Отопление частного дома твердотопливным котлом на дровах

Среди котлов на твердом топливе самой большой популярностью пользуются твердотопливные котлы на дровах.

В целом

Все самодельные котлы отопления основываются на одном принципе. Сгорающее топливо будет отдавать тепло теплообменнику, а он – будет нагревать теплоноситель. На то, как будет работать отопительный котел, влияет два основных важных фактора – это конструкция теплообменника и полнота сгорания топлива. В первом случае – чем больше будет площадь теплового контакта топки и емкости с носителем тепла – тем больше тепла будет передаваться в единицу времени. В случае с полнотой сгорания топлива – если приток кислорода будет незначительным, то вместе с продуктами сгорания будет уходить и пиролизный газ. А он – может отдать тепло при сгорании.

В целом

Самодельный котел отопления

Принцип работы

Физическая составляющая процесса работы самодельных котлов на твердом топливе очень проста.

Как видите, все довольно-таки просто. Хотя надо отметить, что этот принцип работы самодельных котлов на дровах, торфе, опилках и угле полностью соответствует и другим типам отопительных приборов, работающих на других видах топлива. Соответственно и конструкция их мало чем отличаются друг от друга. Конечно, есть определенные конструктивные нюансы. К примеру, твердотопливные котлы – это агрегаты с низким коэффициентом полезного действия. «Едят» они топливо в больших количествах, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии, большая часть которой, к сожалению, вылетает в трубу. Поэтому сегодня, говоря о самодельных котлах отопления на дровах, необходимо говорить о современных моделях с более высоким КПД. Их и будем разбирать в этой статье.

Принцип работы

Котел на дровах цилиндрического типа

Но перед тем как перейти к основному сборочному процессу, хотелось бы несколько слов сказать об условиях реализации данного проекта.

  1. Надежность конструкции котла будет зависеть от того, как вы владеете используемым в этом деле инструментом. Основной из них – это сварочный аппарат. Если ваши навыки не позволяют добиться максимального результат, то лучше от эксперимента отказаться и передать сборку агрегата специалисту, то есть высококвалифицированному сварщику.
  2. Говоря об эксперименте, а сборка котла на дровах своими руками – это большой эксперимент, надо отдать должное, что вы можете применить все свои инженерные знания и опыт. И в случае удачно проведенного процесса гордиться им. Но не забываем, что самодельный котел потребует доработки в процессе его эксплуатации. Некоторые незначительные неточности и ошибки дадут о себе знать обязательно. Так что к ним надо просто быть готовым.
  3. Для изготовления твердотопливного котла используются металлические листы или труба толщиною не меньше 5 мм. Это же относится к трубным элементам теплообменника.
  4. Установка настроечных приборов. Немаловажный момент в деле изготовления самодельного котла. Что именно надо установить: термометры на входе и выходе теплоносителя, регулятор мощности циркуляционного насоса, датчик тяги.
  5. Кстати, о циркуляционном насосе. Не все потребители устанавливают это оборудование, которое привязывает систему отопления дома к электроэнергии. Но, как показывает практика, именно этот агрегат дает возможность увеличить КПД котла, равномерно распределяя теплоноситель по всей отопительной системе, и внутри теплообменника в том числе.
Принцип работы

Компактная конструкция

Разновидности котлов

Все существующие твердотопливные котлы можно условно разделить на 3 группы:

  • пиролизные;
  • классические;
  • пеллетные

Существует и ряд иных классифицирующих признаков, но именно принцип сгорания топлива является определяющим при выборе котла.

Пиролизный

В котлах подобного типа топливо сгорает медленно при минимальном доступе воздуха, за счет чего увеличивается количество горючего газа и при повторном его сгорании КПД котла повышается до 85-90%. И хотя некоторые считают, что изготовить собственноручно такой котел очень сложно, мы расскажем и, главное, покажем, как правило сделать пиролизный твердотопливный котел длительного горения своими руками (чертежи ).

Классический

Конструктивно это стандартная деревянная печь, где за счет меньшего размера топочной камеры топливо сгорает чуть медленнее. Как правило, именно такие котлы предпочитают изготавливать самостоятельно. О том, как сделать такой классический агрегат, вы также узнаете в статье.

Конструкция таких котлов примечательна не только простотой изготовления, но и возможностью подключения второго контура для получения горячей воды одновременно с отоплением.

Читайте также:  Вентиляция для газового котла в котельной частного дома. Требования

Пеллетный

Это наиболее эффективные котлы, коэффициент полезного действия которых приближается к 95%. Основное преимущество в полностью автоматическом процессе, где загруженные в бункер пеллеты посредством шнека пересыпаются в камеру сгорания. Сложная конструкция и автоматика делают его самостоятельное изготовление затрудненным.

Разновидности топлива

На сегодняшний день твердое топливо на российском рынке представлено в большом ассортименте. Это:

  • дрова, в том числе евро (спрессованные хвойные или лиственные опилки),
  • гранулированные биопеллеты (спрессованные опилки, торф, отходы сельского хозяйства и т.д.);
  • уголь – все разновидности и фракции каменного и антрацит;
  • отходы деревообрабатывающего и сельскохозяйственного производства.

Для того, чтобы отопление было рентабельным, рекомендуется приобретать или изготавливать универсальный котел, который может функционировать на любом виде топлива. Если вы решили приобрести такое оборудование, обратите внимание на комбинированные котлы отопления, которые работают на альтернативных видах топлива, причем переключение осуществляется очень быстро и легко. Это могут быть следующие варианты:

  • электрические комбо;
  • твердотопливные комбо;
  • универсальные, использующие любые комбинации топлива.

Конструкция и принцип работы

Принцип работы такого котла относительно прост – снизу подтягивается холодный воздух, проходя через стенки камеры, он нагревается, поднимается вверх и обогревает помещение.

В котлах длительного горения, в отличие от традиционных, доступ воздуха должен быть максимально ограничен. Для того, чтобы увеличить продолжительность горения и сократить количество свободного пространства в камере сгорания, необходимо загружать топливо как можно больше и плотнее.

Необходимые материалы и инструменты:

  • труба 0,3-0,5 см;
  • металлический лист 0,5-0,8 мм;
  • уголки металлические;
  • арматура;
  • труба диаметром 25 см (можно использовать пустой газовый баллон);
  • сварочный аппарат и электроды;
  • болгарка;

Монтаж и подключение к системе отопления

Место, в котором предполагается установка котла, должно соответствовать определенным требованиям. В первую очередь в котельной должна быть хорошая вентиляция, обеспечивающая приток воздуха.

Учитывая большую нагрузку на пол, рекомендуется в месте установки обеспечить дополнительный фундамент. Покрытие пола должно быть негорючим. Рекомендуется оставлять расстояние до стен не менее 50 см.

Диаметр дымохода должен соответствовать параметрам котла, его установка существенно влияет на КПД. Обвязка выполняется с помощью стальных или медных труб следующим образом:

Монтаж и подключение к системе отопления
  • первым на подающем патрубке устанавливается клапан охлаждения, который в случае перегрева воды смешивает ее с водопроводной и направляет в обратную линию, сливая избыток воды в канализацию;
  • далее производится установка группы безопасности, состоящей из манометра, предохранительного клапана и воздухоотводчика;
  • на обратной линии устанавливается шаровый кран, фильтр грубой очистки, насос;
  • на обратной линии также располагается расширительный бак;
  • между подающим и обратным трубопроводом устанавливается двухходовой клапан с выносным термодатчиком, позволяющий поддерживать температуру воды на уровне 50-60 °С (чтобы избежать образования конденсата).

Совет! Эффективность работы отопительной системы дома во многом зависит от качества теплоизоляции. Чтобы не отапливать воздух на улице, следует позаботиться об утеплении стен и кровли дома.

Котел на твердом топливе позволяет отапливать дом, используя дешевое и доступное топливо. Изготовление и установка котла могут быть произведены самостоятельно при наличии необходимых инструментов, материалов и навыков. Это обойдется гораздо дешевле, чем покупка котла промышленного производства.

Инструкция по изготовлению пиролизного котла

В том случае, если нет денег на приобретение пиролизного котла, можно попытаться самостоятельно сделать подобный котел для твердого топлива. Для начала необходимо изучить чертежи данного оборудования. После того, как все расчеты будут сделаны, а тип горения установлен, следует приступить к работе.

Следует собрать все необходимое оборудование и материалы:

  1. Несколько листов нержавеющей стали;
  2. Труба с диаметром примерно 4 см;
  3. Сварочное оборудование;
  4. Арматура толщиной 2 см;
  5. Вентилятор, который будет подавать в камеру поток воздуха;
  6. Несколько кирпичей;
  7. Автоматическая система.
Инструкция по изготовлению пиролизного котла

По чертежам отдельно создаются:

  • корпус;
  • воздухораспределитель;
  • дымоход;
  • дверца и крышка для верхней части корпуса.

Сначала следует вырезать трубу, длина которой будет около метра. Еще из одного металлического листа делается дно, а затем приваривается к трубе. Заодно к данной заготовке можно приварить и ножки, сделанные из швеллера.

Рис.1

Особое внимание следует уделить распределителю воздуха. Для этого из листового металла вырезается круг с диаметром меньшим на 20 мм от диаметра главной трубы, а посередине него просверливается отверстие 2 см. В нижней части распределителя горения необходимо приварить крыльчатку, имеющую лопасти из металла. Их ширина не должна превышать пять сантиметров.

Инструкция по изготовлению пиролизного котла

Рис. 2

Читайте также:  Схемы разводки отопления от котла в частном доме

К его верхней части прикрепляют трубу диаметром 60 мм и высотой чуть менее высоты самого котла. Сверху этой трубы крепится заслонка, предназначающаяся для регулирования объема кислорода.

Рис. 3

Внизу заготовки нужно вырезать место для двери, через которую можно будет удалять накопившуюся золу. Затем к дверце приваривают задвижку и несколько петель. Сверху конструкции делают дымоход с диаметром 10 см. До полметра она должна находиться практически в горизонтальном положении, а затем переходить в специальный теплообменник.

Делая крышку, надо позаботиться об отверстии, предназначающемся для крепления трубы распределителя. Необходимо, чтобы она плотно прилегала к корпусу камеры горения.

Инструкция по изготовлению пиролизного котла

Видео по изготовлению твердотопливного котла своими руками:

Схемы подключения

Существует несколько схем обвязки котельной установки, которые реализуются в зависимости от особенностей системы отопления дома.

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления гравитационного типа заключается в следующем: «подача» и «обратка» подключаются непосредственно к котлоагрегату. На «подаче» устанавливается группа безопасности, состоящая из манометра, подрывного клапана и воздухоотводчика. Расширительная емкость монтируется в самой верхней точке отопительной системы. Основное достоинство данной схемы – это энергонезависимость.

Подключение твердотопливного котла к закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией, предполагает наличие трехходового клапана, который предотвратит попадание теплоносителя с низкой температурой в котельную установку.

Схемы подключения

Один из вариантов данной схемы может включать в себя бойлер косвенного нагрева для создания системы ГВС коттеджа. Популярным решением в схеме с ТТ котлом является использование аккумулятора тепла. Данная схема может быть реализована совместно с бойлером косвенного нагрева и контуром «теплых полов».

В качестве заключения: На основании СНиП, после подключения к коммуникациям и обвязки котлоагрегата необходимо провести гидравлические испытания под давлением 1,3 кг/см2. Только после осмотра системы на предмет протечек и ревизии котла можно провести пробный запуск оборудования и настройку терморегулятора.

Установка твердотопливного котла в частном доме не требует особых знаний и специфических работ, но мы настоятельно рекомендуем доверить данную работу профессионалам. От грамотного монтажа зависит долговечность оборудования и микроклимат в вашем жилище.

Защита твердотопливного котла от перегрева

В твердотопливном котле горящее топливо, да и сам котел обладают довольно большой массой. Поэтому процесс тепловыделения в котле имеет большую инерцию. Горение топлива и нагрев воды в котле на твердом топливе нельзя мгновенно остановить, прекратив подачу топлива, как это делается в газовом котле.

Защита твердотопливного котла от перегрева

Твердотопливные котлы, больше чем другие, склонны к перегреву теплоносителя – вскипанию воды, если пропал отбор тепла, например, при внезапном прекращении циркуляции воды в системе отопления, или тепла в котле выделяется больше, чем расходуется.

Кипение воды в котле ведет к росту температуры и давления в системе отопления со всеми серьезными последствиями – разрушению оборудования системы отопления, травматизму людей, повреждению имущества.

Защита твердотопливного котла от перегрева

Современные закрытые системы отопления с твердотопливным котлом особенно склонны к перегреву, так как содержат сравнительно маленький объем теплоносителя.

В системах отопления обычно используются полимерные трубы, коллекторные узлы управления и распределения, различные краны, клапаны и другая арматура. Большинство элементов системы отопления очень чувствительны к перегреву теплоносителя и скачкам давления, вызванных кипением воды в системе.

Защита твердотопливного котла от перегрева

Твердотопливный котел в системе отопления должен иметь защиту от перегрева теплоносителя. Для защиты твердотопливного котла от перегрева в закрытой системе отопления, не имеющей соединения с атмосферой, необходимо выполнить два действия:

    1. Перекрыть подачу воздуха для горения в топку котла, чтобы как можно быстрее снизить интенсивность горения топлива.
    2. Обеспечить охлаждение теплоносителя на выходе из котла и не допустить повышения температуры воды до кипения. Охлаждение должно происходить до тех пор, пока выделение тепла не снизится до уровня, при котором кипение воды станет невозможным. 
Защита твердотопливного котла от перегрева

Рассмотрим, как выполнить защиту котла от перегрева, на примере схемы отопления, которая приведена ниже.

Схема подключения твердотопливного котла к закрытой системе отопления

Защита твердотопливного котла от перегрева

Схема закрытой системы отопления с твердотопливным котлом.

 1 — группа безопасности котла (предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр); 2 — бак с запасом воды для охлаждения теплоносителя при перегреве котла; 3 — поплавковый запорный клапан; 4 — термоклапан; 5 — группа подключения расширительного мембранного бака; 6 — узел циркуляции теплоносителя и защиты котла от низкотемпературной коррозии (с насосом и трехходовым клапаном); 7 — теплообменник защиты от перегрева.

Читайте также:  Изготовление ионного котла в домашних условиях

Защита котла от перегрева работает следующим образом. При повышении температуры теплоносителя выше 95 градусов, термостат на котле закрывает заслонку подачи воздуха в камеру сгорания котла.

Защита твердотопливного котла от перегрева

Термоклапан поз.4 открывает подачу холодной воды из бака поз.2 в теплообменник поз.7.  Холодная вода, протекающая через теплообменник охлаждает теплоноситель на выходе из котла, не допуская кипения.

Запас воды в баке поз.2 необходим на случай отсутствия воды в водопроводе, например, при отключении электроэнергии. Часто в системе водоснабжения дома устанавливают общий накопительный бак. Тогда воду для охлаждения котла берут из этого бака.

Защита твердотопливного котла от перегрева

Теплообменник для защиты котла от перегрева и охлаждения теплоносителя, поз.7 и термоклапан, поз.4 производители котлов обычно встраивают в корпус котла. Это стало стандартным оснащением котлов, предназначенных для закрытых систем отопления.

В системах отопления с твердотопливным котлом (за исключением систем с буферным баком) нельзя устанавливать на отопительных приборах (радиаторах) термостатические клапаны и другие автоматические приборы, сокращающие отбор тепла. Автоматика может уменьшать потребления тепла в период интенсивного горения топлива в котле, а это может вызвать срабатывание защиты от перегрева.

Защита твердотопливного котла от перегрева

Еще один способ защиты твердотопливного котла от перегрева описан в статье:

Читайте:  Буферный бак — защита твердотопливного котла от перегрева.

Продолжение: перейти на следующую страницу 2:

Печи длительного горения

Данные приборы все больше становятся популярными в частных домах и могут работать как полностью автономно, так и с применением дополнительных электровентиляторов или программного управления.

Но основное различие таких печей состоит все-таки в типе потребляемого топлива. Как правило, именно тип, особенности топлива и становятся решающим критерием того, стоит ли монтировать, то или иное отопление для загородного дома.

Рассмотрим все.

Классические твердотопливные печи

Это очень удобные агрегаты. И если раньше их из-за громоздкости и неказистого внешнего вида применяли в основном для , то сегодня многие производители делают вполне компактные и красивые печи, которые не просто хорошо впишутся в интерьер любого дома, но и эффективно обогреют его.

Особенность же состоит в том, что такие котлы качественно работают не только от привычных всем дров, но и от угля, брикетов, шишек и даже опилок.

Такое отопление твердым топливом получается очень экономичным за счет двух моментов:

  1. низкая себестоимость топлива;
  2. высокий уровень КПД за счет эффективно распределяемого тепла по дому.

Стоит ли покупать такую печь?

Решать только вам. Если у вас есть неограниченные запасы шишек, дров или опилок, то почему бы и нет? Дешево, тепло и удобно. Только берите ту печь, которая от одной заправки горите не менее 8-10 часов. В противном случае ночью вам выспаться не удастся.

Печи длительного горения

В сети сейчас есть немало видео, в которых рассказывается о «суперэффективных» теплогенераторах длительного горения. Что же это за приборы?

По сути, это те же самые твердотопливные печи, но более мощные и с дополнительным функционалом. Как правило, стандартные дополнения – это система «рукавов» из гибких труб, которые подсоединены к котлу и расходятся по всему дому. Делается это для более эффективного распределения тепла – ведь тепло по рукаву «проходит» именно туда, где оно нужно.

Кроме того, к генератору подключают специальный электровентилятор, который нужен для усиленного нагнетания воздуха внутрь печи. За счет такого вентилятора топливо горит лучше и усиливается скорость потока воздуха в «рукавах».

Из недостатков можно выявить разве что высокую начальную стоимость приборов. Ну и конечно, важно обращать внимание на репутацию производителя, – какие он дает гарантии, есть ли у него сервис по ремонту и обслуживанию генераторов и т.п.

Печи на жидком топливе

Ну, в этом случае все относительно просто. – это приборы, которые могут работать от отработанного масла, солярки или, например, бензина.

Применять их для частного жилого дома конечно же можно, но только в том случае, когда в доме очень хорошая вытяжка и есть где брать само топливо. Его расход, кстати, низким назвать нельзя.

Да и если площадь дома большая, то котел на жидком топливе вряд ли полноценно справится с ее обогревом.

Поэтому специалисты рекомендуют для отопления жилых домов применять такие печи в случае, когда это реально дешево или же нет других вариантов.