Простой котел твердотопливный своими руками. Котел отопления своими руками. Котел с верхним горением

В течение нескольких тысячелетий люди использовали дрова в качестве источника тепла, позволяющего обогревать их жилища. Но с появлением новейших технологий потребление этого вида топлива стало менее актуальным, поскольку человечество начало отдавать предпочтение электроэнергии, природному газу, нефтепродуктам. Но в частном секторе дрова по-прежнему востребованы.

Особенности конструкции и принцип работы

Несмотря на разнообразие типов котлов на дровах для обогрева дома, их устройство аналогично.

Каждый отопительный агрегат состоит из:

камеры сгорания твердого топлива;
водного теплообменника;
дымоходной конструкции;
зольника.

Самый простой дровяной котел для отопления по конструкционному устройству представляет собой буржуйку, в которой в процессе горения древесины нагревается вода, которая затем поступает в отопительную систему. Но в этом случае показатель эффективности работы оборудования незначительный, а расход древесины большой.

В процессе усовершенствования современные котлы отопительные на дровах для частного дома оснастили функцией длительного горения, поэтому у них более сложное устройство. При этом топливо загружают в топочную камеру, после чего оно в процессе горения отдает тепло встроенному в агрегат теплообменнику.

К нему подсоединяют трубопроводы, которые предназначаются для подачи нагретой жидкости в отопительную систему домовладения. Ее укомплектовывают радиаторами, трубами и расширительным устройством.

Котел для обогрева дома на дровах и дымоходная конструкция снабжают теплом помещение, в котором располагаются. После сгорания топлива появляется дым – посредством дымохода он выводится наружу в атмосферу, а сажа собирается на его стенках. При этом нужно помнить, что ее большой слой в трубе приводит к уменьшению тяги и возрастанию риска возгорания.

Производят чистку дымовыводящих каналов через специальные отверстия, прикрытые заслонками. Для этого задействуют ерши и щетки. Благодаря развитию современных технологий появились особые составы, добавляемые в дровяной котел для водяного отопления частного дома – они в процессе сгорания способствуют очищению каналов дымохода изнутри.

Подача холодного теплоносителя и нагретой воды из теплообменника происходит благодаря патрубкам. Современные приборы оснащают автоматическими устройствами, которые упрощают обслуживание котла.

К ним относятся:

Датчик температуры, подающий сигналы на вентилятор поступления воздуха.
Датчик давления, сигнализирующий о превышении требуемого значения.
Датчики давления теплоносителя.

Эффективность функционирования отопительного дровяного котла зависит от качества используемого топлива. Если для теплоснабжения нужны дрова, тогда нельзя пользоваться углем и торфяными брикетами. Также не следует задействовать недостаточно просушенные дрова, поскольку в процессе сгорания образуется много сажи и пара, в результате чего котел нужно будет чистить.

Сфера использования дровяных котлов

Система отопления на дровах в частном доме популярна у жителей сельской местности, где отсутствует центральное газоснабжение, а отопление электроприборами получается дорогостоящим. Востребован такой способ обогрева и у дачников.

Также дровяными агрегатами пользуются при посещении русских бань, где они выполняют две функции – отопления и нагрева воды.

Преимущества и недостатки отопительного котла на дровах

К плюсам относятся:

Независимость от электроснабжения. Агрегаты не зависят от перепада напряжения и отсутствия электричества.
Получение экологичного тепла. В результате сгорания древесины не образуются вредные для здоровья соединения. Правда, при несоблюдении мер безопасности существует опасность отравления углекислым газом.
Доступность топлива. Проживая в лесном регионе, его жители могут запастись бесплатным сырьем. Кроме этого, отопление загородного дома котлом на дровах возможно с использованием бытовых твердых отходов, имеющих органическое происхождение.
Доступная цена агрегата и арматуры к нему.
Простата монтажа и дальнейшей эксплуатации котла.

Из недостатков следует отметить:

Необходимость постоянно присматривать за домом.
Значительный вес агрегата из чугуна, но с другой стороны этот материал более долговечен.
Повышенное потребление топлива, поскольку древесина выделяет небольшое количество тепловой энергии.
Отсутствие поддержания требуемой температуры в автоматическом режиме.
Низкий КПД, который не превышает 80%.
Котлы отопительные для частного дома дровяные обладают большими габаритами и для получения требуемой степени обогрева нужно за один раз сжигать много дров.

Монтаж дровяного котла отопления частного дома

Чтобы обеспечить эффективную и безопасную работу требуется качественная установка агрегата:

Место расположения . Оборудование, функционирующее на дровах, нуждается в большом количестве воздуха, поэтому приборы малой мощности располагают на подсобных площадях домовладения, где имеется приточно-вытяжная вентиляция. Если мощность агрегата 50 кВт и более, следует под котельную обустраивать отдельное помещение, у которого полезный объем превышает 8 кубометров. Дровяной котел для отопления частного дома монтируют на твердое, максимально ровное и несгораемое основание, такое как бетон, кафельная плитка или керамогранит. Стены котельной также должны иметь отделку из негорючих материалов, а помещение следует оснастить принудительной вентиляцией.
Требования к дымоходной конструкции . Чтобы изготовить дымоход, можно использовать нержавеющую сталь, толстостенные трубы из металла или керамику. Оптимальным решением для дровяных котлов с водяным отоплением для дома специалисты считают дымоход из нержавейки типа «сэндвич». Он без проблем собирается из элементов, среди которых трубы, скрепляемые хомутами, кровельные проходы и разгрузочная платформа. Такой дымоход можно вывести как через перекрытие кровли, так и через стены домовладения. Для обеспечения нужной тяги высота прямого отрезка дымохода должна превышать 6 метров при мощности прибора, равной 16 кВт.

Выбор агрегата на дровах для водяного отопления

В первую очередь необходимо рассчитать мощность отопительного оборудования в киловаттах. Нужная информация относительно этого параметра имеется в паспорте на котел. Принято считать, что для обогрева 10 «квадратов» площади требуется один киловатт мощности. Помещениям, которые недостаточно утеплены, нужен ее запас, составляющий 20 – 30 %.

При выборе следует обращать внимание на номинальную мощность и другие функциональные возможности котла, поскольку в осеннее и весеннее время он не будет эксплуатироваться на весь потенциал.

Если агрегат планируется использоваться для системы отопления на дровах и получения горячей воды, тогда нужно также купить внешний бойлер и обеспечить запас мощности.

При выборе прибора учитывают материал его изготовления, обычно это сталь или чугун. Котел из стали весит немного, у него более простая конструкция топки по сравнению с чугунными изделиями. Дымоход у стальных агрегатов имеет большую длину и поэтому теплоноситель в них нагревается эффективнее. Чистка топки у стального оборудования заключается в удалении отложений из зольника.

У чугунных приборов дымоход короче, а по причине ребристой поверхности создается увеличенная площадь теплообмена. На ней оседают частички горения, поэтому для их удаления требуется использование скребков, кочерги, щеток. Но теплоемкость у чугунных моделей выше.

Все дровяные агрегаты можно разделить на несколько видов:

котел пиролизный – в нем для выработки тепла используют и дрова, и газ, выделяемый при этом;
котел пеллетный – в качестве топлива можно задействовать спрессованные гранулы, для которых сырьем являются опилки, стружка, кора, отходы сельхозкультур и прочее;

Конструкция классического котла на твердом топливе

Первоначально популярный чугунный корпус постепенно уступил место корпусу, сваренному из высококачественной стали. Достоинством чугуна была высокая тепловая инерция, позволявшая медленно отдавать тепло в окружающее пространство. Литые чугунные печи были очень популярны в трех прошедших веках. Но у чугуна есть недостаток: при случайном быстром остужении (холодная вода, попавшая на корпус) он трескается. Сварить чугунный монолит очень непросто, требуется специальное оборудование (при этом качество сварки не гарантировано).

Отсутствие технологий сварки стальных конструкций препятствовало прогрессу развития теплотехники. Появление электрической сварки изменило ситуацию.Современные стальные агрегаты изготовлены из сортов стали с высокими теплопроводными характеристиками. Сварка позволяет создавать сложные конфигурации стальных плоскостей и труб внутри котла.

Конструкция дровяного котла состоит из следующих элементов:

Топочная камера;
Колосник;
Зольная камера;
Водяной контур (теплообменник).

Топочная камера (или просто «топка») занимает центральную часть котла. Объемный короб, сваренный из толстых стальных пластин (толщина металла не менее 4 мм), герметично закрывается дверцей из такого же материала.

В дно топочной камеры встроен колосник. Это решетка из металлических прутьев или толстая стальная пластина с прорезанными параллельными щелями. Ее назначение – пропускать падающие вниз отходы прогоревшего топлива. Приток воздуха через нижнее поддувало (отверстие с заслонкой), проходящий через щели колосника, поддерживает активное горение нижнего слоя древесины.

Нижняя часть корпуса, куда попадают отходы горения, называется зольной камерой (или «зольником»). Широкая (но невысокая) дверца зольной камеры герметично закрывается, чтобы исключить нерегулируемый приток воздуха. Поддон для золы легко извлекается при очистке от «отходов производства тепла». Над дверцей зольника находится поддувало, через которое регулируется подача воздуха в топку.

Особое внимание производители отдают качеству теплоизоляции топки. Чтобы снизить теплоотдачу за пределы корпуса, не направленную на полезное действие, в стенки вставляются пластины из теплоизолирующих материалов. Асбест, керамика, шамотная глина и минеральная плита качественно уменьшают теплопотери, что позволяет снизить количество топлива. На внутреннюю дверцу топки также крепится асбестовая пластина.

Замки на дверцах топочной и зольной камер конструируются с учетом возможного износа. Замки с эффектом притягивания не позволяют дверцам самопроизвольно открываться.

Совмещение котла с водяной системой отопления

Комплексное дровяное отопление позволяет использовать один дровяной котел с водяным контуром для отопления частного дома с несколькими помещениями, отделенными друг от друга перекрытиями и внутренними стенами. Современные котлы сконструированы именно для нагрева воды. Идея сделать котел главной частью водяной (или паровой) системы отопления привела к созданию систем теплообмена. Система передачи тепла воде от горящего топлива называется «теплообменник» или водяной контур. Соединенная с водяным контуром система труб и радиаторов равномерно распределяет тепло горячей воды по всем помещениям.

Самый простой вид теплообменника – водяной резервуар, под которым находится источник тепла. Нагревание воды происходит только с нижней стороны, что не очень эффективно.
Более сложный вид водяного контура называется «водяная рубашка». Топка котла имеет двойные стенки и верх, внутри которых циркулирует вода — теплоноситель. Топка «одета в водяную рубашку». Эффективность теплопередачи конструкции на 20-25% выше предыдущей. Толщина промежутка между стенками в 3-5 см позволяет воде быстро прогреваться, а постоянная циркуляция не позволяет застаиваться в нижней части резервуара.

Водяной контур, сваренный из толстых стальных труб, проходящих по стенам и верху камеры, изогнутых волнами («змеевиков»), не менее эффективен, чем «водяная рубашка». Толщина труб 5-6 см достаточна для медленного продвижения воды (в толстой трубе скорость воды снижается пропорционально отношению диаметров труб теплообменника с трубами подачи).
Кроме хорошей теплопередачи у такого контура есть еще одно немаловажное достоинство: улучшенная ремонтопригодность. При выходе из строя заменить трубу гораздо проще, чем заварить отверстие в прохудившейся стенке или треснувший шов. И залить топку из такого теплообменника труднее.

Системы контроля и управления

Отопительные котлы на твердом топливе для частного дома оборудуются системами регулировки температуры воды в водяном контуре. Достаточно простой термостат связан с рычагом, к которому прицеплена металлическая цепочка. Второй конец этой цепочки прицеплен к заслонке поддувала. При достижении оптимальной температуры термостат поворачивает рычаг и прикрывает заслонку. Приток воздуха уменьшается, и процесс горения подавляется до тех пор, пока вода не остынет до температуры обратного срабатывания системы управления. Механическое управление подачей воздуха примитивно, но надежно.

Более сложные системы контроля включают в себя электрифицированную принудительную подачу воздуха и более точные датчики температуры. Маломощный электрический вентилятор (до 35 Вт), встроенный в систему воздуховодов может подать усиленный поток воздуха не только снизу.

Подача воздуха сверху создает в пламени искусственный эффект «активного тления», что позволяет сжигать топливо гораздо тщательнее. Такие котлы требуют подключения к системам электропитания и при отсутствии электричества становятся беспомощнее своих механических «собратьев». Но экономия топлива в пределах 10-15% позволяет говорить, что такие системы оправдывают установку принудительной вентиляции.

Котел является не только самостоятельным агрегатом, но и частью системы отопления частного дома. Поэтому мощность оборудования должна соответствовать объему и схеме циркуляции теплоносителя в системе. Если система построена с учетом принудительной циркуляции воды и скорость нагревания помещений контролируется совместно с процессом горения топлива в котле, эффективность системы возрастает. Бак — термос поможет сохранить высокую температуру воды при угасании котла.

Основание под оборудование должно быть выполнено из бетона, под зольной камерой на пол уложен лист металла площадью не менее 1 кв.м. Расстояние до стен помещения должно быть не менее 30 см, особенно если они деревянные. Лучше всего сделать изолированное помещение в подвале или первом этаже дома (мини – котельную) с запасом дров.

Плюсы и минусы котлов

Сравнительно небольшая цена (по сравнению с котлами других типов), высокая надежность и большой срок эксплуатации делают дровяные котлы с водяным контуром популярными в регионах, где стоимость дров невысока. Но коэффициент полезного действия дровяных котлов считается самым низким из всех типов котлов (70-80%) при самом большом расходе топлива.

Периодичность загрузки дров варьируется от 3 до 8 часов. Чем выше качество котла, эффективнее теплообмен в водяном контуре, точнее контроль температуры воды, тем ниже будет себестоимость каждого полученного киловатта тепла.

Дровяные котлы, выпускаемые компаниями «SAS», «Sime», «Aton», «Wichlaczh», «Galmet», пользуются заслуженной популярностью. Компании также выпускают отопительные дровяные с водяным контуром, которые можно назвать следующим этапом развития отопительного оборудования.

Владельцы загородных домов, где отсутствует газовая магистраль, чаще всего устанавливают водяной котел отопления. Его основное преимущество заключается в использовании недорого сырья. Чтобы грамотно установить систему, необходимо разобраться в принципе работы, особенностях конструкции, монтажа и эксплуатации. Еще до приобретения желательно узнать, какие преимущества и недостатки имеет агрегат.

Показать всё

Конструктивные особенности

Котельное оборудование с водяным контуром - это усовершенствованная модель обычного стандартного котла. Устройство состоит из следующих частей:

топочной камеры;
колосниковой решетки;
зольника;
водяного контура.

Все одноконтурное оборудование предназначается исключительно для отопления жилища, а вот двухконтурные водяные отопительны котлы применяются и для обогрева , и для обеспечения жильцов горячей водой для хозяйственных нужд. Но при приобретении такой установки необходимо заранее рассчитать необходимую мощность, которая потребуется и для отопления, и для нагрева воды.

Что касается загрузки топлива, то процесс может осуществляться как в ручном режиме, так и в автоматическом. Во втором случае аппарат должен быть оснащен специальным резервуаром, который необходимо заполнять раз в неделю. Но такие современные установки стоят гораздо дороже, поэтому не так распространены.

Водяной котел своими руками плюсы, минусы и дельные советы

Также стоит добавить, что такие агрегаты нуждаются в специальном топливе, которое прошло обработку.

Существуют приборы, оснащенные электрическими ТЭНами, которые следят за количеством сырья в топке и при необходимости добавляют его. Такая функция обеспечивает устройству непрерывное функционирование.

Принцип работы

Обогрев дома осуществляется только после того, как водяной отопительный котел начинает работать, то есть в период горения топлива. Для растопки можно использовать дрова или уголь. Одна загрузка обеспечивает около 3−4 часов горения. Для более длительного периода лучше приобретать газогенераторные или твердотопливные агрегаты.

Чем качественнее прибор, эффективнее процессы теплообмена и точнее контроль температуры, тем меньше будут затраты на каждый киловатт добытого тепла. Водяные котлы отопления изготавливаются таким образом, чтобы теплоноситель нагревался максимально эффективно и быстро.

Кроме этого, стенка в водяном контуре обладает способностью аккумулировать тепловую энергию, которая образуется в процессе горения. Благодаря этому отопительное оборудование быстро нагревает жидкость и длительное время поддерживает необходимую температуру. Стоит отметить, что подобные установки обеспечивают одинаковую эффективность в системах и с естественной циркуляцией, и с принудительной.

Купер Котел на дровах и угле с контуром отопление

Преимущества и недостатки

Кроме доступной цены отопительного оборудования и невысокой стоимости топлива, существует и ряд других достоинств. К основным плюсам можно отнести следующие факторы:

высокий показатель надежности;
длительный эксплуатационный срок;
приборы не нуждаются в частом обслуживании.

К преимуществам также можно отнести то, что золу, которая осталась после сгорания топлива, можно применять в качестве удобрения . Имеются и минусы. Дело в том, что водяной котел для отопления дома не обладает высоким коэффициентом полезного действия, и даже при высоком расходе топлива показатель не поднимается выше 80%. К тому же стандартные приборы нуждаются в частой загрузке дров, делать это придется каждые 3−5 часов.

ТИТАН - экономная печка котёл с водяной рубашкой длительного горения (своими руками)

Водяной контур

Все имеющиеся в доме трубы и радиаторы, которые подключены к водяному контуру, обеспечивают равномерное распределение тепла по всем комнатам в доме. Теплообменником может быть обычный металлический резервуар, где находится жидкость. А уже под ним располагается непосредственно источник тепла. Но такая конструкции не очень эффективна: дело в том, что вода будет нагреваться только в нижней части емкости.

Лучше всего воспользоваться системой водяного контура, когда емкость имеет двойные стенки, между которых укладывается теплоноситель, по которому циркулирует горячая вода. За счет постоянного движения жидкость не застаивается, а небольшое пространство между слоями обеспечивает максимально быстрый прогрев всей площади.

Есть еще один эффективный способ изготовления, который помогает добиться максимальной эффективности. Но для этого понадобится несколько стальных труб (диаметр 5−6 см), которые необходимо сварить между собой и придать им форму волны. Затем расположить их вдоль стен и в верхней части топки.

При работе теплоноситель будет медленно передвигаться по трубам и обеспечивать тем самым качественную теплоотдачу. В случае неполадок эту систему довольно легко починить.

Блок управления

Все котельные установки оснащаются специальной системой регулирования температурного режима жидкости. Самый простой вариант - это установить на конструкцию специальный термостат. Принцип действия такого устройства заключается в том, что при нагреве воды до необходимой температуры в устройстве опускается заслонка, после чего заметно снижается поступление воздуха. А после того как жидкость начнет остывать, система срабатывает в обратном порядке.

Можно немного модернизировать систему контроля и установить на котел точнейшие температурные датчики, оснастить его принудительной электрифицированной подачей воздуха. В результате вентиляция будет обеспечивать верхнюю подачу, что обеспечит полное сжигание топлива. Но стоит отметить, что такая котельная установка будет функционировать только при наличии электрической сети или аккумулятора.

Если планируется отапливать небольшую постройку, то лучше всего устанавливать оборудование непосредственно в доме. А вот для котельной выбрать какое-нибудь отдельное здание или выделить обособленное помещение. Отопительную трубу всегда прокладывают под землей, притом таким образом, чтобы она располагалась ниже уровня промерзания земли. Кроме этого, ей необходимо обеспечить качественную теплоизоляцию. В помещении, где установлен агрегат, нужно создать температурный режим в пределах 10−15 градусов, а также оборудовать хорошую вентиляционную систему с естественной тягой.

Перед установкой стоит позаботиться о напольном покрытии, поверхность должна быть негорючей, ровной и твердой. Лучше всего сделать тонкую бетонную стяжку, в таком случае отопительный котел будет стоять прочно, устойчиво и надежно. Перед прибором необходимо уложить металлический лист площадью в 1 кв. м. Стоит позаботиться и о местоположении: дело в том, что агрегат не должен стоять слишком близко к стенам, нужно оставить расстояние хотя бы в 50 сантиметров.

Бубафоня с водяной рубашкой - полный тест, часть 1

Выполняя монтажные работы, необходимо соблюдать все требования и рекомендации. Особенно при сборке и установке дымоходной трубы. Все места соединения должны быть тщательно обработаны герметическим составом или замазаны глиной. Водяные агрегаты не пользуются такой популярностью, как электрические или газовые. Хотя в загородных коттеджах, где нет газификации или случаются частые перебои с электричеством, такой вариант является оптимальным. При этом подключить систему можно своими руками, но при условии, что соблюдается техника пожарной безопасности.