Подъем тарифов на электроэнергию и газ заставляют собственников жилья в пригороде и сельской местности задуматься о том, насколько может быть практично отопление загородного дома дровами. Теплотехники, разрабатывающие дровяные котлы для отопления частного дома, используют для создания эффективного оборудования опыт и знания, накопленные не только в строительстве печей, но и в других областях науки (органической химии и физике твердых материалов).
Надеюсь, эта статья вам полезна. Он дополняет портфолио своим собственным отопительным котлом. Камера сгорания изготовлена из стали толщиной 5 мм и полностью покрыта водяной рубашкой для оптимального теплообмена. Котел плотно изолирован от окружающей среды каменной ватой толщиной 50 мм.
Специальная конструкция камеры сгорания облегчает оптимальный теплообмен при низком сопротивлении камеры. Газы диоксида несут трехстороннее движение меандра по пути к дымоходу, тем самым эффективно доставляя тепловую энергию перед тем, как покинуть корпус котла.
В прошлые века вопрос: чем отопить загородный дом? имел единственный ответ -дрова. Большие русские печи, компактные печи – голландки, камины (очаги, напоминающие о первобытном прошлом) – таким было отопление деревянных домов в местностях богатыми лесами.
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).
Нижняя дверь имеет фланец для установки газовой, масляной или пеллетной горелки, чтобы удобно превратить котел в другой источник энергии. Решетка камеры сгорания защищена съемной стальной решеткой, которая защищает водяную рубашку от разрушения от высокой температуры в наиболее опасной точке.
Предохранительный клапан, соединенный с водяной рубашкой, работает под давлением 2, 5 бар. В случае случайного повышения температуры в водяной рубашке дополнительный механизм защиты - работает аварийный теплообменник в верхней части котла. Это круг трубы, соединенный с сетью водоснабжения, через которую холодная вода течет при аномальных значениях температуры в водяной рубашке. Таким образом, избыточное тепло удаляется и выпускается в канализацию.
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.
Процесс горения постоянно контролируется термостатическим регулятором тяги, который является полностью механическим устройством с высокой степенью надежности. Высокоэффективный котел для экономичного и экологичного отопления больших внутренних и производственных помещений.
Контроллер имеет функции управления для циркуляционных насосов ГВС. Имеются характеристики 18 кВт, 25 кВт и 40 кВт. Камера сгорания изготовлена из нержавеющей стали толщиной 6 мм, изолирована высокотемпературной керамикой и полностью окутана водяной рубашкой.
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.
Топливный элемент имеет размер, который позволяет заряжать большое количество древесины и менее частую заправку. Первичное сжигание происходит в первичной камере при низком содержании кислорода. В этом процессе древесина подвергается химическому разложению, продуктом которого является горячий газ, богатый углеродными соединениями.
Полученный таким образом химический коктейль проходит через центральную керамическую насадку в нижней части первичной камеры и поступает во вторичную камеру. Эффективный теплообмен нагретого газа обеспечивается специально разработанным дымоходом со встроенными турбомодуляторами. Благодаря турбулентной функции турбины газ замедляется, прежде чем покинуть корпус котла и высвободит тепло жидкости в водяную рубашку.
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.
Котел оснащен самоочищающимся механизмом с удобным рычагом триггера, удаленным из внешнего корпуса. Котел предназначен для сжигания гранул диаметром 6-8 мм. Он изготовлен из вареной стали, а камера сгорания полностью покрыта водяной рубашкой. Модели составляют 12 кВт, 23 кВт и 40 кВт.
Корпус котла изолирован снаружи минеральной ватой толщиной 100 мм, позволяя наружной оболочке котла оставаться неизменной даже при интенсивном сгорании. Процесс сжигания контролируется электронным управлением с модулирующим принципом работы с помощью двух вентиляторов - одного, установленного в горелке, и одного в выходе из дымохода.
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.
Очистка котла полностью автоматизирована и не требует вмешательства пользователя. Электронное управление периодически запускает программу самоочистки с заданными интервалами. Серводвигатель управляет механизмом дроссельной заслонки, который перемещает турбомодуляторы, встроенные в дымоходы, и таким образом удаляет осажденные продукты сгорания дымовых газов.
Котлы подходят для отопления зданий, домов, вилл, гостиниц и производственных помещений. Камера сгорания имеет большой объем, обеспечивая подачу топлива для непрерывной работы с одним зарядом - от 2 до 5 часов для древесины и от 8 до 10 часов для использования сжигания угля.
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.
Корпус - деревянный нагреватель на 12 вольт
На выходе отходящего газа установлен градуированный клапан закрывания, что позволяет достичь максимального сгорания на другом участке и высоте дымохода. Солнечные установки находятся в пути после нагревателя ракеты. Это резервный источник тепла для отопления.
Схема для систем водяного отопления из дерева
Использование и платная мощность переменного тока в текущих условиях немного странно, это похоже на стоматологическую операцию через мудак.
Бойлеры, те же кувшины с водяной рубашкой, дрова для подогрева воды и горячей воды
Отопительные котлы с горячей водой выполняют ту же функцию, что и водяные рубашки. Они обеспечивают местное отопление горячей водой и бойлером с двумя катушками для подачи горячей воды. Так называемые ракетные нагреватели компактны, экономичны по сравнению с традиционными деревянными плитами.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.
Для инженера очевидно, что многие из вышеперечисленных функций являются излишними или невероятно дорогими для этой цели. Что представляет собой местная система отопления в случае ракетного нагревателя. Дешевая схема местного отопления. Циркуляционный насос при нагревании составляет 12 сантиметров постоянного тока 5, без щеток, без уплотнения, с магнитной розеткой и электронным контроллером.
То есть лезвия работают в нормальном воздухе, а не в горячем газе. То есть все электрооборудование питается постоянным напряжением 12 вольт. Дополнительный положительный коэффициент Использование 12 вольт в системе водяного отопления означает пожаробезопасность и электрическую безопасность.
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.
Сети переменного тока предназначены для электродвигателей и трансформаторов, но не для полупроводников. Как вы можете видеть, для освещения дома и электрических приборов имеет смысл использовать постоянный 12-вольтовый аккумулятор. Новое: электродвигатели без щеток постоянного тока Светодиодное освещение в комнатах.
Для нагрева воды нужна горячая вода. Теплая вода следует мыть. Самый дешевый и самый экологически чистый, чтобы нагреть воду из дров. Тики равны маленькой бутылке газа. Когда дымовые трубы застряли в неприемлемом месте, тога в результате - это смокинг в Лондоне.
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.
Рынок котлов на твердом топливе недавно подвергся законодательному давлению для повышения эффективности и безопасности котлов, а также для создания выбросов загрязняющих веществ. Все подготовленные в настоящее время субсидии будут связаны с этими условиями. Котлы для горячей воды готовятся к этому условию заранее. Давайте посмотрим на новости, которые представлены на конструкциях.
Бойлеры самого высокого класса выбросов от традиционных отечественных производителей
Производитель предлагает девять модельных котлов, построенных в классе выбросов. Котельный блок котла обеспечивает непрерывную модуляцию котла во всем диапазоне выходного напряжения от 5, 5 до 19 кВт. Это способ достичь высокой эффективности работы. Наряду с лямбда-зондом, который оптимизирует процесс сжигания, котел достигает очень низких выбросов.
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.
Основные варианты включают автоматическое зажигание, отвод дымовых газов, автоматический переключатель обмена, лямбда-зонд и приводы для пеллет с приводом и защитой от турникета. Эти автоматические котлы предназначены для производства объектов, тепловые потери которых не превышают 28 кВт. Котлы могут работать от 7, 2 кВт. Котел использует совершенно новую концепцию реторты, которая обеспечивает правильные рабочие параметры всего котла. Суровое построено по принципу более низкого заправки, а само горения можно сравнить с горением в металлическом приводе.
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.
Топливо подается от подачи топлива к реторте и ротору. Тег хранится на обоих концах для лучшего заправки топливом, а конец провода под ретортой модифицируется так, чтобы топливо было максимально легко распечатано на круговом роторе, где он горит, насколько это возможно. Как круглые, так и ретортные изготовлены из высококачественного чугуна.
В ассортименте доступно около 20 моделей для ручного и автоматического сжигания древесины. Котел позволяет заправлять топливом - кусок древесных или древесных гранул - и предлагается в нескольких вариантах - один из которых представляет собой регазификационный котел без идеи, что гранулу можно взять и установить позже. Другой вариант - добавить горелку с мазутом. Сам котел выполнен в виде корпуса с тремя камерами, расположенными в одном и том же положении. Две камеры пробурены для газификации древесины, самая маленькая камера оснащена необходимой горелкой и керамикой для оптимального качества горения.
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.
Системы сжигания отделены друг от друга водяным паром и, таким образом, они не влияют на себя, и, таким образом, котел достигает высокой топливной эффективности при индивидуальном нагреве топлива. Выпуск дымовых газов в дымоход отмечен одним выходом через горлышко, таким образом обеспечивая одну дымовую трубу.
Котел имеет номинальную мощность 24 кВт, которая может работать в регулируемых диапазонах мощности от 7 до 26 кВт. Котел имеет встроенный топливный питатель для 250 литров древесных гранул и сертифицирован в классе выбросов. Корпус котла имеет стальную конструкцию с чугунными кроватями. Реторта вставляется в нижнюю часть корпуса котла и над ней помещается керамический катализатор. Форма катализатора будет смазывать дымовой газ обратно на горелку, что обеспечит идеальное выгорание топлива и сжигание дымовых газов.
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.
Впоследствии дымовой газ подается на заднюю стенку корпуса котла, откуда он входит в трубчатый обмен с турбулизаторами и, следовательно, путем сжигания дымовых газов в дымоход. Предлагаемые варианты мощности варьируются от 15 до 42 кВт номинальной мощности. В стандартной комплектации котел оснащен противовоздушной топливной системой.
Котлы для сжигания альтернативных гранул
Интересным было сравнение систем, поскольку производители занимаются сжиганием высококачественных гранул и тем, как они подходят к строительству дыр. Котлоагрегаты предназначены для сжигания низкосортных древесных гранул без каких-либо проблем, гранул, содержащих кору, мозаичные гранулы и другие почвенные материалы. Как правило, растительное топливо не может надежно сжигать стационарные артиллерийские или ретортные конструкции. Компания специализируется в течение нескольких лет сжигания гранул и агропала и предлагает несколько моделей как в горячем, так и в холодном исполнении.
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.
Владельцам дачных домиков или загородных коттеджей необходимо собственными силами заботиться о комфортной температуре в своем жилище. Самый распространенный и удобный способ - источник тепла, соединенный с системой труб, смонтированных по всему дому. Отопительные котлы бывают газовые и электрические, работающие на жидком или твердом топливе, а комбинированные используют несколько видов сырья. Если же газопровода нет, оплачивать огромные счета за электричество проблематично, готовое оборудование слишком дорогое, можно изготовить котел длительного горения своими руками. Он не требует постоянного присмотра и периодического подбрасывания дров, загрузка сырья происходит значительными партиями 1 или 2 раза в сутки.
Твердое топливо способно тлеть, выделяя большое количество тепла, а конструкция котла, путем ограничения воздушной тяги, обеспечивает медленное сгорание. Длительность работы на одной партии зависит от объема загрузочного отсека котла, типа сырья, и достигает 20–30 часов. Существует два вида котлов длительного горения на твердом топливе:
1. Классическая конструкция позволяет подавать тягу на часть материала, тем самым обеспечивая его постепенное медленное горение.
2. Газогенераторные котлы собирают газ (пиролиз), выделяемый в процессе тления, и вторично сжигают его в специальной камере. Отсек первичного горения напоминает обычную печь, где пламя охватывает все дрова. После входа устройства в рабочий режим, тяга резко ограничивается, топливо тлеет и выделяет газ, принудительно направляемый в камеру сгорания.
Сложная конструкция и принцип работы котла пиролизного типа длительного горения делают достаточно трудным его постройку дома своими руками. Проще заняться классической моделью, где твердое топливо используют как в обычной печке, но процесс идет гораздо медленнее. Такие котлы бывают разными по форме, типу загрузки сырья, его постепенному сгоранию, начиная сверху или снизу, наличию или отсутствию «водяной рубашки», некоторым другим особенностям. Выбор зависит от назначения оборудования, площади дома или комнаты, наличия системы отопления.
Вариант из стальной бочки
Самые простые самодельные котлы длительного горения без водяного контура предназначены для поддержания температуры отдельного помещения. Актуальны для дачного домика, гаража, небольшого ангара, хозяйственной постройки или теплицы. Для работы понадобятся следующие материалы:
- стальная бочка на 200 л;
- трубы, диаметром 100–150 и 60–80 мм;
- металлический лист;
- куски швеллера;
- стальная полоса, шириной в 50 мм.
Кроме того, не обойтись без сварочного аппарата, дрели, шлифовальной машинки с отрезными кругами по металлу. Крышка бочки аккуратно вырезается, неровные края нужно убрать. Для корпуса также подойдет металлический лист или труба, диаметром 300–600 мм, со стенкой 3 мм. Сталь сгибается, и полученный цилиндр закрепляется сварочным швом. К одному из концов трубы приваривается дно, вырезанное из листового металла, и куски швеллера в качестве ножек. Оптимальная высота котла - 80–100 см, что позволит удобно загружать топливо. В верхней части корпуса вырезается отверстие, диаметром 100–150 мм, куда приваривается соответствующая по размеру труба для отвода дыма.
Для изготовления распределителя воздуха вырезается круг из листового железа радиусом, меньше внутреннего размера корпуса на 4 см. По центру диска необходимо просверлить отверстие в 20 мм, затем приварить не менее шести стальных полос изогнутыми лучами от середины к краям. С другой стороны детали по центру располагается труба, диаметром 60 мм. Ее длина должна быть больше высоты самого котла, чтобы при полном расходе топлива конструкция не опускалась ниже крышки. На торец трубы крепится подвижная заслонка, регулирующая воздушную тягу.
Крышка для корпуса также изготавливается из металлического листа. Для герметичности приваривается бортик из стальной полосы. По центру создается отверстие для трубы распределителя. Зазор должен быть минимальным, но не препятствующим свободному перемещению деталей. На этом этапе дровяной котел отопления длительного горения уже пригоден к эксплуатации. Корпус герметичен, отсутствуют какие-либо щели, усиливающие воздушную тягу, но чистить топку от золы придется через верх. Для удобства можно вырезать прямоугольное отверстие в нижней части котла, из полученного куска металла сделать плотно закрывающуюся дверку.
Для облегчения розжига полезно положить бумагу, налить небольшое количество керосина. Загружать котел нужно с учетом того, что на топливо будет устанавливаться распределитель воздуха. Прижимной круг помещают ниже отверстия дымохода. Систему закрывают крышкой и полностью открывают заслонку. Поджигают топливо горящей лучиной, бросая ее через трубу распределителя воздуха. После нескольких минут горения поступление кислорода ограничивается заслонкой. Сигналом, что дрова не потухли, служит дым.
В подобном котле при максимальном заполнении отсека, процесс горения продолжается более суток. Следят за количеством оставшегося топлива по уровню трубы распределителя воздуха, которая опускается по мере выгорания дров. При очередной загрузке горячие угли со дна бочки обязательно извлекаются. Если уложить их верхним слоем, легче происходит розжиг.
Отопительный котел с водяным контуром.
При желании обогревать несколько отдельных комнат актуальным становится устройство водяного отопления, подключение его к источнику тепла, изготовленного своими руками. Для работы используются те же инструменты и аналогичные материалы. Но для корпуса котла с водяным контуром понадобятся две стальные трубы со стенками в 3–5 мм, которые вставляются друг в друга и свариваются с использованием металлических полос. Причем внутренний диаметр одной должен быть на 8 см больше наружного другой, чтобы толщина «водяной рубашки» превышала 4 см.
Меньший размер прослойки недопустим во избежание закипания жидкости между стенками котла длительного горения, что особенно актуально при отсутствии принудительной циркуляции теплоносителя. Наличие водяного контура предполагает, что устройство будет решать немного другие задачи. Это касается не только необходимости осуществить монтаж котла для водяного отопления путем подсоединения к трубам, в конструкцию также вносятся определенные изменения.
Большое количество циркулирующей жидкости требует значительного объема камеры с горячим воздухом, чтобы успешно справиться с подогревом. Сделать это, не уменьшая отсека для горения, позволит увеличение высоты отопительного котла. В качестве дополнительных теплообменников к внутренней стенке чуть ниже крышки желательно приварить несколько металлических регистров так, чтобы они не мешали движению распределителя воздуха. Высота котла не позволяет укладку топлива и чистку отходов через верх, в нижней части корпуса прорезается дверка для удаления золы, а на середине боковой поверхности - загрузочное отверстие для дров. В основание ввариваются трубы для подсоединения к системе отопления.
Многим умельцам по силам самостоятельная сборка даже более сложных агрегатов для отопления. Важно помнить, что проще сделать это, опираясь на чертежи для изготовления котлов длительного горения. Такой принцип поможет избежать ошибок и дополнительных затрат на материалы.
| Статьи |
