Принцип работы котла длительного горения на дровах

Дровяной котел длительного горения: правила выбора

Стоимость отопления все время повышается, поэтому неудивительно, что многие владельцы частных домов стараются найти более экономный вариант. Одним из популярных отопительных приборов является дровяной котел длительного горения. Чтобы обогревать помещения с его помощью, нужна только древесина, а поскольку этот ресурс недорогой, то на отоплении можно неплохо сэкономить.

Газово-дровяной котел очень прост и удобен в использовании. Единственным серьезным недостатком является необходимость заправлять его новым топливом каждые несколько часов. Но новые дровяные котлы длительного горения для отопления дома имеют особую конструкцию, благодаря чему одной порции дров хватает на целых 12-14 часов (прочитайте также: “Отопление без газа и дров – выбираем экономную альтернативу”).

Такие устройства могут размещаться в здании, в котельной или отдельной пристройке. Работа отопительного прибора должна контролироваться, поэтому нельзя обогревать помещение в отсутствие человека, который может следить за котлом.

Особенности котлов, работающих на дровах

Котлы на дровах длительного горения отличаются конструкцией, материалом, из которого их производят, и параметрами камеры сгорания. Для изготовления теплообменника этих приборов чаще всего используют сталь или чугун. Каждый из названных материалов обладает достоинствами и недостатками. Например, чугунный теплообменник стабильно работает и долго остывает, но при регулярных резких перепадах температуры может начать разрушаться. Стальные теплообменники более устойчивы к перепадам температур, но подвержены коррозии и служат всего 10-15 лет.

Эксплуатационные особенности дровяных котлов:

  • нагрев теплоносителя происходит неравномерно;
  • угарный газ, выделяемый во время работы прибора, в дымоход не поступает, а является сырьем для выработки горючего газа, чем обеспечивается экологическая безопасность;
  • процесс горения топлива поддается регулированию с помощью подачи воздуха;
  • во время сжигания древесного материала образуется большое количество золы и сажи;
  • для работы котла в помещении должен быть дымоход;
  • необходимо следить за сухостью древесины, поскольку если она влажная, ее энергетические качества ухудшаются;
  • располагать котел долгого горения и топливо нужно вдали от различных поверхностей и приборов, поэтому в помещении должно быть достаточно свободной площади.

Дровяные котлы длительного горения имеют следующие преимущества:

  • высокий КПД, возможность регулирования температуры водоснабжения;
  • отапливать можно различные помещения и строения;
  • возможность использования и комбинирования разных видов топлива (прочитайте также: “Дровяные печи длительного горения: делаем вместе”);
  • отсутствует необходимость подключения к коммуникациям, так как отопительный прибор работает автономно;
  • невысокая стоимость топлива (древесины).

Характеристики дровяных котлов

Твердотопливные дровяные котлы отопления бывают одноконтурными и двухконтурными. Второй тип котлов имеет особенный принцип работы: один контур служит для обогрева, а второй обеспечивает его ГВС.

Разные модели приборов имеют различные технические характеристики, но средние показатели такие:

  • мощность около 100 кВт;
  • при входе в котел температура теплоносителя – не менее 50 градусов;
  • при выходе из котла температура воды – 80 градусов;
  • рабочее давление – 1 атмосфера;
  • масса котла составляет максимум 400 килограммов;
  • в качестве топлива могут использоваться древесина, торф, уголь (прочитайте: “Современные угольные котлы длительного горения для отопления”);
  • максимальная длина дров – 40 сантиметров;
  • КПД составляет не менее 89%, этот показатель изменяется в зависимости от типа и влажности топлива;
  • продолжительность работы в результате одной загрузки дров – примерно 12 часов.

Дровяные котлы отличаются повышенным уровнем безопасности, поскольку на должном уровне защищены от перегрева. Их можно устанавливать в любых помещениях, в том числе в тех, где нет возможности использовать газовый или электрический отопительный прибор. Кроме того, эти устройства не наносят вреда окружающей среде и позволяют сэкономить на отоплении дома.

Принцип работы дровяных котлов длительного горения

Поскольку тление происходит длительное время, в бункере образуется газ, обладающий высокой теплотворной способностью. Он, поступив в камеру сгорания через огнеупорную форсунку, воспламеняется под воздействием кислорода. Во время работы котла сжигается множество тяжелых и опасных соединений, в том числе и сажа. Таким образом, в дымоход не попадают токсичные вещества и не загрязняют окружающую среду, а сгорают, отдавая при этом тепло. В дымоход поступает только негорючий, нетоксичный дым.

В котле топливо перерабатывается согласно принципу верхнего горения, иначе говоря, сначала начинает прогорать верхний слой. Постепенно пламя опускается вниз, тем самым замедляя процесс тления, но увеличивая образование тепла. Длительность работы после одной загрузки топлива изменяется в зависимости от модели котла. В случае поддержки постоянной температуры большинство приборов может работать 1-2 суток. Но существуют и модели, способные функционировать без добавления топлива до 3 суток. Схема подключения дровяного котла показана на фото. Читайте также: “Подключаем тт котел длительного горения своими руками”.

Виды и характеристика котлов длительного горения, подробное видео:

Выбор котла длительного горения

При выборе любого отопительного прибора нужно учитывать множество факторов. Прежде всего, это касается мощности, поэтому необходимо заранее рассчитать, каким показателем должен обладать котел, чтобы эффективно отапливать помещение конкретной площади. Большое значение имеет и КПД прибора.

Затем необходимо определиться с материалом, из которого должен быть изготовлен котел. Чаще всего выбирают стальные и чугунные приборы. От материала зависит вес, принцип отопления и мощность устройства. Читайте также: “Как устроен дровяной котел для отопления частного дома – принцип работы, преимущества и недостатки, установка”.

Перед покупкой прибора нужно убедиться в том, что имеется достаточно свободного пространства для того, чтобы расположить его и хранить запасы топлива. Установка дровяного котла отличается в зависимости от конструкции и завода-производителя. После выбора прибора стоит внимательно его осмотреть, чтобы при наличии дефектов выявить их сразу, а не в процессе эксплуатации. Читайте также: “Какие бывают дровяные котлы отопления – особенности, преимущества”.

Порядок производства котла длительного горения в домашних условиях

Твёрдое топливо (уголь, древесина, торф) — самый доступный и экономичный горючий материал. С его помощью можно дёшево обогреть помещение, но классические печки требуют постоянного добавления дров, что не очень удобно. Поэтому многие владельцы частных домов устанавливают твердотопливный котел длительного горения своими руками. Смонтировать прибор несложно, финансовые затраты минимальны и разрешения от надзирающих служб не требуется.

Принцип работы

Такой котел — это своего рода усовершенствованная твердотопливная печка, которая способна качественно отапливать не только частный дом, но и большие производственные помещения.

Он представляет собой конструкцию с водяной рубашкой, работающую путем замедленного сгорания топлива и обладающую высокой степенью теплоотдачи.

Агрегат состоит из объемной топки, в которой имеется небольшой участок воспламенения. Топливо вносится один раз в 15-20 часов. Отрегулированный поток воздуха, который подается сверху, воздействует на интенсивное горение и плавно переводит его в тление.

Теплый воздух поступает в теплообменник и нагревает воду, а отработанный газ уходит в дымоход. Именно поэтому самодельный твердотопливный котел длительного горения может работать практически непрерывно.

В данном видео рассмотрим производство котлов длительного горения:

Разновидности котлов

Отопительная конструкция, работающая на дровах, является отличной альтернативой газовому агрегату. Можно отметить несколько достоинств таких установок:

  1. Высокая эффективность. Процесс длительного горения обеспечивает высокий КПД, который может достигать 90%.
  2. Экологичность. В процессе сгорания выделяется минимальное количество углекислого газа.
  3. Длительная работа. Большая топка и мощный нагнетающий вентилятор позволяет котлу беспрерывно функционировать на протяжении 7 суток.
  4. Экономичность. Устройство может работать на любом виде твердого топлива при минимальном его расходе.

Современный рынок предлагает большой выбор отопительных котлов. Но все конструкции замедленного горения можно разделить на три вида:

Классические модели могут работать от дров, брикетов и угля. Они оборудованы небольшой топкой, что значительно сокращает время сгорания одной дровяной закладки. Чтобы устройство функционировало сутки, придется вносить топливо около пяти раз. К достоинствам можно отнести низкую стоимость.

Шахтные агрегаты имеют объёмный бункер и довольно широкий загрузочный проём. Для разогрева используют сыпучий материал. Прибор оборудован автоматическим управлением. Длительность работы зависит от того, сколько загружено топлива, но не дольше суток. КПД составляет примерно 70-75%.

Пиролизные установки функционируют до полного выгорания топлива. Обогрев осуществляется за счет сжигания древесных газов, которые выделяются во время медленного тления. Плюсы конструкций — высокая эффективность и быстрый нагрев. Показатель КПД достигает 85%.

Схема и чертежи

Котел длительного горения на твёрдом топливе устроен очень просто. Для его изготовления понадобится цельная труба, бочка или использованные баллоны из-под газа толщиной от 5 мм. В таком случае металл будет выгорать гораздо меньше, а значит, работа прибора будет более длительной и бесперебойной. Высота конструкции должна составлять от 800 до 100 мм, от нее будет зависеть объём загружаемого топлива.

Все отопительные приборы имеют три элемента:

  • загрузочный бункер — это ёмкость, куда закладывается топливо;
  • топочная камера — место, в котором тлеют дрова и происходит генерация газов;
  • зона полного сгорания — закрытый участок, где перерабатываются древесные газы, скапливается угольная зола и отводится дым.

Топка разграничена распределителем воздуха. Сделать его можно из обычного металлического круга толщиной в 5 мм. В центре необходимо проделать отверстие для трубы, которая будет обеспечивать зону горения кислородом. Диаметр и размер распределительного диска должны быть меньше, чем корпус агрегата.

Раньше в основном использовались шахтные агрегаты

Воздух поступает в нагревательную трубу через верхнюю заслонку, а отработанный газ выходит через дымоход, который закреплен в верху конструкции. В нижней части расположена дверца, через неё легко и быстро можно убрать всю накопившуюся золу и пепел.

В построенном своими руками котле долгого горения топливный материал сжигается полностью, поэтому чистить печь часто не придётся. Такие устройства оборудуются точками подачи и отвода воды, на них устанавливаются термометр и регулятор тяги.

Теплоноситель в водяном корпусе подогревается двумя способами:

  1. В первом варианте нужно изготовить выносной бак, внутрь которого помещают трубу. В таком случае отработанный газ, проходя через дымоход, будет подогревать воду.
  2. Во втором трубу теплообменника пропускают уже через камеру сгорания, затем подключают к ней змеевик, который необходимо расположить в накопительном баке. Этот способ обеспечивает большую эффективность, но смонтировать его гораздо сложнее.
Читайте также:  Устройство бесперебойного питания для газовых котлов: как работает, чертежи

Как видно, котел устроен достаточно просто. Поняв принцип работы устройства, подготовив чертёж и инструменты, можно приступать к монтажу.

Руководство по изготовлению

Весь материал, который понадобится во время работы, можно приобрести в строительном магазине или воспользоваться тем, что имеется на собственном участке.

На начальном этапе стоит тщательно изучить чертёж и рассчитать возможные затраты.

Чтобы изготовить котел длительного горения на угле своими руками, необходимо подготовить:

  • металлическую трубу с толстыми стенами диаметром 300-400 мм;
  • стальной лист толщиной 4 мм;
  • две трубы из металла: одну FE 60 мм, другую FE 100 мм;
  • арматуру;
  • нагнетающий вентилятор;
  • сварочный аппарат;
  • шлифовальную машинку.

Все действия выполняют строго по схеме:

  1. В самом начале с помощью шлифовальной машинки разрезают трубу на части (причем одна из них должна быть не меньше метра в длину) и выравнивают края. Затем на одну из сторон приваривают дно, которое вырезают из подготовленного стального листа. Прикрепляют к конструкции ножки, изготовленные из арматурных прутьев.
  2. Затем берут лист стали и вырезают в нем круг. Его диаметр должен быть меньше, чем корпусный. В самом центре просверливают отверстие. К одной из сторон приваривают сварочным аппаратом крыльчатку и делают специальные лопасти, их ширина должна составлять 50 мм. Так получится нижняя часть распределителя.
  3. Далее занимаются верхней стороной: сюда приваривают еще одну трубу (FE 60 мм), а на самом верху устанавливают заслонку, которая будет служить регулятором подачи воздуха.
  4. На отопительном котле снизу вырезают квадратное отверстие, устанавливают дверцу.
  5. На кожухе проделывают круглый проем, приваривают муфту с резьбой, а уже на нее прикрепляют готовую дымоходную трубу.

В самом конце изготавливают специальную крышку, посередине делают проем и вставляют туда распределительную трубу. Собственно, агрегат считается готовым. Как видно из мастер-класса, котлы вполне реально смонтировать самостоятельно.

Принцип работы твердотопливных котлов

Какого бы вида ни был твердотопливный котёл, все имеют высокий уровень коэффициента полезного действия, именно благодаря конструкции и принципу устройства. На этой страничке рассмотрим и попробуем разобраться как работают твердотопливные котлы. Основное отличие между обычными твердотопливными котлами и твердотопливными котлами длительного горения состоит в том, что во втором случае горение происходит намного дольше благодаря принципу сгорания. Итак рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают котлы на твёрдом топливе, чтобы понимать как выбрать котёл.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы. Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой. Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения. Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

Как работает пиролизный котёл. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла построен на процессе разложения твёрдого топлива на пиролизный газ и кокс . Достигается это с помощью недостаточной подачи воздуха. Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которым греется теплоноситель. Благодаря такому процессу в дыму крайне мало вредных веществ, да и сажи и золы незначительно. Так что в случае с пиролизными котлами, так же можно говорить об экологичности.

Итак, рассмотрим подробнее принцип работы пиролизного котла.

  • Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс сжигания в условиях недостаточного количества кислорода. Результатом такого горения являются твёрдые продукты горения и газ: твёрдые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов плюс углекислоты.
  • Принцип работы газогенератора(или пиролизного котла), заключается в том, что такой твердотопливный котёл разграничивает процесс теплотворения на два процесса. Первый, это обычный процесс горения твёрдого топлива, при ограничении подачи кислорода. При дефиците воздуха, твёрдое топливо очень медленно тлеет выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котёл очень просто, механической заслонкой, которая в зависимости от количества воздуха в топке, либо открывается либо закрывается. При этом можно вручную «поддать жару», приоткрывая заслонку.
  • Вторая часть процесса сгорания топлива, заключается в прогорании летучих отходов процесса горения в первой топке. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат горения твёрдого топлива в первой топке.
  • Регулировка при этом, также как и в случае подачи воздуха в первую топку, происходит очень просто. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы он не особо отличается от термостата для водонагревателя.
  • Эффективность пиролизных котлов. На сегодняшний день самые эффективные котлы — те, в которых горение происходит сверху вниз. Конечно, это накладывает определённые сложности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, ведь вторая камера дожига пиролизного газа находится под колосником. Если проще: топливо рассыпается в продукта отходов процесса горения — в золу. При этом образовывается газ, который также дожигается. В результате: максимальное выделения тепла, практически с безотходным процессом горения. Плюс, золу можно использовать как удобрение.

Принцип работы пиролизного котла устроен таким образом, что помимо максимально эффективного сгорания топлива, мы имеем и минимальные отходы процесса горения. Основной минус — это цена пиролизных котлов, но положительных моментов, на самом деле очень много:

  • Минимум отходов и минимальная чистка топки, в сравнении с другими твердотопливными котлами.
  • Долгое время автономной работы без дозагрузок, благодаря экономичной подаче воздуха.
  • Автоматизация процесса горения. Котёл сам регулирует когда увеличивать горение и когда уменьшать.
  • Твёрдое топливо больших размеров подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива проходит практически полностью.

Автоматика и механика твердотопливных котлов.

Несмотря на все уровни контроля за процессами горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств. Именно благодаря тому, что чаще всего температура регулируется механикой, в котлах практически нечему ломаться. Кроме того сама конструкция котлов является простой и надёжной . Потому и монтаж твердотопливного котла своими руками выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам. Даже сделать котельную своими руками можно, но зачем лишние проблемы, если можно всё доверить профессионалам?

Котлы длительного горения на дровах для частного дома

Использование дров в качестве топлива для котлов получило широкое распространение в связи с распадом СССР. Главной предпосылкой для этого послужило активное сворачивание программ газификации сельской местности и пригородных районов.

Отсутствие газовых магистралей послужило толчком для модернизации известной с незапамятных времен печки-буржуйки. Справедливости ради нужно отметить, что современные котлы на дровах длительного горения обладают довольно высоким КПД и могут работать в автономном режиме от 6 до 12 часов. Особое внимание при проектировании твердотопливных тепловых генераторов уделяется созданию оптимальных условий для полного сгорания древесины.

Ниже будут рассмотрены принцип действия и конструктивные особенности дровяных котлов, оценены их преимущества и недостатки. В соответствующих разделах можно найти отзывы владельцев, на практике оценивших дровяные котлы отопления длительного горения, и рейтинг ведущих производителей.

Устройство и принцип работы котла длительного горения на дровах

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 0 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.

Читайте также:  Устройство биметаллического радиатора отопления: как работает, чертежи

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.

Достоинства и недостатки дровяных котлов длительного горения

Если в качестве источника тепловой энергии для отопительной системы дома выбирается котел длительного горения на дровах, целесообразно внимательно изучить его плюсы и минусы.

К достоинствам агрегатов относятся:

  • Доступность и относительно невысокая цена дров;
  • Для монтажа не потребуется обивать пороги газового департамента, получать разрешения, предоставлять проект и т.д.;
  • Широкий ассортимент агрегатов, представленный на отечественном рынке, позволяет без особых усилий подобрать модель необходимой мощности и комплектации;
  • Подключение изделия к отопительному контуру не требует никаких специальных знаний и большого опыта работы;
  • Техническое обслуживание котлов на дровах, как правило, сводится к удалению продуктов сгорания из зольного ящика;
  • При правильной настройке происходит практически полное сгорание древесины, что предотвращает выброс в атмосферу опасных для здоровья химических соединений.

Для объективной оценки твердотопливных тепловых генераторов необходимо отметить и их существенные недостатки, к которым относятся:

  • КПД котла длительного горения, в среднем, на 10–15% ниже чем у газовых и электрических агрегатов;
  • Высокие требования к качеству топлива: повышение влажности дров на 5–10% приводит к снижению производительности на 15–20%;
  • Необходимость оборудования вентилируемого складского помещения для хранения дров;
  • Даже длительное горение одной закладки не отменяет необходимость периодической загрузки топочной камеры.

Из приведенных выше достоинств и недостатков вытекают основные правила использования твердотопливного оборудования.

Особенности эксплуатации котла на дровах

Большое влияние на производительность и экономичность работы отопительных котлов оказывает продолжительность горения одной закладки топлива.

Как добиться длительного горения дров

Максимальную продолжительность горения котла обеспечивают дрова, соответствующие следующим требованиям:

  • Влажность древесины не должна превышать 20–25%, высокая влажность неизбежно приведет к отложениям дегтя на внутренней поверхности топки и дымохода;
  • Длина поленьев зависит от размеров камеры сгорания, оптимальный вариант – использовать заготовки длиной 35–40 см;
  • Твердость древесины должна быть максимальной, поскольку длительность горения твердых пород заметно больше чем у хвойных и фруктовых деревьев.

Ниже приведена теплотворность наиболее распространенных пород древесины:

Теплотворность при влажности 20%, кВт/м 3

Теплотворность при влажности 50%, кВт/м 3

Выбираем лучший котел на дровах длительного горения

Принцип работы дровяного котла отопления, длительного горения

Устройство и принцип работы дровяного котла длительной работы от одной загрузки, направлено на воссоздание подобных условий, в ограниченном пространстве топочной камеры. Дрова не горят в полном смысле этого слова, а тлеют. Увеличивается время работы, а недостаток в тепле, компенсируется за счет дожига выделяемых газов.

В конструкцию котлов длительного горения входят следующие узлы:

    Топочная камера – в устройстве предусмотрено сразу две камеры сгорания. Первая топка (с вертикальной или горизонтальной загрузкой), предназначена для сжигания древесины.
    Вторая камера, используется для дожига вырабатываемого углекислого газа. Чтобы обеспечить полное сжигание газа, топка сделана из шамотного кирпича, что предотвращает потери тепла и способствует поддержанию температуры около 800°С.

Как выбрать дровяной котел с медленным горением

Котлы отопления длительного горения на дровах, предлагаются несколькими отечественными и зарубежными производителями. Конструкция оборудования, как и теплотехнические характеристики, существенно отличаются. При выборе теплогенератора, уделяют внимание следующим параметрам:

  1. Производительность.
  2. Особенности конструкции.
  3. Страна изготовитель.

По перечисленным выше трем параметрам, подбирают подходящую модель котла для бытовых нужд.

Расчет мощности

Правильно подобранный дровяной котел отопления длительного горения, легко справляется с обогревом жилой площади до 400 – 500 м². При выборе учитывают производительность теплогенератора. Расчет мощности выполняют следующим образом:

  1. Высчитывают общую площадь дома.
  2. Делают расчет необходимой мощности котла, используя формулу 1 кВт = 10 м².
  3. Если в конструкции присутствует контур ГВС, к полученному результату добавляют 15-20% запаса.

Приведенные расчеты подходят для зданий со средней степенью теплоизоляции, расположенные в средней широте России и имеющие высоту потолков не более 2,7м. Для помещений со сложной конфигурацией, большим количество оконных и дверных проемов, вычисления проводят с помощью он-лайн калькуляторов.

Конструктивные особенности

Виды котлов длительного горения, принято классифицировать на несколько групп, по следующим критериям:

  • Количество контуров – одноконтурные котлы для отопления на дровах длительного горения, не имеют встроенного змеевика ГВС. Подогрев бытовой воды осуществляется посредством подключения бойлера косвенного нагрева. Это влечет дополнительные расходы на приобретение емкости и ее дальнейший монтаж. Двухконтурные котлы, одновременно нагревают теплоноситель и воду для бытовых нужд.
  • Конструкция топочной камеры – в котлах используется вертикальная и горизонтальная загрузочная камера. Вертикальная топка, подходит для котлов длительного горения на сырых дровах. Используется принцип нижнего сжигания топлива. Сырые верхние дрова, подсушиваются, пока горит нижний слой. Подобная конструкция используется в немецких «Висман», отечественных «Хохловых» и аналогах.

Отдельно стоит выделить котлы, имеющие встроенный бойлер накопитель. Модели данного типа имеют один контур отопления, но предназначены для нагрева теплоносителя и ГВС.

Лучшие производители

Подобрать лучший дровяной котел для отопления своего дома, может быть достаточно непросто, особенно, если учесть, что продукцию выпускают Россия, Австрия, Германия, Прибалтика, Чехия и Польша, и представлена она, как минимум, десятком различных производителей. От страны изготовителя зависит стоимость оборудования, его теплотехнические характеристики и надежность.

Благодаря отзывам потребителей, был составлен следующий рейтинг дровяных котлов длительного горения:

  • Немецкие котлы – оборудование предлагают несколько компаний, среди которых, выгодно выделяются модели Buderus и Viessmann. Продукция полностью автоматизирована, отличается экономичным расходом топлива.
  • Австрийские котлы – выпускаемые модели, практически идентичны по качеству немецким агрегатам. Отличительной чертой австрийских котлов, является максимальная автоматизация и наличие многоуровневой системы безопасности. Продукцию предлагают концерны Froling, Wirbel и др.
  • Чешские котлы – наиболее популярными считаются марки ОРОР и ATMOS. Востребованными остаются универсальные станции, работающие как на дровах, так и на других видах топлива. Судя по количеству продаж, особым спросом отечественного потребителя, пользуются котлы с чугунными теплообменниками.
  • Прибалтийские котлы – российский потребитель смог оценить качество и теплоэффективность латвийских STROPUVA, главным достоинством которых является длительное время работы от одной закладки топлива. В автономном режиме, котел способен проработать больше 2 суток. Конструкция агрегата настолько простая, что местные «умельцы», предлагают схемы устройства для самостоятельной сборки.
  • Российские котлы – первые модели котлов длительного горения, были не совсем удачными, имели множество недочетов в конструкции. В современных моделях, ошибки были исправлены, что позволило увеличить популярность отопительной техники. На данный момент, продукцию предлагают заводы Теплодар, Буржуй-К, Траян и другие. Низкая цена на дровяные котлы отопления длительного горения, неприхотливость к качеству топлива – все это объясняет высокую популярность продукции отечественных производителей.
  • Польские котлы – на рынке представлена продукция производителей: SAS, Defro, Wichlacz. Котлы, практически являются аналогами немецких и австрийских компаний, но по более приемлемой стоимости. Популярность моделей несколько ограничивают сложности с поставками комплектующих и несколько выросшая в последнее время цена агрегатов.

Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

Длительность горения одной закладки дров, составляет от 8 до 24 часов. Период автономной работы зависит от нескольких факторов:

  1. Тип котла.
  2. Качество топлива.
  3. Правильная эксплуатация.

Научиться правильно топить котел, намного легче, чем может показаться на первый взгляд. Во время растопки и дальнейшей эксплуатации, придерживаются требований, указанных производителем в технической документации. После нескольких топок, процесс становится привычным.

Как добиться длительного горения дров

Добиться длительного горения дров можно, тщательно соблюдая рекомендации производителя:

  • Дрова разжигают при полностью открытой заслонке.
  • В режим длительного горения, котел переводят только после достижения температуры 600°С.
  • Влажность дров не должна превышать 20%. Топить хвойными породами дерева не рекомендуется.

Нарушения правил эксплуатации приводит к тому, что от дров в котле образуется смола. Чаще всего, не соблюдают следующие условия:

  • Минимальная температура теплоносителя на выходе не должна опускаться ниже 65°С.
  • Правильно топить котел дровами твердых пород: осиной, буком, акацией, дубом и т.д.
  • Высокая влажность дров приводит к обильному выделению смолы.

Правильная эксплуатация котлов длительного горения, продлевает срок службы техники и увеличивает теплоотдачу.

Как правильно загружать дрова

Розжиг выполняют исключительно сухими лучинками. Использовать бензин или керосин, для растопки дров, запрещается. Время от времени, рекомендуется использовать специальные химические брикеты, удаляющие смолянистые отложения на стенках.

Сколько надо дров на зимний сезон

Устройство котла длительного горения, позволяет экономить на топливе, приблизительно 15-30%, в зависимости от выбранной модели. Примерный расход дров высчитывается следующим образом:

  • Принято считать, что для обогрева каждых 100 м², потребуется 3 Гкал/мес.
  • При сжигании килограмма дров, выделяется 3200 ккал.
  • Чтобы получить 1 Гкал, котлы длительного горения сжигают 312 кг дров.
  • Для получения 3 Гкал, потребуется приблизительно тонна древесины.

В течение отопительного сезона, для обогрева дома на 100 м², нужно 7-8 тонн дров.

Правила и нормы установки дровяного котла продолжительного горения

Установка котла длительного горения проводится с соблюдением норм, распространяющихся на все котлы, работающие на дровах. Во время проведения монтажных работ, учитывают существующие требования ППБ и СНиП:

  • Монтаж выполняют на прочном негорючем основании. Стены и пол облицовывают негорючими строительными материалами.
  • Дымоход проводят с соблюдением противопожарных разделок. В месте примыкания к стене из горючего материала, прокладывают огнестойкий утеплитель. Материал облицовывают стальным листом.

Водяное отопление от котла на дровах длительного горения, подключают к специальным отводам, находящимся на корпусе котла. В инструкции подробно указывается, какой патрубок идет на подачу и обратку водяного контура.

  • Котел с производительностью более 40 кВт, устанавливается в отдельной комнате.
  • Энергозависимые котлы подключают к электроснабжению через стабилизатор и источник бесперебойного питания. Обязательно используют автоматы. Подключение выполняют напрямую от щитовой.
  • В помещении, используемой под котельную, обязательно наличие приточно-вытяжной вентиляции и естественного освещения. При необходимости, допускается размещение котла в подвале.

    Принцип работы котлов длительного горения

    Добрый день, дорогие друзья! В этой статье я коротко расскажу вам основные принципы работы котлов длительного горения. Здесь я буду говорить о тех отопительных аппаратах, к которым можно не подходить продолжительное время. Итак, перейдем непосредственно к делу и для начала определимся с видами обсуждаемых котлов:

    • Пиролизные котлы.
    • Котлы на дровах.
    • Котлы на угле.
    • Пеллетные котлы.

    Начнем рассматривать все виды котлов по порядку.

    Принцип работы пиролизного котла

    В таком котле используется физическое явление под названием пиролиз — термическое разложение вещества в условиях недостатка кислорода.

    Внутри пиролизный котел состоит из двух камер. В первую загружают топливо (чаще всего это сухие дрова, иногда бурый или каменный уголь), а во второй происходит воспламенение и сгорание смеси из пиролизного газа и воздуха. Принцип работы доходчиво поясняет следующая картинка:

    Устройство пиролизного котла

    Стрелками на рисунке показано направление движение газов внутри котла. Обеспечивается такое направление при помощи принудительной тяги (вентилятор-дымосос). Камера сгорания пиролизных газов расположена ниже, чем камера с топливом. Это обеспечивает обратный приток тепла к дровам и поддерживает процесс пиролиза.

    При всей внешней простоте пиролизный котел — высокотехнологичное и дорогое устройство. Дело тут не только в автоматике, управляющей работой вентилятора, но и в качестве стали элементов камеры сгорания. Она должна выдерживать высокие температуры длительное время. Кроме этого, на уровень КПД в таких котлах зависит от влажности топлива. Например, для дров влажность не должна превышать 25-30%.

    Что касаемо длительности горения таких котлов, то она зависит не только от объема топлива, но и от режима горения. В режиме полной мощности котел может работать до 12 часов, а в режиме поддержки до 30 часов.

    Существуют также пиролизные котлы, в которых камера дожига газов находится сверху. Принцип их работы можно посмотреть на следующем видео:

    Котлы длительного горения на дровах

    Что такое котел длительного горения на дровах проще всего объяснить на примере котла фирмы Stropuva. Чтобы было понятно о чем идет речь сразу приведу рисунок:

    схема котла stropuva

    Главной «фишкой» котлов Stropuva является верхнее горение топлива. Обеспечивается оно при помощи оригинального устройства в виде металлического диска, диаметр которого на чуть меньше внутреннего диаметра котла. В центр диска находится труба, по которой воздух попадает к топливу из камеры подогрева вверху котла. По мере сгорания дров диск постепенно опускается ниже до полного прогорания топлива.

    На мой взгляд, это очень сложная конструкция с подвижными частями является потенциальным источником проблем. После прогорания топлива этот диск поднимается вручную при помощи цепочки, что тоже весьма опасно. Ведь он тяжелый, а цепочка под действием температуры может стать хрупкой и оборваться.

    В конструкции котла предусмотрена специальная биметаллическая воздушная заслонка, перекрывающая поток воздуха при нагреве его поверхности до определенной температуры. Это весьма оригинальный и даже странный способ защиты от перегрева и больше его никто не применяет

    Еще одной интересной особенностью Stropuva является цилиндрическая форма котла. По сути он представляет собой бочку с двойными стенками, между которыми циркулирует теплоноситель. Такая конструкция, по мнению производителя, позволяет увеличить площадь поверхности, на которой происходит теплообмен, а значит и увеличивается КПД котла. Тут спорить не буду, есть бойлеры косвенного нагрева, в которых реализована похожая схема «бак в баке» и она показывает хорошие результаты

    А самое странное, что есть в конструкции этого котла — у него нет дна. Его нужно устанавливать на бетонное основание и крепить на раствор. Зачем так сделано лично для меня не понятно

    Длительность работы котлов Stropuva определяется следующими факторами:

    • Режим работы — чем менее интенсивно горит топливо, тем на большее время его хватит.
    • Вид топлива — (по словам производителя) на дровах возможно поддерживать горение до 30 часов, а на топливных брикетах до 48 часов, а на угле до 5 суток.
    1. Высокая стоимость — они дороже обычных котлов в 1,5-2 раза.
    2. Сложность конструкции — в котле есть много потенциально проблемных узлов.
    3. Отсутствие дна — тут без комментариев.
    4. Котел невозможно остановить пока он не прогорит полностью — то есть хотите вы того или нет, он будет выделять тепло. И его нужно будет куда-то девать.

    Предлагаю вам посмотреть следующее видео. Там все проблемы рассматриваются детально.

    Принцип работы пеллетных котлов.

    Главной особенностью таких котлов является топливо, на котором они работают. Пеллеты — это гранулы из прессованных опилок, которые хранятся в специальном бункере и подаются в горелку при помощи металлического шнека. Смотрим вниз на картинки:

    Внутреннее устройство пеллетного котла

    Из рисунка видно, что сжигание пеллет происходит в малом объеме горелки, а тепло снимается дальше в дымоотводящих трубах. Дым на выходе из пеллетного котла будет иметь температуру не больше 200 градусов Цельсия. Это может стать причиной появления конденсата в дымоходе со всеми вытекающими последствиями.

    Горением топлива в пеллетных котлах управляет автоматика, главным элементом которой можно считать вентилятор принудительной подачи воздуха или дымосос (в зависимости от модели). Наличие электроники означает, что вам нужно будет оборудовать котел источником бесперебойного питания. То же самое касается и циркуляционных насосов. В случае остановки циркуляции котел может получить повреждения

    Длительность работы котла на одной загрузке здесь зависит от режима работы котла и объема бункера. Обычно, бункер выбирают так, чтобы не подходить к котлу несколько дней. Сами пеллеты тоже могут быть изготовлены из разного сырья и давать разное количество тепла при сжигании. Их главным недостатком для России и СНГ является их экзотичность. Нельзя гарантировать, что их можно будет купить всегда, как каменный уголь или дрова.

    Предлагаю вам посмотреть видео, посвященное пеллетным котлам:

    Котлы длительного горения на угле.

    Давайте рассмотрим два вида котлов, работающих на одной загрузке топлива продолжительное время:

    1. Полуавтоматические котлы — пользователь загружает топливо в котел и производит розжиг. Последующим процессом горения уже управляет автоматика (контроллер с вентилятором).
    2. Автоматические котлы — здесь ко всему описанному выше добавляется подача топлива из бункера. В подразделе о пеллетных котлах как раз описан автоматический котел.

    Полуавтоматический и автоматический котел

    Автоматический котел имеет более сложное техническое устройство, чем полуавтоматический. Например, сгорание топлива внутри автоматического котла происходит не в большом объеме топки, а в маленькой ретортной горелке. Топливо к этой горелке подается из бункера при помощи шнека. Чтобы вся эта техника работала без перебоев, необходимо использовать уголь определенной фракции. А в нашей стране это не всегда удобно. Сегодня он есть в наличии, а завтра нет. Смотрим обзор автоматического котла:

    Преимуществом полуавтоматических котлов является их более простое устройство. В общем, если снять с такого котла вентилятор, то он ничем не будет отличаться от обыкновенного. Некоторые модели полуавтоматических котлов можно переоборудовать под энергонезависимые системы отопления. Для этого на него вместо вентилятора устанавливается термостатический регулятор тяги с цепочкой.

    Термостатический регулятор тяги

    Для полной энергонезависимости в система отопления должна быть гравитационной, то есть в ней теплоноситель должен циркулировать без применения насосов. Видео о таком котле смотрите ниже:

    Кроме этого, разные модели полуавтоматических котлов работают по схеме с верхним или с нижним горением топлива. Верхнее горение топлива имеет ряд недостатков, которые описаны выше в подразделе о котлах на дровах. Тут все остается тем же самым кроме топлива.

    Теперь перейдем к описанию недостатков этих котлов:

    • Большая стоимость — хороший полуавтоматический котел будет стоит как минимум в 1,5 раза больше своего «обычного» собрата. Автоматические котлы дороже в 3-4 раза и их применяют в основном на больших объектах.
    • Техническая сложность — здесь «чемпионами» являются автоматические котлы, в которых есть множество проблемных узлов. Например, шнек бункера часто клинит из-за плохого качества топлива.Обслуживать такие отопительные аппараты может только сервисный инженер. В полуавтоматических котлах проблемы могут возникать из-за поломок вентилятора или контроллера.
    • Большие габариты и вес — например, «полуавтомат» мощностью 25 кВт может весить больше 250 кг. А у автоматических котлов вес может легко преодолевать 500 кг, не считая веса топлива в бункере.

    Выводы.

    Современные котлы на твердом топливе действительно могут работать долгое время на одной загрузке топлива. Весь вопрос тут в количестве выделяемой энергии. Долго котел может работать только в режиме поддержки. При этом длительное горение можно сделать и на обычном котле, установив контроллер или регулятор тяги. На этом пока все. Жду ваших комментариев и вопросов.

    Читайте также:  Устройство расширительного бака мембранного типа: как работает, чертежи
    Ссылка на основную публикацию