Вся правда о твердотопливных котлах верхнего горения

Устройство отопительного котла на твердом топливе

Твердотопливный котел отопления и его устройство, основные характеристики

Классификация нагревательных элементов на твердом топливе проводится по следующим параметрам:

  • тип используемого энергоносителя (дрова, пеллеты, уголь, смешенное топливо);
  • количество контуров и наличие варочной поверхности;
  • мощность и КПД;
  • тип горения топлива;
  • энергозависимость;
  • способ загрузки топлива.

Бытовые отопительные котлы на твердом топливе отличаются размерами и весом, а потому в продаже имеются только напольные модели, в отличие от котлов на других энергоносителях, где присутствуют напольные и настенные модели. Правильно выполненный монтаж прибора осуществляется только специалистами, которые имеют соответствующий сертификат и точно выполняют инструкции.

Как известно, дымоходы для твердотопливных котлов являются важнейшей частью системы отопления.

Хорошая изоляция дымоходов газовых котлов важна также как и для твердотопливных. Подробности здесь.

Правила при расчете мощности

По отношению к твердотопливным устройствам действуют те же принципы, что и при расчете показателей для котлов, работающих на газе. Применяется следующая формула: чтобы отопить 10 квадратных метров площади, необходим один киловатт мощности котла, при этом высота потолков составляет не более трех метров.

Например, если предстоит обогревать здание, площадь которого составляет 150 метров квадратных, нужно установить котел, мощность которого равняется 15 кВт.

При определении мощности учитывается также степень теплоизолированности помещения. Если у здания хороший тепловой контур, применяется коэффициент 40. При недостаточно высоком уровне утепления — шестьдесят.

Правила при расчете мощности

Так, когда потолки достигают высоты в 2,5 метра, при коэффициенте 40 формула будет выглядеть таким образом: 150×2,5×40=15 кВт. Если коэффициент равен шестидесяти, получится другой результат: 150×2,5×60=22,5 кВт.

Кроме того, если твердотопливный котел решено использовать не только для отопления, но и чтобы греть воду, его проектная мощность увеличивается еще на 50%. Получение горячей воды потребует значительной мощности котла.

Внешний вид твердотопливного котла Купер Практик-8 и принципиальная схема его работы. Котёл расчитан на установку в помещениях площадью 40−80м2.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.

Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Фабричные изделия могут стоить дороже, но на них предоставляют официальные гарантии

Автоматизация подачи топлива

Подобный принцип реализации длительного горения реализован в котлах, работающих не на дровах, а на пеллетах. Горючее в них подается с помощью шнека и сжигается в горелке особой конструкции. Подключив бункер гигантских размеров, можно не подходить к оборудованию на протяжении нескольких дней. Если хочется котел с длительным горением до 7 суток, следует обратить свое внимание на пеллетники.

В домашних условиях мы можем реализовать следующую схему – приобрести горелку с автоматической подачей пеллет, подключив к ней объемный бункер. Но у нас стоит задача создать котел длительного горения на дровах. Поэтому мы рассмотрим две схемы частичной автоматизации подачи дров – нижнего и верхнего горения.

Котел нижнего горения обеспечивает длительное сгорание горючего. Пламя образуется в самом низу дровяной кладки, вырываясь в отдельную камеру. По мере сгорания дрова проваливаются вниз, автоматически подаваясь в зону горения. Именно так работают агрегаты шахтного типа. А вот в котлах верхнего горения пламя горит на поверхности дровяной кладки – такая схема реализуется в польских котельных установка Стропува и в самосборных печах-котлах Бубафоня.

Читайте также:  13 лучших твердотопливных котлов

Лучшие твердотопливные котлы пеллетного типа

В последнее время все больше переработчиков дерева превращают отходы древесины в пеллеты. Они представляют собой гранулы величиной 5-70 мм и диаметром 6-10 мм. Котлы пеллетного типа могут работать от 2 до 12 суток без вмешательства человека, экономно расходуя топливо из прилегающего бункера. Но не везде удается купить этот вид топлива.

Zota Pellet 25

Котел позволяет подключить контур теплого пола, а КПД достигает высокой отметки 90%. Добиться высокой энергоэффективности производителю удалось и за счет отличной теплоизоляции.

Достоинства

  • автоматическая подача топлива;
  • отличная теплоизоляция;
  • многофункциональность;
  • электроподжиг;

Недостатки

  • высокая цена.

ZOTA Pellet 20S 20 кВт

На втором месте в категории «младшая» модель от этого же производителя, с мощностью 20 кВт. Твердотопливный напольный котел подходит для обогрева здания с площадью до 200 м². У аппарата уже есть бункер для пеллетов в комплекте с автоматической подачей. За этим и точным поддержанием выставленной температуры следит электроника. Ввести настройки удобно через дисплей с сенсорными кнопками. Нагнетательный вентилятор обеспечивает стабильную тягу независимо от погодных условий и герметичности помещения. За час котел сжигает до кг топлива, что очень экономично, но первоначальная стоимость товара высокая.

Котел отличается высокой эффективностью по сгоранию топлива и теплопередаче к воде. КПД твердотопливной установки составляет 90%, что является одним из самых высоких показателей.

Достоинства

  • бункер в комплекте;
  • сенсорные кнопки;
  • информативный дисплей;
  • КПД 90%;
  • есть нагнетательный вентилятор.

Недостатки

  • нуждается в однофазной сети.

Теплодар Куппер ОК 9 9 кВт

Твердотопливный пеллетный котел выполнен с двумя загрузочными камерами: для первоначального розжига и последующего подбрасывания. Регулировка тяги осуществляется подсосом в поддувале, для чего предусмотрена заслонка. Котел устанавливается на опорные пластины-уголки и очень устойчив. Его мощности 9 кВт хватит для обогрева домика площадью до 90 м². Аппарат полностью энергонезависимый и уже имеет предустановленный ТЭН для поддержания достигнутой температуры. Но если использовать твердое топливо, то КПД достигает максимум 68%. Зато доступная цена и средний срок службы в 10 лет полностью перекрывают эти минусы.

Отзывы показывают, что если топить сухой березой, то вода в трубах быстро прогревается и может даже закипеть. Но топка здесь короткая и понадобятся полена с длиной 35 см. Еще владельцы делятся, что наружные стенки котла остаются теплыми, а не горячими. Это актуально, если на кухне мало места и отопитель приходится устанавливать рядом с холодильником или обеденным столом. В таком случае его работа не будет никому мешать или вредить.

Изготовление классической модели

Построение надежного ТТ-котла, способного прослужить более 15 лет, требует применения таких материалов:

  • сталь низкоуглеродистая листовая марки Ст10—20 толщиной 4 мм для изготовления топливника;
  • то же, толщиной 3 мм – на водяную рубашку и дверцы;
  • полоса металлическая сечением 20 х 3 либо 20 х 4 мм;
  • кусок трубы диаметром 150 мм на дымоход;
  • труба Ø57 мм с толщиной стенки не менее 3,5 мм на теплообменник;
  • профильная труба 6 х 4 см для воздуховода;
  • уголок с шириной полок 5 см из толстого металла (4—5 мм) на колосниковую решетку;
  • тонколистовая сталь с порошковой покраской для наружной обшивки.
Изготовление классической модели

Совет. Не стоит использовать на топливник высокоуглеродистую сталь выше Ст20. Во-первых, она дороже по цене, а во-вторых, перекаливается от сварки и может треснуть на стыках. Ручки для дверок с эбонитовыми накладками лучше купить готовые, они плотнее держат и красивее смотрятся.

Из дополнительных материалов понадобится базальтовое волокно плотностью 80—100 кг/м³ для теплоизоляции корпуса и асбесто-графитный шнур на уплотнение притворов дверей. Комплект автоматики и вентилятор, о котором упоминалось в предыдущем разделе, — польского производства, модель KG Elektronik SP-05. На рынке есть и китайские аналоги, они стоят дешевле.

Изготовление классической модели

Шаг первый – сварка корпуса

Дальше действуйте по такому алгоритму:

Изготовление классической модели
  1. Приварите внутри топливника опоры для колосников, а снаружи – клипсы из стальной полосы для монтажа водяной рубашки.
  2. Установите и обварите листы 3 мм наружной обшивки водяной рубашки. Заметьте, что она берет свое начало от верха зольной камеры.
  3. В верхний отсек, который впоследствии заполнится теплоносителем, врежьте 4 жаровых трубы Ø50 мм, такие же патрубки поставьте на подключение к системе отопления.
  4. Прикрепите к агрегату ножки из отрезков любого металлопроката и вмонтируйте дымоходный патрубок на выходе из огнетрубного теплообменника.
Читайте также:  Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола

Заметьте, жаровые трубы сходятся пучком к дымоходному патрубку

Изготовление классической модели

Совет. Если вы задумали изготовить двухконтурный котел долгого горения, то водяной змеевик для ГВС ставится именно на этом этапе. Лучшее место для теплообменника из медной либо нержавеющей трубки – внутри верхнего котлового бака, рядом с жаровыми трубами.

Этап второй – монтаж навесных элементов

Изготовление классической модели

Дверцы топливной и зольной камеры делаются путем изгибания краев заготовок и приварки внутреннего обрамления, куда укладывается базальтовый утеплитель. Сверху изоляция герметично закрывается крышкой, а в получившийся паз по периметру створки плотно вставляется асбесто-графитный шнур.

Что еще нужно сделать:

Изготовление классической модели
  1. Прикрепить ручки и петли к корпусу, а дверцы покрыть термостойкой эмалью.
  2. Сварить из уголков колосниковую решетку и поставить ее на место.
  3. Изготовить воздуховод с ответным фланцем и приварить к задней стенке, как продемонстрировано на фотографии.

Чтобы утеплить и облицевать самодельный ТТ-котел, на углах водяной рубашки необходимо приварить закладные детали из любого металла, лишь бы его ширина не превышала 20 мм (на задней стенке – 4 см). Также предусмотрите стойки для крепления ЭБУ на верхней части агрегата.

Изготовление классической модели

Окончательная сборка отопителя

Теплоизоляция котлового бака выполняется просто – стенки обкладываются снаружи плитами базальтовой ваты, которые фиксируются шнуром. Проследите, чтобы утеплитель плотно прилегал к обрамлению загрузочного и зольного проема, а также к профильной трубе воздуховода.

Изготовление классической модели

Совет. Перед утеплением и облицовкой требуется вмонтировать в корпус температурный датчик от блока автоматики. Стандартное решение – установка погружной гильзы, но можно поступить проще – вложить его между утеплителем и стенкой рубашки в наиболее горячем месте – в районе свода топки.

Так монтируется блок управления и вентилятор

Последний шаг – обшивка теплогенератора металлом с полимерной покраской, прикручиваемым саморезами к ранее приваренным закладным деталям. После этого навешиваются дверцы и устанавливается блок автоматики с вентилятором. Разобраться в процессе сборки вам поможет авторское видео от разработчика данного ТТ-котла продолжительного горения Виталия Дашко:

Комбинированные котлы

Есть еще такая модификация отопительных котлов, как комбинированные отопительные приборы. Наиболее популярен вариант твердотопливного котла с несколькими электрическими ТЭНами. Такие агрегаты пока горят дрова или уголь работают как ТТ оборудование, когда огонь погаснет, котел слегка остынет, включается электрическая часть. Полноценно обогреть дом ТЭНы в данном случае не в состоянии, но поддержать систему у них получается. То есть, утром в доме будет не холодно. Да и в случае длительного отсутствия ТЭНы не дадут заморозить систему.

Несколько комбинированных котлов

Еще популярный вариант — комбинированные котлы ТТ с жидкотопливными горелками. В таких агрегатах имеется две отдельных камеры горения. Одна под твердое топливо, вторая — под горелку с жидким топливом.

Достоинства таких котлов очевидны: можно использовать несколько видов топлива. Недостаток — высокая цена и средняя эффективность — КПД каждой из частей не слишком высокий. Так что комбинированный котел для отопления частного дома — спорное решение.

Нагревательные электроустановки

Для совместной работы с водяным отоплением производители выпускают 3 типа электрокотлов:

  1. ТЭНовые. Аппарат нагревает теплоноситель с помощью трубчатых элементов, применяющихся повсеместно – в бойлерах, теплоаккумуляторах, тепловых насосах и так далее.
  2. Индукционные установки греют воду металлическим сердечником, помещенным внутрь электромагнитного поля.
  3. Электродные котлы используют проводимость обычной воды. Ток проходит меж двумя электродами, погруженными в теплоноситель.
Читайте также:  Банные печи своими руками — монтаж на примерах

Мини-котельная с трубчатыми электронагревателями, помещенными внутрь емкости с теплоносителем

Нагревательные электроустановки

Примечание. Все аппараты производятся в настенном исполнении и комплектуются шкафом управления. КПД электрокотлов самый высокий – 99%.

Отопители с ТЭНами внешне и внутри напоминают навесные газовые агрегаты. Под корпусом обычно прячется циркуляционный насос, группа безопасности и расширительный бачок. Индукционные и электродные котлы нужно доукомплектовывать – покупать насосы и прочие детали обвязки.

Преимущества электрических водонагревателей:

  • наилучшая эффективность среди всех источников тепла;
  • бесшумность (исключая старые модели, оснащенные электромагнитными пускателями и контакторами);
  • малый вес и размеры;
  • невысокая цена оборудования;
  • относительно простой монтаж;
  • полная автономность в работе, обслуживание – ежегодно в начале сезона.

Нагревательным блоком электродного аппарата можно управлять дистанционно с помощью комнатных терморегуляторов Теплогенераторы действительно не требуют внимания со стороны домовладельца, разве что при настройке температуры. В эксплуатации электродного аппарата есть нюансы – теплоноситель должен быть подсоленным, иначе упадет интенсивность нагрева.

Минусы отопительных электрокотлов:

Нагревательные электроустановки
  • приличная стоимость энергоносителя;
  • по цене «голый» индукционный агрегат сопоставим с газовой мини-котельной, надежность и долговечность устройства остается под вопросом;
  • небольшие выделенные лимиты потребления электричества.

Последний пункт хорошо знаком многим домовладельцам. Поставщик электроэнергии выделяет частному хозяйству стандартный лимит мощности 3—5 кВт, подавая однофазное напряжение 220 вольт. Чтобы пользоваться электрокотлом 8 кВт или мощнее, нужно заказать проект подключения трехфазной сети, и согласовать документацию с поставщиком услуг. Инсталляцией оборудования и прокладкой кабелей занимается специализированная организация.

Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе

Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.

Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200

Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.

Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.

КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.

Использование электрических котлов

Схема установки электрического котла в систему отопления.

Для того чтобы обогреть все жилье с помощью электричества, устанавливается котел, который нагревает воду до определенной температуры, а дальше она циркулирует по системе отопления посредством теплоносителя. Многие считают, что установка и применение таких котлов является неэкономным вариантом для частного особняка.

В этом случае газ, по сравнению с электроэнергией, намного практичнее, но это если имеется доступность к газовой магистрали. Хотя установка газового оборудования и сервисное обслуживание газовых котлов окупаются очень долгое время.

Основные преимущества использования электрических котлов:

  • удобства при эксплуатации оборудования;
  • быстрый обогрев дома;
  • регулировка температуры;
  • установка оборудования в любое время года.

Принцип работы электрического котла практически не отличается от системы газового отопления. Разница заключается в том, что нагревание воды происходит посредством ТЭНов, а не газа. При этом тепло по всему жилому помещению происходит аналогично, как и при газовом отоплении, то есть в трубопроводе с помощью теплоносителя.