Самые экономные твердотопливные котлы: как выбрать, можно ли сделать прибор самостоятельно

Фундамент под чугунную конструкцию


создания фундамента

Фундамент имеет ещё одной свойство – он защищает напольное покрытие и саму конструкцию пола от влияния повышенной температуры. Отличным материалом станет жидкий кирпич или так называемый бут. Эти элементы не воспринимают температуру, а потому не скапливают тепло. Своими руками для создания дополнительного фундамента понадобится всего лишь монолитная плита из этих материалов.

Заменой этой конструкции становится ножки, которые привариваются к днищу котла. Дабы спрятать их от постороннего взора, рекомендуется их заложить кирпичом.

Таким нехитрым способом можно создать котёл своими руками. Единственным требованием к строителям является изучение чертежа и материалов. Внимательное изучение видео позволит получить ответы на важные вопросы, понять суть работы и её специфику, получить итоговый вариант идеального изделия для обогрева помещения на постоянной основе или же во время посещения дачи. Если правильно сделать котёл, то он будет много времени согревать не только тело. Но и душу. Ведь каждый мастер должен гордиться своим творением, каким бы оно ни было.

Какими дровами лучше топить

От породы дерева сильно зависит теплоотдача отопительного прибора и время горения.

На молекулярном уровне древесина состоит из множества пустых клеток со стенками из древесного вещества. Плотность этого древесного вещества (стенок) у всех пород дерева одинаковая, а вот размер клеток — разный.

Чем меньше размер клеток, тем выше плотность древесины и каждый её квадратный сантиметр содержит много горючего древесного вещества. И наоборот: чем больше размер клеток, тем меньше плотность дерева. Оно содержит много воздуха и мало горючего древесного вещества.

Представьте что круг это 1 квадратный сантиметр древесины. В первом случае клетки маленькие и стенок между ними много. Во втором случае количество клеток и стенок меньше, а пустот, которые заполнены воздухом – больше. Плотность у такой древесины невысокая.

Какие выводы можно сделать:

  1. Менее плотные дрова быстро горят. При горении дров высвобождается воздух, который подпитывает горение. Чем больше воздуха, тем дрова горят быстрее и менее равномерно.
  2. Плотные дрова выделяют больше тепла, так как на единицу объема они содержат больше горючего древесного вещества.
  3. Плотные дрова оставляют больше углей, которые долго тлеют. Мягкие породы дерева хуже держат форму, рассыпаются на маленькие угольки и быстро гаснут.

Всю древесину делят на три категории плотности: малую, среднюю, высокую.

Плотность

Породы дерева
Малая плотность 0,15 – 0,55 г/см 3
Ель, Ива, Осина, Сосна, Липа, Ольха, Пихта Сибирская, Тополь

Средняя плотность 0,56 – 0,70 г/см 3
Клен, Орех, Береза, Вишня, Лиственница, Бук, Дуб, Платан, Груша, Яблоня

Высокая плотность 0,75 – 1,08 г/см 3
Ясень, Слива, Самшит, Хурма эбеновая, Акация

Преимущества и недостатки

Преимущества применения:

  • при сгорании дров невозможно получить такую высокую температуру, как в процессе сгорания пиролизного газа (особенно, если дрова содержат много влаги);
  • при помощи контроллера управления мы без особых трудностей можем автоматизировать работу пиролизного котла, так как процесс сжигания пиролизного газа легко поддается управлению и регулированию;
  • для сжигания дров или угля необходимо гораздо больше вторичного воздуха, чем для сгорания древесного газа. Поэтому при одинаковом объеме вторичного воздуха КПД сгорания древесного газа, длительность и температура горения будут больше;
  • выброс вредных веществ пиролизных котлов в атмосферу сведен до минимума, поэтому пиролизный котел – это практически экологически чистый источник тепла;
  • твердотопливные котлы пиролизного горения нуждается в очистке от золы крайне редко;
  • пиролизные котлы могут работать очень долго(до 15-и часов) на одной закладке дров, при том, что обычные твердотопливные котлы нуждаются в дозагрузке каждые 3-4 часа.

Если же говорить о недостатках такого типа агрегата, то, помимо цены, которая является платой за повышенный КПД, и более сложной конструкции, ведь пиролизные котлы на 30-35% тяжелее обычных, так как металла для их изготовления требуется больше, другие «минусы» несущественны.

Для максимальной эффективности работы влажность дров должна быть не более 20%. Если дрова влажные, при их горении образуется пар, который снижает газовыделение и приводит к отложению дегтя и сажи. В результате, КПД котла падает, и возникает необходимость в его чистке.

Большинство пиролизных агрегатов имеют электронное управление.

Следовательно, возникает необходимость в использовании электричества для работы контроллера, который управляет вентилятором и дымососом.

Пиролизные котлы с естественной тягой существуют, но они требуют очень высокого и мощного дымохода, поэтому такие модели непопулярны.

Необходимость заполнения топки на 50-100% – только в этом случае будет поддерживаться высокий КПД котла.

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения хоть и дороже раза в два от обычного твердотопливного котла, но отличаются возможностью экономного использования топлива с максимальной эффективностью, которая значительно выше чем от сгорания угля и древесины в обычных агрегатах.

Устройство и принцип работы

В основе принципа длительного горения лежит снижение скорости сгорания топлива за счет уменьшения подачи воздуха. Кислород в первичную камеру сгорания подается в количестве, достаточном для тления, но не обеспечивающем интенсивное горение.

Во время медленного окисления древесины выделяются газообразные углеводороды, получившие название пиролизных газов. Сам процесс органического разложения древесных волокон под действием высокой температуры называется приролизом.

Дожигание продуктов окисления во вторичной камере на длительность горения топливной закладки не оказывает существенного влияния, однако существенно увеличивает общую эффективность работы котла на дровах. Это связано с тем, что при сгорании вторичных газов выделяется значительно больше тепловой энергии чем при интенсивном горении дров.

Энергозависимые установки длительного горения

Компоновка дровяных котлов длительного горения предполагает расположение основной топочной камеры непосредственно над зоной сжигания вторичных газов, а сообщение между ними осуществляется через специальные керамические форсунки, способные работать при температуре от 800 до 1000 С. Днище главного топливного отсека оборудовано специальной термостойкой постелью, чаще всего из шамотного кирпича или керамобетонных блоков.

Направленное движение воздуха (тяга) обеспечивается с помощью нагнетающего вентилятора, от частоты вращения которого зависит количество кислорода в рабочей зоне. На основании данных, полученных от температурного датчика, автоматическая система управления (АСУ) может увеличивать или уменьшать угловую скорость крыльчатки. К достоинствам такой схемы можно отнести высокую точность регулировки. Кроме этого, воздух, проходя через верхний топочный бункер, нагревается, что упрощает процесс воспламенения пиролизных углеводородов.

Интенсивность циркуляции теплоносителя в отопительном контуре регулируется насосом, который также подключается к АСУ. Если температура теплоносителя снижается, автоматически увеличивается подача воздуха.

Точность регулировки и экономичность энергозависимых дровяных котлов отопления длительного горения обеспечивают значительную экономию дров, что за весь отопительный сезон выливается значительную сумму. Однако не следует сбрасывать со счетов тот факт, что при отсутствии электропитания, такой котел становится бесполезной грудой металлолома, поскольку естественная тяга в таких конструкциях, как правило, не предусматривается.

Энергонезависимые дровяные котлы длительного горения

Несмотря на то что экономичность и производительность таких установок заметно ниже, чем установок оснащенных АСУ, они совершенно не зависят от наличия электроэнергии, что является их существенным плюсом. К недостаткам таких систем относится, прежде всего, сложность настройки.

У такого котла на дровах регулировка подачи кислорода производится открытием специальной заслонки, имеющей кинематическую связь с биметаллическим терморегулятором, расположенным на верхней крышке изделия.

После розжига дровяной закладки и получения устойчивого горения заслонку приводят в рабочее положение, уменьшая тем самым количество воздуха в первичной камере сгорания и обеспечивая оптимальные условия для химико-термического окисления древесного горючего. Горячие пиролизные газы, под действием естественной тяги, поступают в верхнюю камеру сгорания, где смешиваются с разогретым вторичным воздухом, вследствие чего воспламеняются.

Циркулирующий в водяной рубашке теплоноситель быстро нагревается за счет контакта с горячими стенками камеры сгорания. Высокую производительность таких конструкций обеспечивает большая площадь теплообменника.

Отопительные котлы на дровах обратного горения

Главной особенностью таких устройств является то, что процесс первичного сжигания происходит в направлении от верхних слоев к нижним.

Конструкция представляет собой вертикально расположенный цилиндр со штоком и прижимным диском, обеспечивающим равномерное распределение воздуха по всей поверхности горения.

Образовавшиеся в результате пиролиза газы поступают в верхнюю часть корпуса, где смешиваются с предварительно разогретым вторичным воздухом и воспламеняются. Раскаленная боковая поверхность непосредственно контактирует с теплоносителем, поступающим в контур отопления через выходной патрубок. Для большей эффективности, прибор может быть установлен в защитный кожух, а образовавшаяся полость заполнена пенополиуретаном или другим негорючим теплоизолятором.

Не допустите повышенный режим горения дров

Есть три режима горения дров: пониженный, повышенный и оптимальный.

При пониженном режиме дрова сгорают не полностью и образуют много сажи. При повышенном вы расходуете дрова впустую: часть тепла улетает через дымоход, так как теплообменник и помещение не успевают отбирать его полностью. Это возникает в двух случаях: вы используете слишком много дров или подаете много воздуха. Нужно уменьшать объем закладки или тягу.

Лучший вариант, когда дрова горят в оптимальном режиме: не слабо и не сильно. Самый простой способ определить режим горения – использовать индикатор горения, который в режиме реальном времени показывают текущий режим. Если температура дымовых газов более 320 градусов, то дрова горят в повышенном режиме.

Индикатор горения в реальном времени определяет температуру дымовых газов и режим горения

№2. Разновидности

При схожей общей схеме устройства разные виды твердотопливных котлов имеют некоторые нюансы в конструкции. Весь существующий ассортимент можно поделить на такие виды:

  • классические, или традиционные котлы;
  • пиролизные, или газогенерирующие котлы;
  • котлы длительного горения;
  • пеллетные котлы.

Классические твердотопливные

Такие котлы во много напоминают обычные печи. Тепло тут получается в результате пламенного горения топлива. В качестве последнего используют, как правило, дрова или уголь. Топливо подается через одну дверцу, а через другую – котел очищается от золы и прочих продуктов неполного горения. Традиционные котлы могут иметь как чугунный, так и стальной теплообменник, используются обычно в системах с естественной циркуляцией.

Хоть КПД данного рода устройств не самый высокий, их ценят за надежность, ведь в конструкции котла минимум электронных элементов, которые могут выйти из строя. Единственный элемент автоматизации – регулятор температуры, но и он работает по механическому принципу. Классические котлы долговечны и редко требуют ремонт.

Пиролизные

Пиролизные (газогенераторные) котлы устроены несколько более сложно. В их конструкции присутствует две камеры сгорания. В первую кладут твердое топливо (дрова), при высокой температуре и дефиците кислорода происходит процесс пиролиза с высвобождением пиролизного газа. Он переходит во вторую камеру, где сгорает и отдает тепло теплоносителю. От дров остается только древесный уголь.

Температура сгорания пиролизного газа выше, чем у дров, что обеспечивает повышение КПД котла до 90%. Если учесть и тот факт, что процесс тления древесины проходит медленнее, чем ее сгорание, то можно говорить о еще одном преимуществе – одной закладки топлива хватит на 10-13 часов (для классических котлов этот показатель – 5-7 часов). В качестве топлива используют древесину твердых пород и невысокой влажности (не более 20%).

Длительного горения

Данный вид котлов во многом напоминает пиролизные, но отличается некоторыми техническими особенностями. Твердое топливо тлеет в первой камере, образует газы, которые догорают во второй топке. При этом в процесс тления и горения вовлекается только верхняя часть топлива. За счет этого загружать его приходится реже, а КПД растет. Одной загрузки дров хватит для того, чтобы котел работал двое суток. Главный недостаток – высокая стоимость оборудования.

Пеллетные

Их часто называют также автоматическими котлами. По принципу действия они мало чем отличаются от традиционных, но кроме топки, у них есть бункер для хранения запаса топлива. Это значит, что ненужно будет часто подходить и закидывать топливо в топку вручную – все  сделает автоматика. Между загрузками запаса топлива может проходить около 7 суток. Кроме того, такую систему можно очень точно отрегулировать под себя. Топливо считается одним из самых экологичных на данный момент. Пеллеты – это гранулы, которые производят из древесных отходов (опилки, стружка и т.д.). КПД таких систем 91-95%, единственный минус – высокая цена котлов.

Виды устройства, которые можно создать самому

Котёл следует начинать строить с задумки. Первым этапом должен стать выбор вида создаваемого изделия. В ряде случаев можно подобрать вид по имеющимся деталям, по особенностям конфигурации оборудования, а также по личным потребностям создателя. Только после рассмотрения собственных возможностей, следует подбирать чертежи. В конечном результате следует выбрать котёл длительного горения по параметру направления сгорания топлива:

  • Нижнее. Топливо поджигается снизу (таким способом работает большинство котлов).
  • Верхнее. Топливо загорается вверху и постепенно сгорает к нижнему уровню.

Котлы с нижним направлением горения можно разделить на два вида:

  • Традиционный. Подаваемые твердотопливные элементы возгораются и сжигаются в одном отделении. Выход дыма осуществляется с помощью стандартной трубы для вывода дыма.
  • Шахтные. Здесь имеется две камеры. Одна служит для подачи топлива, а другая является теплообменником.

Также рассматривается несколько вариантов по способу сжигания. Котёл может иметь стандартную схему поглощения топлива. Здесь процесс осуществляется таким же способом, как и при стандартных обстоятельствах. Ярким примером является печь в частном доме. Котёл с пиролизным сжиганием имеет особую схему, которая подразумевает выделение древесного газа с последующим его воспламенением.

Немаловажным отличием является и теплообменник. Этот элемент изготавливается по особой технологии. Существует несколько способов решения вопроса с его созданием. Помимо особенностей теплообменника котёл для процесса горения может использовать уголь и дрова, или только один из представленных вариантов топлива. В этом случае следует заранее рассчитать резонность использования определённого топлива. От этого выбора будет зависеть конструкция самого изделия.

6 Дешёвая конструкция из кирпича и металла

Он изготавливается с применением:

  • металлических листов;
  • листового металла с врезкой труб;
  • только из труб.

На прочный бетонный фундамент устанавливается поддувальная камера с колосником. Затем ставится теплообменник и вокруг обкладывается качественным кирпичом. В процессе кладки встраиваются две дверки. Нижняя монтируется на уровне, удобном для закладки и поджога дров, а также для очистки топки и поддувала от золы. Через верхнюю дверцу, которую можно поставить на лицевой плоскости прибора или сверху в виде люка, загружаются дрова, уголь или пеллеты.

Теплообменник необходимо выставить так, чтобы выход горячего теплоносителя располагался в самой высокой точке. Это препятствует образованию воздушных пробок в системе, благодаря чему улучшается циркуляция воды. Кладку из кирпичей выполнять с перевязкой швов для большей прочности стенок, которые должны выступать над теплообменником на 3 см. Дымоотвод можно выложить из кирпича или установить металлический.

Принцип работы

Схема работы таких котлов основывается на особенности твердого топлива тлеть несколько часов, производя при этом большое количество тепловой энергии. Характерно, что топливо в таком случае сжигается более полно, а количество отходов, как следствие, заметно снижается.

Чертеж котла

Основным элементом котла является топка, где горение ограничено, а интенсивность подачи воздуха контролируется при помощи специальных приспособлений. Топливо загружается два раза в сутки большими порциями, после чего медленно тлеет (ограниченное количество кислорода не позволяет ему полноценно гореть).

Труба, посредством которой выводится дым, пропускается через теплообменники и нагревает жидкость в отопительной системе. Выходит, достаточно лишь каждые 12 часов загружать топливо для бесперебойного обогрева дома.

Схема котла

Критерии выбора

Современные котлы различаются по многим признакам, и при выборе следует отталкиваться от нескольких основных критериев. Несмотря на большой вес и крупные габариты, такие установки продолжают пользоваться спросом. В первую очередь это обусловлено их доступностью.

Тип топлива

Приобретая установку, нужно выбрать, от какого вида топлива она будет функционировать. Современные приборы работают на обычных дровах, торфе, различных видах угля и так далее.

Выбор определенного типа сырья влияет на теплоотдачу, длительность работы от одной закладки и комфорт эксплуатации. Если используется древесина, то предпочтение стоит отдать лиственным и мягколиственным породам.

Топливо следует хранить в проветриваемом помещении. Для этого отводится отдельное закрытое место, куда не попадают осадки. Некоторые сорта древесины плохо горят, а другие и вовсе могут закладываться не высушенными. У каждой породы свой показатель теплотворной способности.

В последнее время большим спросом пользуются установки, работающие на брикетах — прессованных отходах древесины или торфа. Это экологичные ресурсы, не дающие искру во время возгорания. Брикеты также следует хранить в защищенном от осадков месте.

Преимущества пеллетных котлов:

  • экологичность;
  • не остается отходов;
  • доступность;
  • высокий показатель теплопроводности.

Пеллетами называют прессованный материал растительного происхождения. Их характеристики аналогичны каменному углю, который сейчас не так сильно распространен, так как в ходе сгорания выделяет осадок и серу. Для его хранения также следует обеспечить определенные условия: защиту от дождя и снега, влажность не более 75 %.

Вес

Стальные изделия уступают по весу чугунным примерно на 17 %. Значит, стоимость их будет ниже. К тому же, их проще установить. Чугунные модели долговечнее и надежнее, но для их установки нередко требуется специальный фундамент. Стальные аналоги лучше противостоят температуре, но если начнут ржаветь, отремонтировать их уже не получится.

При выборе материала следует исходить из того, в какой климатической зоне будет эксплуатироваться оборудование. Если температура не «прыгает», то предпочтение лучше отдать чугунному изделию.

Мощность

Мощность — ключевой параметр, по которому выбирается агрегат.

Существует 2 простые формулы:

  1. 1 кВт мощности необходим для обогрева 10 м2 площади помещения, с условием, что потолок будет не выше 3 метров. Таким образом, чтобы обогреть жилье размером 200 м2, мощность установки должна быть не менее 20 кВт.
  2. Учитывается не только объем помещения, но и качество теплоизоляции. Для выражения ее степени рекомендуется пользоваться простыми коэффициентами. При плохом утеплении дома или больших оконных проемах коэффициент будет равен 60. При монтаже качественной теплоизоляции он составит 40. Формула не представляет собой ничего сложного. В качестве примера возьмем помещение без утепления площадью 200 м2 с высотой потолков 2,5 м. Расчет выглядит так: 200 × 2,5 × 60 = 30000 Вт (36 кВт).

Более точной является вторая формула, так как она учитывает энергосбережение.

Объем загрузочной камеры

После того, как будет известна необходимая мощность оборудования, следует определиться с габаритами котла, а именно — объемом топки. От этого зависит, насколько быстро агрегат обогреет помещение.

Для определения полезного объема следует сделать 1 загрузку топлива и понять, какая мощность обогрева получилась при его сгорании. Учитывается также интервал дозагрузки. Определенную роль играет и материал, из которого изготовлена топка. В стальных моделях соотношение будет следующее — от 1,6 до 2,6 л/кВт, в чугунных — от 1,1 до 1,4 л/кВт.

КПД

Это показатель эффективности.

Здесь все зависит от вида котла:

  • стандартные — до 76 %;
  • универсальные — до 82 %;
  • пиролизные — до 85 %;
  • пеллетные — до 95 %.

Как видно из списка, самый лучший коэффициент полезного действия будет у пеллетного оборудования. Однако, учитывая эту особенность, нужно понимать, что топливо горит по-разному. Древесина может сжигаться дольше, нежели пеллеты, соответственно тепла будет больше, хоть и с меньшей интенсивностью.

Модели, чей КПД выше, в конечном счете оставляют меньшее количество золы, а значит, и чистить их проще.

О стоимости готовых моделей для отопления твердым топливом

Если изготовить котел длительного горения не получается или просто нет желания, то можно приобрести готовую конструкцию. Необходимо признать, что модели для обогрева больших помещений обойдутся недешево. В таблице можно ознакомиться расценками на котлы Stropuva.

Можно оценить стильный дизайн котла Stropuva

Таблица 1. Расценки на котлы Stropuva

МодельМощность в киловаттахСтоимость в рублях
S-8U870 000
Stropuva S-8U
S-15U15116 000
Stropuva S-15U
S-20U20123 000
Stropuva S-20U
S-40U40142 000
Stropuva S-40U

Stropuva S-40U

Статья по теме:

Хотя цена на конструкции достаточно высоки, при длительной эксплуатации они себя оправдывают. Представленные модели имеют достаточно стильный дизайн, поэтому проблем с внедрением в общий дизайн помещения не возникает.

Основные преимущества продукции Stropuva

Виды твердотопливных котлов для отопления частного дома

  1. Двухконтурные. Используются для отопления дома и подогрева системы водоснабжения в кухне и санузлах.
  2. Одноконтурные. При работе выдают тепло только для обогрева помещений.
  • традиционные или классические;
  • пеллетные;
  • длительного горения;
  • пиролизные или газогенераторные дровяные.
  • чугунные;
  • стальные.

Пеллетные

  • не требуют постоянного внимания и трудоемкого обслуживания;
  • КПД доходит до 85 %;
  • длительность функционирования ограничивается только размером бункера для автоматической подачи сырья;
  • оснащены регулятором температуры и датчиком, отслеживающим уровень нагрева внутри.

Пиролизные (газогенераторные)

  1. Первая. Сушка древесины.
  2. Вторая. Процесс дегазации, во время которого при сгорании топлива 85 % веществ переходят в горючее газообразное состояние, а 15 % — в древесный уголь.
  3. Третья. Фаза сгорания, при которой температура достигает 600 градусов. Горючие газы окисляются и воспламеняются, в результате чего образуется слой горящего древесного угля. Когда достигается 900 градусов и до порога в 1000 низкие газы активно насыщаются углеродом и поддерживают требуемую температуру для того, чтобы древесный уголь разложился.

Преимущества использования водяного котла в кирпичной печке

Одним из ключевых преимуществ является эффективная теплоотдача. также немаловажный факт, что трубы можно подвести ко всем помещениям от трубы.

Котел на водной основе отлично способен совмещаться с разными теплогенераторами. При использовании антифриза система при отключенной печи размораживаться не будет. Помимо всего прочего, водяной котел в кирпичной печке способен работать как при наличии центрального отопления, так и в автономном режиме.

Для типичной русской зимы достаточно будет всего лишь двух топок в сутки для создания комфортной температуры в помещении. Кроме того, температуру можно будет регулировать при помощи современных автоматизированных систем.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий