный котел длительного горения на дровах с вертикальной топкой (Бубафоня)

Котлы длительного горения своими руками монтируют из листовой стали (толщина 4÷6 мм), толстостенных труб (Ду 300 мм) и цилиндрических емкостей подходящего размера. Простейшую конструкцию («Слобожанка» или «Бубафоня») собирают из газового баллона или бочки. Принцип устройства копирует прибалтийский котел «Стропува».

Емкость вертикальной топки используют для направленного сверху вниз горения дров. Процесс сопровождает равномерное уплотнение загрузки, выделение и дожиг древесных газов, и отвод продуктов горения в дымоход.

Первичный воздух к зеркалу горения подают по вертикальной трубе. Статичную или телескопическую конструкцию монтируют в верхней стенке котла. Ось поршня проходит по центру цилиндрической топки. Зазор между воротником и трубой подачи первичного воздуха оформляют приварным бортиком, который обеспечивает свободный ход штока и минимальный подсос воздуха в воздушную камеру для дожига древесных газов.

Чертеж металлической печи с топкой длтельного горения

Сжигание пиролизных газов увеличивает КПД котла. Крышка-заслонка в верхней части трубы регулирует забор воздуха. Снизу приварен диск с лопастями, которые рассекают поток воздуха в зоне горения. Материал для распределителя выбирают с учетом теплоемкости. Диаметр диска немного меньше размера топки.

Конструктивные пропорции котла «Бубафоня»:

• оптимальный диаметр корпуса 300÷800 мм;
• высота котла – в диапазоне 3÷5 диаметров;
• толщина стенок 4÷6 мм;
• диаметр диска меньше поперечного сечения топочной камеры на 10%;
• толщина диска обратно пропорциональна диаметру (тяжелый блин продавит зону горения и затушит пламя, легкий — приведет к эффекту обратного горения);
• изогнутые лопасти образуют направленный турбулентный поток воздуха для сжигания пиролизных газов;

Самодельный котел длительного горения «Бубафоня» с вертикальной топкой

• диаметр трубы подачи воздуха принимают как 0,55 от S (площади поперечного сечения выходного патрубка дымохода);
• зазор между трубой и воротником не превышает 2,5 мм;
• высота трубы для забора воздуха (в нижнем положении) поднимается над воротником на 150 мм.

Площадь сечения патрубка дымохода на выходе из котла длительного горения определяют по эмпирическим формулам:

S — площадь сечения выходного патрубка (см² или м²);

N — тепловая мощность котла (кВт/ч);

1,75 — коэффициент, полученный эмпирическим путем (м²ч/кВт).

Обратите внимание! Поместить трубчатый теплообменник в топочную камеру невозможно. Требуется внешний цилиндрический корпус большего диаметра или конструкция, которую встраивают в дымоход.

Принцип работы и чертежи пиролизных котлов своими руками

Самодельные пиролизные агрегаты устанавливают для отопления домов большой площади. Конструкция топки, форсунки и дымовых каналов усложняет сборку самодельных газогенераторов. Принудительная циркуляция теплоносителя и подача воздуха в зону горения означают зависимость работы котла от внешних факторов. Снизить риск аварийной поломки котла позволяет шибер для сброса тепловой энергии и теплообменник рубашечного типа.

Схема самодельного газогенератора с принудительной подачей воздуха в зону горения: 1 – корпус котла; 2 – загрузочная дверца; 3 – дверца зольника; 4 – а вентилятор подачи воздуха в зону горения; 5 – камера загрузки и зона первичного горения топлива; 6 – технологическое отверстие для прочистки каналов дымохода; 7 – камера сгорания древесных газов; 8 – рубашка теплообменника; 9 – канал отвода дымовых газов; 10 – выпускная горловина дымохода; 11 – регулировочный шибер дымохода (11а — ручка шибера); 12 – выходной патрубок в распределительный трубопровод; 13 – обратный патрубок, по которому остывший теплоноситель поступает из системы отопления; 14 – гильза узла контроля (термоманометр); 15 – люк для прочистки дымовых каналов

Корпус котла сварен из толстостенной (4÷5 мм) листовой стали. Загрузка дров — фронтальная. Тепловое излучение передается своду котла, боковым стенкам камеры и нагревает воздух, поступающий в зону горения. Плотность и герметичность топочной камеры обеспечивает затвор с отражателем и поворотным болтом на загрузочном и зольном люках. Воздух в топочную камеру подается принудительно, вентилятором.

Рубашка теплообменника полностью охватывает топку и частично камеру дожига пиролизных газов. Зазор (3÷5 см) заполнен водой. Теплообмен задней стенки увеличен: с одной стороны теплообменник граничит с топкой, другая стенка рубашки соприкасается с каналом дымохода. Встроенный по ходу движения дымовых газов теплообменник понижает температуру уходящих дымовых газов до 100оС. Внутренний объем котлового контура принимают 5÷25 % от суммарной емкости системы отопления.

Патрубок подачи теплоносителя в систему потребителя расположен сверху. Врезка обратного трубопровода — снизу. Охлаждение возвратного теплоносителя ниже 65°С, опасно выпадением на стенках теплообменника кислотного конденсата, который разрушает сталь. При небольшой мощности котла температуру между подающей и обратной линией выравнивают с помощью установки перепускного клапана. Котловой контур большого дома дополняют элеваторным узлом и циркуляционным насосом.

Колосниковая решетка в самодельных котлах длительного горения служит опорой топливной загрузки. Раскаленные дрова лежат на колосниках, обложенных шамотом. Дюзы в теле колосника служат форсункой, через которую горючий газ поступает в зону догорания топлива.

Пепел и зола просыпаются в зольник. Маломощным котлам, с равномерным распределением тепловой нагрузки по зеркалу, подходят стандартные колосники из литого чугуна.

Схема отопления котлом в частном доме

Продукты сгорания попадают в каналы и через горловину дымохода выходят из котла (формула площади сечения горловины дымохода приведена в примере выше). Регулировочный шибер дымохода открывают при необходимости.

Конструкция позволяет дозагрузку топлива без полного тушения котла или форсированный сброс тепловой энергии при отключении электричества. Раскаленный древесный газ уходит из топки в обход камеры дожига и дымоходных каналов.

Сечение и высота дымохода предусматривает работу энергонезависимого самодельного котла на естественной тяге. Нормальную тягу пиролизного котла обеспечит высота дымовой трубы 6 м.

Полученные данные отражают на масштабном чертеже котла длительного горения своими руками, по которому определяют объем и ориентировочную сумму на приобретение расходного материала.

Схемы устройства пиролизных котлов разных типов

Важно! Если самостоятельно разобраться с расчетом параметров котла не получается, то следует обратиться за помощью профессионалов. Специализированные интернет ресурсы предлагают для изготовления своими руками пиролизного котла длительного горения чертежи. Видео уроки, с детальными пояснениями монтажа, прилагаются к комплекту технической документации.

Монтаж дровяных котлов в системе отопления

Самостоятельное изготовление котла подразумевает наличие навыков и опыта в производстве сварочных, электромонтажных и слесарных работ. Пригодится знание физики, теплотехники, материаловедения, правил монтажа систем отопления.

Необходимо соблюдение приемов и методов техники безопасности. Для сборки котла необходимо оборудованное помещение и инструмент.

Материал для изготовления пиролизного котла:

• листовая сталь толщиной 6, 5 и 4 мм (топка, рубашка теплообменника и корпус);
• уголок со сторонами полок 50 мм (ребра жесткости каркаса);

Двухконтурный твердотопливный котел с накопительным баком для горячей воды

• труба стальная (обвязка теплообменника с системой отопления);
• подходящий по размеру чугунный колосник или прут круглый диаметром 20 мм;
• кирпич шамотный;
• вентилятор центробежный;
• готовые дверцы с отражателем, креплением, ручкой и запором;
• группа безопасности (температурный датчик, манометр).

Сварные детали маркируют мелом (место соединения, № детали, размеры). Специализированные организации предлагают услуги по резке материала по месту его приобретения.

Инструменты для изготовления котла:

• сварочный аппарат постоянного тока;
• электроды (диаметром 3÷5 мм);
• электрическая дрель;

Схема подключения отопительного котла

• угловые шлифовальные машинки (под большой 230 мм и малый 125 мм круг);
• штангенциркуль, рулетка, уровень.

Сборку котла начинают с внутреннего корпуса. Качество сварных швов должно обеспечить прочность и плотность конструкции, которая находится в непосредственном контакте с теплоносителем.

Установка котлов длительного горения на дровах своими руками

Пиролизный котел для автономной системы отопления располагают в отдельном специально приспособленном, защищенном от возгораний, помещении. Котельную оборудуют системой приточной вентиляции. Агрегат должен быть удален от стен на расстояние не менее 20 см.

Нормативное значение веса для самодельных котлов длительного горения на дровах — 250 кг/м². Соблюдение условия допускает установку агрегата на ровной устойчивой поверхности без фундамента. Площадь места установки выносят за проекцию корпуса агрегата на 15 см (перед топочной дверцей 30 см).

Устройство стального твердотопливного котла Buderus Logano

Пол застилают асбестом или базальтовым картоном, (толщина 4÷6 мм). Сверху кладут лист оцинкованного кровельного железа (толщина 2 мм). Прямой контакт пола с корпусом исключают опорные конструкции — ножки котла.

Поверхность дымохода обязательно покрывают теплоизоляцией. Утепление предотвратит резкий перепад температур и образование конденсата в дымоходе. Толщина слоя утеплителя зависит от температуры уходящих дымовых газов. Желательно использовать сэндвич-трубу из нержавеющей стали, стойкой к агрессивной среде. При отсутствии естественной тяги устанавливают дымосос.

Эстетика кустарного производства уступает дизайну заводских моделей, но самостоятельно собранный агрегат отвечает требованиям конкретной системы отопления. Не стоит забывать, что изготовление по готовым чертежам (видео) своими руками котла длительного горения, снизит затраты на его обустройство как минимум в 2 раза.

Твердотопливные котлы верхнего горения с загрузкой дров и угля

При выборе устройств с большим объемом топки и длительным периодом автономной работы, высоким КПД и экологичностью, оптимальным решением станут котлы на твердом топливе длительного горения. Цена определяется рядом параметров:

• Типом топлива: различают дровяные и универсальные устройства (работают на угле, брикетах и продуктах деревопереработки).
• Принципом работы: с естественной или принудительной тягой.
• Наличием автоматики и вентиляторов для нагнетания воздуха, способных поддерживать заданный температурный режим воздуха в больших помещениях при экономичном расходе топлива.
• Мощностью: бытовые приборы рассчитаны на 7 — 40 кВт, промышленные — до 95 кВт.
• Материалом корпуса и теплообменника: из стали и чугуна.
• Возможностью нагрева воды.

Котлы верхнего горения

Твердотопливные отопительные устройства верхнего горения отличаются длительной работой на 1 закладке топлива. Так, котел ТМ Stropuva, при сертификации в 2003-м году после загрузки 50 кг дров автономно функционировал на мощности 5-6 кВт на протяжении 31 ч.

За счет чего осуществляется автономная работа?

Отсутствие зольника и колосника как класса. В нижней части — глухой поддон, исключающий сгорание топлива внизу (для поддержания заданной температуры используется технология верхнего горения).

Цилиндрическая форма топки. Воздушные массы подаются сверху по центру и способствуют сжиганию верхней прослойки дров.

Подвижность распределителя воздуха в топке: при загрузке дров он поднимается; в процессе сжигания его подпирает топливо, затем распределитель опускается по мере сгорания дров. Так насыщенный кислородом воздух в любое мгновение передается к верхней прослойке горючего.

В зоне, где осуществляется подача воздушных масс, углеводороды частично окисляются. Продукты горения вместе с золой перемещаются наверх топки: они отделены от зоны первичного сгорания массивным металлическим диском.

За диском по известному пиролизному газу происходит смешение с атмосферным воздухом; летучие продукты сжигания догорают, передавая оставшееся тепло теплообменнику.

На входе в камеру, где дожигаются летучие компоненты топлива, установлен авторегулятор тяги, позволяющий определить температуру теплоносителя по тепловому расширению корпусной части и подстроить скорость истечения печного газа.

Теплообменником выступает вся корпусная часть агрегата. Циркуляция воды происходит сверху вниз.

Сложность состоит в удалении золы воздушными потоками, не препятствуя сжиганию топливных масс. После выхода котла в рабочее состояние, допускается догрузка топлива в небольших объемах — например, бытовых отходов.

Как это работает?

Камера сгорания разделена на 2 части. Вверху осуществляется сжигание дров, а внизу остается их запас. Розжиг дров происходит не снизу, как в традиционных твердотопливных устройствах, а сверху. По мере сжигания верхней прослойки, процесс горения переходит на нижний слой топлива, задействованного в этом процессе. Так происходит увеличение времени горения одной закладки топлива. Запас топлива составляет 50 кг.

Воздух подается сверху по оси цилиндра топки, через распределитель воздуха (две пластины — для древесины, трубка — для угля и торфа). Распределитель свободно вращается по вертикали, при закладке дров его поднимают с помощью троса, в процессе эксплуатации он опирается зафиксированной выше балкой из металла на топливо, медленно прогорающее у периферии топки. Верхняя прослойка дров расположена в зоне сжигания и генерации горючего газа.

Над балкой размещен диск из металла (стаскоблин), при его обтекании пламенем и попадании в камеру полного сгорания — цилиндрическое пространство между трубой распределителя воздуха и стенкой топочной камеры, происходит выгорание всех горючих веществ в газах. Над этой камерой размещен цилиндрический бак для нагрева воздуха, по его центру свободно установлена труба распределителя. Прохождение дымовых газов осуществляется через зазор между ее стенкой и внутренней стенкой агрегата, далее они удаляются через дымоходный патрубок сбоку.

При сгорании угля в нижней части воздушной камеры открывается клапан для дополнения вторичным воздухом камеры полного сгорания. У входа в воздушную камеру (вверху агрегата) предусмотрена битепловая регулировка тяги, основанная на определении температурного режима по тепловому расширению корпусных элементов агрегата. Настройка происходит вручную пользователями. Забор воздуха из помещения происходит напрямую или через коробку с вентиляционным устройством.

Для равномерности сжигания дров, агрегаты длительного горения включают специальное металлическое устройство, нагнетающим сверху воздух прямо на верх топлива. Доставка воздуха осуществляется под действием вентилятора и пульта. При этом, дрова тлеют, но не горят. Этому способствует дефицит кислорода, подаваемого в камеру сгорания через подвижные сопла, а объем подачи кислорода контролирует автоматика. Сжигание топлива в камере происходит поэтапно, слой за слоем. Конструкция оборудования исключает наличие колосника и зольника, в поддоне нет элементов, поддерживающих горение.

Нагрев воды приводит к ее циркуляции снизу вверх по цилиндрической конструкции вокруг всей топки, дверцы (прорезанной в нижней части агрегата по высоте), дымохода (вверху) и дверцы чистки (внизу). Не рекомендуется превышение расчетного расхода воды, что может привести к выпадению конденсата внутри оборудования.

Для сгорания топлива только в нужной зоне, важно обеспечить герметичность дверцы чистки, закрывать ее сразу после загрузки дров поверх углей.

Таблица сравнения с другими отопительными системами:

Преимущества систем

Период сжигания дров/угля определяется параметрами топливника и не имеет ограничений. Принцип работы соответствует модификации пиролизного агрегата, что свидетельствует о высоком КПД за счет полного сжигания топливных масс, без остатка.

В устройствах отсутствует сложная автоматика, что определяет их отказоустойчивость.

С 2007 году Литве разработали серию универсальных устройств, способных функционировать за счет дров и угля. Чуть позже подобные агрегаты появились и у других производителей, включая российских.

Экономия пространства достигается за счет конструктивных особенностей агрегатов, которые при высоте близко 2 м, занимают минимальную площадь полезного пространства. Это удобный вариант для тех, кто планирует оборудовать маленькую котельную, где не поместится обычное твердотопливное оборудование.

Подача воздуха в топливник происходит сверху вниз. В верхней камере воздух прогревается до максимальной температуры, поступая ниже, способствует максимально полной реакции с дровами. Так образуется максимально высокий КПД, он варьируется в диапазоне от 10 до 100% номинальной мощности. Из этого следует очередное преимущество агрегатов – отличная способность обогрева помещения любой площади. Исходя из габаритов отапливаемого здания, котлы функционируют на 1-й закладке по несколько суток. Это позволяет исключить необходимость часто загружать топливо.

Долговечность приборов достигается за счет особенностей их формы. Для их изготовления служит высококачественная, плотная, жаропрочная сталь. Особенности конструкции определяют нестационарное размещение очага горения дров. Он плавно передвигается сверху вниз, исключая перегрев металла более, чем на 400 гр. Все элементы системы, имеющие высокий риск выхода из строя, являются съемными, что позволяет их сменить по мере надобности.

Если одного котла не хватает отопления большого помещения, допускается использование дополнительного устройства.

Основные недостатки

Как выбрать котлы на твердом топливе длительного горения? Отзывы покупателей указывают на ряд недостатков:

• Чувствительность к температуре теплообменника приводит к выпадению конденсата и образованию коррозии при повышенной скорости циркуляции. Твердотопливные чугунные устройства подвержены действию конденсата меньше, чем стальные.
• Не всегда наддув справляется со сгоревшим пеплом. Увеличение его объема приводит к падению теплоотдачи отопительного прибора. Дровяные котлы с естественной циркуляцией требуют постоянного вмешательства кочергой.
• Быстрое сгорание расположенной в пламени опорной палки и диска для отсечения зоны горения горючего в области дожигания летучих элементов.
• Крупные фракции топлива, включая не расколотые полена, не рекомендованы к использованию, что выступает препятствием для верхнего сжигания дров. Исключена подача влажного топлива. Важно обеспечить максимальную просушку дров.
• Сложность розжига дров при неполной загрузке топки (из-за больших габаритов).
• Высокая цена.

Разновидности устройств

Твердотопливные котлы длительного горения отличаются от обычных устройств только принципом работы, в остальном их классифицируют по аналогии с традиционными отопительными системами:

Мощность агрегатов определяется их назначением. Линейка литовской продукции Stropuva варьирует от 7КВт. Маломощные изделия идеально подходят для монтажа в небольших частных домах. Украинские Бураны вырабатывают до 40 кВт. Выбирая российские устройства для крупногабаритных помещений, оптимальным решением станет модель КТ-2Е мощностью в 95 КВт. Польское оборудование Логика может похвастаться производительностью в 200 кВт теплоотдачи, что позволяет обогреть площадь близко 2000 м кв. Их используют для отоплении теплиц, мастерских и офисов. Примечательно, что под брендом Logica выпускаются и немецкие устройства Будерус. Их делают поляки для немцев.

Корпус и теплообменник изготавливают из стали и чугуна. Чугун отличается длительностью эксплуатации. Это позволяет разработчикам чугунных теплообменников для обогревателей Виадрус Лигнатор предоставлять 5-летнюю гарантию. Недостатком их использования выступает ограниченная механическая прочность — толщина стенок и вес: младшие модификации Лигнатора имеют массу в 369 кг. К сравнению — стальной агрегат Дон КС-Т 16 РТ при увеличенных параметрах мощности имеет вес в 160 кг. Сталь имеет разные сорта: от простейшей, до жаростойкой. Часто используется защита топливника с использованием шамотного кирпича. Он служит для изготовления отопительных приборов Прометей, изготовленных новосибирским заводом Сибэнерго.

Твердотопливные котлы способны обеспечить дополнительное снабжение помещения горячей водой. Это требует использования проточного теплообменника для подогрева воды или использования накопительной емкости. В первом случае агрегаты с водяными контурами должны соответствовать критериям большей эффективности и тепловой мощности.

Время сгорания топлива дровяного котла достигает до 31,5 часов и более (при установке минимального режима работы). Устройства, способные перерабатывать уголь, отличаются сроком сжигания одной закладки до 3 суток. КПД достигает до 85%.

Каталог с ценами

Отзывы пользователей

Ольга Филатова, 34 года, Красноярск

Как заядлая дачница, я могу со 100% уверенностью сказать, что твердотопливные котлы Stropuva — эффективное решение для частных домов. К тому же они являются авторами запатентованной технологии, если верить официальным источникам, то их история возникновения проходила в ряд этапов:

В 2004-м разработка «Способа подачи и распределения воздуха в камере горения» запатентована Евразийской организацией (автор Edmundas Strupaitis).

В 2003-м при сертификации агрегата Stropuva загрузки дров 50 кг при отдаче в 5—6 кВт хватило на 31 час.

В 2007 году Stropuva запустила производство сертифицированных универсальных устройств, работающих на угле и дровах.

В октябре 2008-го произведена 1-я поставка отопительных систем Stropuva в Россию (СПб).

За агрегаты StropuvaS20 компания получила медаль на конкурсе «Лучший продукт года», проведенном в 2008-м КПЛ.

Андрей Буйнов, 43 года, Новосибирск

Твердотопливные котлы верхнего горения высоко позиционируют на рынке, благодаря длительной эксплуатации в автономном режиме и экономичным расходом топлива, а высокая стоимость и технические недоработки, думаю, с ростом конкуренции решатся в дальнейшем.

А пока мы можем наслаждаться бытовыми водогрейными агрегатами, выпускаемыми литовской фирмой ЗАО «Стропува и Ко» и аналогами:

• компании VakaroRasa (Литва, прибор Liepsnele);
• Cморгонского завода оптического станкостроения (Беларусь, серия оборудования БКТТ);
• ПП «ХАНЕСТ» (Украина, модельный ряд Бурана П-12).

Александр Грабов, 45 лет, Ульяновск

В прошлом году весь зимний отпуск провел с семьей на даче, где несколько лет назад поставил котел Stropuva — очень удобное решение для тех, кто ищет неприхотливый агрегат мощностью от 7 до 40 кВт. При выборе прибора, следует помнить, что модели StropuvaS7—S40 работают только на дровах и абсолютно не зависят от перебоев электроэнергии, так как рассчитаны на естественную тягу. Серия устройств S10U—S40U универсальна — расходуют и дрова, и уголь, антрацит, брикеты из торфа и опилки, оснащены вентиляционной системой для надува.

Насколько я помню, менеджеры рекомендовали влажность топлива до 30 % и обещали КПД до 85-93 %. Одной загрузки хватает на 5-8 часов эксплуатации или 28—31 ч (для дровяных устройств), 4—5 суток (для универсальных систем). Прежний котел у нас работал на одной загрузке от 2 до 8 ч.

Вода нагревается до 70 °C в дровяных конструкциях и 85 °C в изделиях, работающих на угле. На входе рекомендуется температура от 60 °C. Отопительная система может работать как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

Анна Русакова, 38 лет, Нижний Новгород

При выборе агрегатов одинаковой мощности и разных брендов, я рекомендую обращать внимание на ряд параметров:

• Устройства мощностью 12кВт рассчитаны на отопление помещения до 100 м.кв. Не рекомендуется внимать обратным убеждениям.
• Вес твердотопливного агрегата без воды напрямую зависит от количества металла. Покупка тяжелых конструкций свидетельствует об отсутствии экономии на толщине металлических листов и внутренних элементах устройства.
• Объем топки и скорость сжигания топлива позволяет судить о длительности автономной эксплуатации устройства, его мощности.
• Объем жидкости и топки также влияет на мощность аппарата.
• Термодатчики помогают регулировать уровень нагрева в обогревателе. При отсутствии возможности контроля температуры имеется риск закипания воды, что приведет к высокому давлению и повреждении труб или радиаторов.

Пример: котел №1 и №2 от разных разработчиков с заявленной мощностью 12кВт.

Агрегат №1 имеет топку 26л и бак 26 л, но уступает по мощности конструкции №2 с топкой 35л и емкостью 30л. Прибор №1 позволяет достигнуть показателей мощности агрегата №2 за счет времени сжигания дров. Тогда устройство №1 за счет 1 загрузки будет работать 5 ч, а оборудование №2 на 1 загрузке обеспечит 8 ч эксплуатации. Агрегат №2 позволяет увеличить параметры мощности до 16кВт путем сокращения времени горения топлива с 8 до 5 ч. Твердотопливные отопительные устройства мощностью от 10 до 150 Квт обеспечивают прогрев помещений площадью 700 – 1450 м.кв.

Евгений Сурков, 41 год, Ростов-на-Дону

Если верить местным форумам, покупка котла верхнего горения оправдана за счет ряда особенностей:

• Подача теплого воздуха в камеру осуществляется рекуператором, он четко дозируется.
• Наиболее эффективна телескопическая форма агрегата, где теплый воздух попадает в зону горения через рассекатель, расположенный внизу оборудования.
• Описанные выше особенности позволяют снизить восприимчивость к содержанию влаги в топливе, так как оно предварительно нагревается горячим воздухом и просушивается.
• В энергонезависимых устройствах термомеханика способствует регулировке температуры теплоносителя, что определяет независимость от электросети.
• Устройства экологически безопасны за счет минимального выброса вредных веществ в окружающую среду.

Ориентируясь на соотношение цена/качество, я бы выделил польский продукт Wichlacz Идмар. Идмар — устройства украинского изготовления, созданные по лицензии Wichlatz.

Алена Погребная, 37 лет, Воронеж

Долго не могли определиться с выбором твердотопливного котла длительного горения, и решили отдать предпочтение модельному ряду «Candle» («Свеча») от литовской компании AREMIKAS. Среди основных характеристик можно отметить большую топку при небольшом слое сжигаемого топлива в 10 – 15 см, длительность загрузки длится от 7 до 34 часов. КПД варьирует в пределах 85 – 92%, при мощности 5 – 35 кВт.

На местных форумах часто указывают на отсутствие сложности в чистке прибора с частотой 1 – 3 р. в месяц, и возможность выбора большой мощности для крупногабаритных помещений, например 18, 25, 35 кВт. Удобно, что предусмотрена возможность модуляции мощности, например Кендл 35 кВт может функционировать в диапазоне от 10 до 35 кВт. Это исключает необходимость комплектации отопительной системы аккумулирующей емкостью и дополнительными автоматическим устройствами. Отсутствие электронных блоков обеспечивает энергонезависимость. Для достижения высокой эффективности работы котла служит устройство MSI Compact:

Источники: http://znatoktepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/osobennosti-tverdotoplivnyh-kotlov-s-funktsiej-verhnego-goreniya.html, http://remoo.ru/otoplenie/kotly-dlitelnogo-goreniya-na-drovah-svoimi-rukami-zagruzka-24-chasa/, http://aqua-tehnik.ru/kotly-na-tverdom-toplive-dlitelnogo-goreniya-cena

Как вам статья?