Котел на дровах: основные правила выбора отопительных дровяных котлов длительного горения, с водяным контуром и без

Какое топливо используют

Температура газов в дымоходе при длительном горении значительно ниже, чем у простых котлов. Поэтому при использовании сырых дров влага оседает в дымоходе и «заливает» конденсатом — чёрной тягучей жидкостью с запахом креозота.

​

Потому нельзя использовать котёл в минимальных режимах, а топливо должно быть только сухим с относительной влажностью не больше 15%.

Достичь этих параметров можно технологической сушкой в камере или естественной под крышей на протяжении 3 лет.

Для топки паллетами, опилками и прочими плотными и мелкими частицами предусмотрен специальной формы «блин» на камере сгорания.

Закладка дров максимально плотная, без пустот. Если они лежат неоднородно, «блин» зависает на выступающих частях и пламя гаснет.

Дрова можно использовать крупные, колоть необязательно. Колотые дрова равномернее укладываются. Поленья не должны быть слишком длинными — лучше укладывать короткие дрова «стоя» в несколько этажей.

Топливо для пиролизного котла

Твердотопливные пиролизные котлы практически всеядны. В качестве топлива можно использовать разнообразные виды твердого топлива: начиная от обычных дров и заканчивая торфом.

Исходя из этого, топить котел можно любым видом твердого топлива, но все же каждый вид отличается присущими только ему качествами и свойствами, поэтому будет отличаться и работа котла.

Следовательно, выбор топлива является очень важным процессом.

• Использование обычных дров.

  Дрова для твердотопливных пиролизных котлов должны быть обязательно сухими (допускается использование дров с влажностью не более 20%). От сухости зависит теплоотдача котла.

  Загружая поленья в топку, размещать их нужно плотно друг к другу, а вверху следует оставлять свободное пространство не менее 20 см. Стоит отметить, что можно использовать и неколотые дрова.

  При первой загрузке необходимо использовать приблизительно половину порции дров, остальные помещаются по мере прогорания в котле. Сгорают дрова неравномерно – их необходимо все время аккуратно раскладывать по поверхности топки, при этом не допускать охлаждения твердотопливного пиролизного котла.

  Минусом использования дров есть то, что топку этим видом топлива невозможно автоматизировать. Плюсом же есть тот факт, что это очень экологичный способ отопления помещения.

Использование торфа.

При использовании торфа в качестве топлива для твердотопливного пиролизного котла необходимо придерживаться определенных правил. Во-первых, топливник должен всегда быть очищен от золы, а во-вторых, поддувальная дверца должна быть закрытой.

Торф следует выкладывать на колосниковую решетку. На этот слой для лучшей растопки можно положить немного дров и прикрыть все это еще одним слоем торфа. Затем открыть задвижку дымоотвода и приступать к растопке.

Во время работы твердотопливного отопительного оборудования необходимо следить за тем, чтобы торф всегда лежал равномерным слоем. Такое расположение торфа обеспечит максимальную теплоотдачу.

Использование угля.

Чтобы получить наилучший уровень тепла с помощью угля в качестве топливо, необходимо использовать специальный топливник – шахту с колосниковой решеткой и вертикальными стенками.

Топливник должен быть достаточно высоким, расстояние между сводом и решеткой должно быть минимум 50 см. Топочные и поддувальные дверцы должны быть сделаны из чугуна, оптимальное расстояние между дверцами – 21 см.

Кроме того, дверцы рекомендуется строго герметизировать. Следует помнить, что при использовании угля новую порцию топлива стоит подбрасывать только тогда, когда первая хорошо разгорелась. При этом нужно постоянно поддерживать равномерный слой и не допускать прогорания угля до решетки.

Использование топливных брикетов.

Сегодня топливные брикеты – это самое оптимальное средство для топки твердотопливных пиролизных котлов. Можно использовать как угольные, так и торфяные брикеты.

Благодаря использованию брикетов, Вы получите высокую теплотворность, ровный процесс горения (не нужно вмешиваться в сам процесс горения и поправлять слои), высокую плотность горящего слоя, небольшое количество пламени и минимальное количество дыма.

Также преимуществом есть сгорание брикета без остатка и удобство фасовки брикетов. Топку твердотопливного пиролизного котла ведут до полного сгорания топливных брикетов. Если же остаются несгоревшие брикеты, их используют вторично.

Размеры стандартной топки котла регламентируют размеры используемого топлива (габариты дров или брикетов). Как правило, для топлива в газогенераторных котлах используются поленья длиной » 400 мм, и диаметром до 200 мм. Размер топливных брикетов – 300х30.

Вместе с дровами или брикетами можно в качестве топлива использовать и опилки. Но брать их следует не больше трети от основной части топлива по объему.

Инструкция по эксплуатации предусматривает, что влажность топлива не должна быть выше 45%. Чем меньше влажность древесины, тем больше мощность котла и тем дольше он сможет проработать без ремонта.

Например, килограмм древесины 20% влажности при сгорании дает тепла эквивалентного 4 кВт-ч, а дрова 50% влажности – всего 2 кВт-ч. Кроме того, что при увеличении содержания влаги в топливе, снижается удельная теплота сгорания, значительно увеличивается расход топлива.

Принцип работы котла длительного горения

Котлы на твердом топливе появились сравнительно давно, но все они, независимо от модели и производителя, имели один существенный недостаток. Топливо приходилось постоянно добавлять, по мере того, как оно сгорало. Это было малоэффективно и не экономично. Такая ситуация продолжалась ровно до 2000 года, пока компания Stropuva не нашла способ устранения этой проблемы. Именно инженеру Эдмунтасу Штропайтис мы обязаны таким изобретением, как котел длительного горения.

На сегодняшний день это наиболее практичное и функциональное устройство для обогрева частного дома или дачи, уровень производительности которого достигает 70, а иногда и 100%. Но, в отличие от классических пиролизных котлов, которые также отличаются хорошим КПД, такие агрегаты могут поддерживать тепло в течение 7 суток всего лишь на одной партии топлива!

В чем же его основные технические особенности и за счет чего этот прибор так экономичен и эффективен?

Устройство котла длительного горения

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения похож на пиролизные агрегаты. Основное тепло образуется не от сгорания дров или угля, а от газификации твердого топлива. Процесс горения происходит в закрытом пространстве, откуда через специальную телескопическую трубу, высвобождается древесный газ.

После этого, газ направляется в сопло грелки, где происходит диффузия (смешивание) с вторичным воздухом, закаченным вентилятором. Таким образом, беспрерывный процесс будет происходить до тех пор, пока полностью не сгорят угли или дрова. При этом температура горения порой достигает 1200 градусов.

Внутренне устройство котла длительного горения

Эффективность такого принципа заключается именно в том, что твердое топливо расходуется очень медленно, по мере необходимости, что существенно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Но не только высокая производительность является преимуществом такой конструкции.

Как правило, вся суть долгоиграющего горения заключается в том, что прогорает одновременно не вся закладка угля или дров, а только верхний слой. Из-за того, что воздух подается сверху, а не снизу, прогорание топлива происходит постепенно, в верхнем его слое.

Принцип длительного горения

Когда этот слой сгорает, включается подача воздуха, причем ровно столько, сколько нужно для сгорания верхнего слоя. Это и обеспечивает такую продолжительность горения и возможность контроля над процессом.

Следует сказать, что такой вариант отопительного прибора приемлем исключительно в качестве отопительной системы. Если вам необходимо продумать систему нагрева воды для бытовых нужд, то следует искать другие варианты.

Если же вариант подбирается именно для отопления большого дома, то такой аппарат является отличной альтернативой электрическим и газовым приборам.

Как выбрать и на что обратить внимание

Вид топлива

Если в выборе топлива клиент отдает предпочтение углю, то лучше выбрать котел и стали. Если же в качестве топлива используются дрова, то наилучшим выбором будет чугунная модель.

Мощность

От данного критерия зависит, какую площадь будет способен обогреть прибор, как часто необходимо подбрасывать топливо.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Для большого помещения и двухэтажного частного дома подойдет котел мощностью от 20-36 кВт.

А для небольшого дачного дома хватит и 14 кВт.

Вес и стоимость

Большой вес и габариты доставят неудобства, если у клиента нет специального места для размещения котла.

Тяжелый вес также означает более высокую стоимость за установку и доставку. Кроме того, тяжелые котлы стоят значительно дороже более облегченных моделей.

Экономичность

Коэффициент у котла из чугуна меньше, чем у стального. Но чугунный котел дольше остывает, тем самым сохраняя тепло более длительное время.

От времени сгорания зависит временной интервал между закладками топлива. Так, экономичные модели из чугуна могут держать тепло всю ночь.

Долговечность конструкции

Срок использования техники по умолчанию указывается около 10 лет. Но это зависит от аккуратности обращения владельца и качества материалов, из которых сделан котел.

Если выбрать модель с хорошими материалами, надежной сборкой и правильно ухаживать за отопительным оборудованием, то устройство прослужит дольше.

Устройство и принцип работы

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 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.

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.

Особенности приборов

Длительное горение обеспечивается объёмным резервуаром для размещения дров, а также методом двухэтапного сжигания топлива.

Принцип действия прибора:

1. В топку загружают дрова или другое твёрдое горючее. Резервуар заполняют полностью, оставляя небольшое пространство с мелкой щепой и ветками только у самого окна для облегчения розжига.
2. С использованием бумаги или лучины поджигают закладку. На этом этапе в камеру поступает достаточно воздуха для начала интенсивного горения.
3. Когда горючее занимается, поступление воздуха в резервуар снижается до минимума. Такой приём приводит к переходу от горения к тлению материала.
4. Во время термического разложения дерево выделяет большое количество газов с повышенным потенциалом энергии (процесс пиролиза).
5. В стандартных печах пиролизные газы устремляются в дымоход, а в устройствах длительного горения они переходят в отсек дожига. Там под влиянием кислорода и высокого нагрева они воспламеняются, полностью выгорая. Этот процесс сопровождается выделением большого количества тепла.

В процессе работы котла твёрдое горючее перерабатывается в мелкую золу, а газ догорает в резервуаре дожига, что позволяет максимально уменьшить вредные выбросы и отходы.

Монтаж

В соответствии с нормами и правилами можно осуществить установку котла на дровах своими руками. Монтаж, при этом, выполняется на основании, который отличается своими негорючими характеристиками и прочностью. А облицовка пола и, близ расположенных, стен должна быть выполнена полностью из негорючих материалов.

Для проведения дымохода применяют разделку в соответствии с правилами пожаробезопасности. Например, там, где горючий материал примыкает к поверхности стены, необходимо проложить устойчивый к огню утеплитель. Стальной лист используется для облицовки всего материала.

• Подключение водного отопления идущего от котла выполняется к специально сконструированным отводам. Инструкция указывает на конкретный патрубок для обратки и подключения контура. Если мощность превышает показатель в сорок киловатт, то котел необходимо установить в отдельном помещении.
• Котел, зависящий от потребления электроэнергии, должен подключаться посредством устройства стабилизатора, а также источника, обеспечивающего бесперебойную подачу питания.
• Автоматы используются в обязательном порядке с прямым подключением от щитка. А в случае необходимости установку можно непосредственно в помещении подвала. Только здесь должна присутствовать, как соответствующая вентиляция, так и освещение, обеспечивающееся естественным образом.

Требования к топливу

Хотя столь долгоиграющие котлы и можно топить дровами или дровяными пеллетами, длительность их горения будет не 7 дней, а в зависимости от характеристик топлива – 12-30 часов. Качественные пеллеты могут обеспечить теплообразование максимум до 72 часов, т.е. до 3 суток.

Для обеспечения длительности горения до 7 суток необходимо использовать уголь. Оптимальный по соотношению цена-качество – каменный уголь. Наибольшей теплоотдачей обладает антрацит, однако стоимость такого угля – 8000-8500 руб. за тонну, что не дешево. Также отличной теплоотдачей и длительностью горения обладает древесный уголь (особенно из твердых пород дерева – марки А).

Особенности дровяных котлов

В настоящее время имеется несколько групп подобных котлов:

• По числу контуров. Если у конструкции не предусмотрен змеевик, то это одноконтурная модель. Поэтому здесь могут потребоваться дополнительные расходы на покупку и монтаж необходимой емкости. Котел с двумя контурными частями способен одновременно нагревать, как носитель тепла, так и используемую в бытовых условиях воду;
• С разным расположением камер. Вертикальный. Дрова для использования применяются сырые, реализуя в полной мере принцип, при котором сгорает нижний уложенный слой. Сверху одновременно просушивается верхняя часть дров. Горизонтальное расположение предназначено для загрузки сухого топлива;
• По автоматике, когда регулирование работы осуществляется заслонкой вручную или механическим способом;
• С накопителем бойлером – отдельный одноконтурный вид, позволяющий нагревать, как ГВС, так и теплоноситель.

Параметры выбора

При выборе твердотопливного котла следует учитывать ряд важных критериев:

• Мощность агрегата – подбирается в зависимости от обогреваемой площади и необходимой температуры теплоносителя.
• Доступность топлива.
• Вид тяги в толочном отсеке – естественная или принудительная. Эта характеристика влияет на производительность прибора и возможность его установки в определённом помещении.
• Материал конструкции теплообменника. Чаще всего встречаются изделия из стали и чугуна. От их качества зависит надёжность котла и его теплосберегающие качества.
• Коэффициент полезного действия (КПД) – определяется типом закладываемого горючего, спецификой конструкции и наличием дополнительных элементов, таких как вытяжка, автоматическое поступление топлива и др.
• Вариант размещения «водяной рубашки» — позволяет оптимально подобрать агрегат для монтажа с соблюдение требований пожарной безопасности.
• Способ загрузки топлива и размер камеры сгорания – позволяет рассчитать рабочий цикл котла и возможность автоматизации его действия.
• Масса прибора – учитывается при определении основы для установки оборудования. Поверхность должна быть прочной и устойчивой к деформации.
• Расположение зольника и его конструкция – определяют удобство обслуживания этого элемента во время эксплуатации оборудования.
• Цена – складывается из характеристик прибора и популярности марки.

Особенности конструкции

https://youtube.com/watch?v=Lkhm4z4sF7c

Пиролизные котлы — один из видов твердотопливных котлов, который в последнее время пользуется повышенным спросом из-за постоянно растущих цен на газ и электроэнергию, их еще называют — газогенераторные котлы.

Основным топливом для пиролизного твердотопливного котла является:

• древесина;
• брикеты;
• щепа;
• древесные отходы.

Очень редко в качестве топлива используется каменный уголь или кокс. Пиролизные котлы комфортны в эксплуатации, отличаются надежностью и большим сроком эксплуатации. Прежде чем купить пиролизный котел нужно изучить возможность выполнения строгих требований по качеству используемого топлива.

В подавляющем большинстве разрешается применять древесину, влажностью не более 20 %. При использовании древесины с большим количеством влаги резко снижается эффективность.

Пиролизный котел работает по принципу сухой перегонки топлива.

При недостатке кислорода, под воздействием высокой температуры, сухая древесина разлагается на твердый остаток и летучую часть (пиролизный газ, который впоследствии смешивается с горячим воздухом).

Эта воздушно-газовая смесь, которая образовалась в процессе пиролиза, является топливом пиролизного котла. Процесс пиролизного сжигания является экзотермическим (сопровождается выделением теплоты).

Происходит он при температурах от 200 до 800 оС и обеспечивает подогрев поступающего в камеру сжигания воздуха. При этом происходит прогрев и подсушивание топлива в камере агрегата, за счет чего минимизируется выход сажи и золы.

Для пиролизного или газогенераторного котла характерным является более высокий КПД по сравнению с традиционной твердотопливной техникой.

При сжигании качественного топлива, КПД пиролизного котла находится на уровне пеллетных котлов и котлов длительного горения и достигает 90 %.

Пиролизные твердотопливные котлы используются как в частных домах и квартирах, так и для отопления производственных помещений.

Пиролизные котлы являются весьма рентабельным видом отопительной техники. Достаточно высокая цена на пиролизный котел покрывается за счет низкого потребления топлива.

В обычном твердотопливном агрегате длительного горения теплоноситель нагревается от тепла, выделяемого при горении топлива, то пиролизные котлы работают по-другому принципу.

При сжигании органического топлива (дров, пеллет, дровяных брикетов и даже угля) при температуре 400-800°С выделяется газ, сжигая который, можно получить намного больше тепла, чем при сжигании топлива.

Процесс газообразования из твердого топлива и последующее сжигание полученного газа называется пиролизом, а агрегаты, использующие такой принцип работы, называются пиролизными, или газогенераторными котлами.

В пиролизном котле присутствуют две камеры, и в обеих осуществляется горение:

• Камера сгорания – сжигаются (обугливаются) дрова или другое топливо.
• Камера дожига – сжигается газ, выделяемый топливом.

В камере сгорания располагается и поджигается топливо. В зону горения подается первичный воздух. При прогреве топлива до определенной температуры начинается газовыделение.

При помощи дымососа газ, вместе с вторичным воздухом, засасывается в камеру дожига (она расположена ниже уровня топлива) и сгорает там, выделяя тепло.

Продукты горения попадают в дымовой тракт (газоход) и поступают в дымоход, проходя через водяную рубашку агрегата и нагревая теплоноситель.

В результате, дрова превращаются в древесный уголь, сгорая практически полностью, а дым очищается от неприятных запахов и угарного газа.