Правильно подключаем твердотопливный котел: изучаем по пунктам

Приняв решение соорудить котел для отопления частного дома своими руками, придётся разобраться с несколькими вопросами. Начинают с выбора используемого топлива. Вариантов тут достаточно много:

Назначение, компоновка и принцип работы

Для общего понимания, твердотопливный котёл длительного горения (ТКДГ) можно представить в виде большой топки с ограниченной зоной сжигания.

В ней процесс сгорания регулируется с помощью подачи кислорода.

Несложный, но гениальный, принцип работы основывается на термическом расщеплении топливных элементов с длительным выделением тепловой энергии.

Интересная информация: своему рождению ТКДГ обязан талантливому инженеру Эдмунтасу Штропайтису, который в 2000 году запатентовал совершенно новый принцип горения в котлах на твёрдом топливе – сверху вниз с регуляцией подачи кислорода.

Принцип работы

Схема работы таких котлов основывается на особенности твердого топлива тлеть несколько часов, производя при этом большое количество тепловой энергии. Характерно, что топливо в таком случае сжигается более полно, а количество отходов, как следствие, заметно снижается.

Чертеж котла

Обратите внимание! Замена активного сжигания тлением возможна ввиду особого устройства отопительного котла.

Основным элементом котла является топка, где горение ограничено, а интенсивность подачи воздуха контролируется при помощи специальных приспособлений. Топливо загружается два раза в сутки большими порциями, после чего медленно тлеет (ограниченное количество кислорода не позволяет ему полноценно гореть).

Труба, посредством которой выводится дым, пропускается через теплообменники и нагревает жидкость в отопительной системе. Выходит, достаточно лишь каждые 12 часов загружать топливо для бесперебойного обогрева дома.

Схема котла

Электричество и газ, как традиционные виды топлива

Электричество наиболее доступный вид энергии, в том смысле, что не электрифицированных районов осталось очень мало. Цены на электрическую энергию заставляют крепко подумать о том, насколько целесообразно делать ее основным видом топлива. Хотя современные электрокотлы позволяют хорошо экономить и тариф можно выбрать наиболее оптимальный, но качество электричества, которое подается в наши дома, оставляет желать лучшего, а перебои и нестабильность подачи могут заставить мерзнуть «без света» неделями.

Природный газ тоже можно считать относительно доступным, а беды у него такие же, как у электричества — нестабильность подачи, отвратительное качество, низкое давление и огромные цены. Ни один человеческий газовый котел не станет работать на таком топливе длительное время, а ремонт газового оборудования — дело длительное и очень дорогое. Поэтому и газу однозначно доверять тепло в своем доме нельзя.

Общие требования по установке

Из года в год климатические условия во всем мире претерпевают значительные изменения, которые не остаются незамеченными. И по большей части эти температурные подвижки приводят к увеличению холодных дней в году, а значит пора задуматься об установке полноценной, удобной и долговечной системы отопления. Прежде всего, следует понимать, что твердотопливные котлы отопления – это специфическая техника, работа с которой требует определенных знаний и навыков. Однако даже если вы не собираетесь устанавливать такой котел собственноручно, рекомендуется как можно подробнее изучить принцип работы и всевозможные нюансы эксплуатации, чтобы в будущем производить обслуживание самостоятельно, а не тратить деньги на вызов мастера.

Выбор места

Выбор места установки твердотопливного котла зависит от его конструктивных и эксплуатационных особенностей. Традиционно для этого необходимо оборудовать специальное помещение – топочную, однако бывает и такое, что места в ней не хватает из-за уже имеющегося газового, электрического или другого котла. В этом случае агрегат можно установить в каркасной пристройке, обшитой сэндвич-панелями или профлистами с огнестойким утеплителем, например, каменной ватой. Такой вариант крайне удобен для угольных котлов, обслуживание которых не обходится без грязи.

Любой недорогой маломощный твердотопливный котел для дома можно устанавливать прямо на пол или стяжку. Из-за малого веса такая техника не может давать серьезные вибрационные нагрузки на основание. Для котлов, мощность которых выходит за отметку в 50 кВт уже требуется фундамент из бетона или бутобетона. То же самое касается котлов длительного горения с механизмами для подачи тяжелых грузов. Следует выкопать яму и сделать дренажную подушку из песка и щебенки. Фундамент должен подниматься над уровнем черновой стяжки на 8-10 см, но связывать его с фундаментом самого дома ни в коем случае нельзя.

Читайте также:  Как сделать керамические дрова своими руками?

yandex_partner_id = 53889;
yandex_site_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_ad_format = ‘direct’; yandex_font_size = 1.0;
yandex_direct_type = ‘vertical’;
yandex_direct_border_type = ‘ad’;
yandex_direct_limit = 1;
yandex_direct_title_font_size = 2;
yandex_direct_links_underline = true;
yandex_direct_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_border_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_title_color = ‘0C77EC’;
yandex_direct_url_color = ‘000000’;
yandex_direct_text_color = ‘000000’;
yandex_direct_hover_color = ‘CC0000’;
yandex_direct_favicon = true;
yandex_no_sitelinks = true;
(»);

Требования и нормативы

Что же касается требований и нормативов к установке твердотопливного котла и всей отопительной системы, то от того, насколько строго вы будете их придерживаться, зависит не только безопасность и удобство эксплуатации, но и долговечность самой техники.

Какие условия нужно создать, чтобы котел работал максимально эффективно и долго:

  1. Площадь помещения, где будет находиться котел, должна составлять минимум 7м².
  2. В помещении надо оборудовать мощную вентиляционную систему приточно-вытяжного типа с сечением канала из расчета 80 мм/1 кВт. Более подробно об устройстве вентиляционной системы в котельной рассказано в статье «Вентиляция котельной в доме».
  3. Между наружными стенками котла и стенами помещения должно быть не меньше полуметра, при этом стены должны быть сделаны из огнестойкого материала (желательно обить угол, в котором будет стоять котел, металлическими листами или панелями, подойдет и гипсокартон).
  4. Пол также необходимо облицевать огнестойким материалом, а вокруг самого котла на 30-50 см во все стороны лучше сделать настил из металла или камня.

Стоит заметить, что большинство из показателей не являются аксиомами и рассчитываются в соответствии с техническими характеристиками котла, которые можно посмотреть в приложенной к нему документации.

Требования к месту установки котла и нормативы для установки твердотопливного котла отопления.

Во-первых необходимо разобраться с котельной. Должка быть хорошая вентиляция в котельной, необходимая для правильного процесса горения. Пол должен быть бетонным не тоньше 5см.

Монтаж отопительного котла в первую очередь заключается в правильном выборе места для котельной и котла. Недостатки твердотопливных котлов в основном заключаются именно в необходимости установки котла в месте, где много площади и по периметру котла имеется достаточно места для вентиляции поверхностей. Конечно и правильное оборудование, которое нужно для установки системы тоже играет немаловажную роль. Такое оборудование, если оно профессиональное, то стоит больших денег, а потому лучше доверить установку грамотным фирмам. Хотя, конечно, всё зависит от масштабов вашей отопительной системы. Как бы там ни было необходимо будет выполнить следующие монтажные работы:

  • Размещение в котельной отопительного котла
  • Прокладка трубопровода по дому
  • Обвязка
  • Запуск котла

Можете посмотреть подробное видео «как правильно установить твердотопливный котёл «: Теперь касательно нормативов и требований к подключению котла и системы в целом, ведь насколько хорошо будут выполнены данные рекомендации зависит насколько надёжно и долго проработает ваша система без вмешательства извне.

Если речь идёт о подключении всей системы, то оно должно быть выполнено с учётом всех нормативов, чтобы не дай Бог где чего не прорвало и не принесло в будущем Вам серьёзного ущерба. Рассмотрим основные требования для безопасности работы котельного оборудования:

  • Площадь помещения котельной должна быть не меньше 7м²
  • Котельная должна быть оборудована приточной вентиляцией. Сечение канала вентиляции должно быть от 80 миллиметров из расчёта на 1 кВт мощности твердотопливного котла.
  • Нормативное безопасное расстояние от оборудования до стен должно быть от полуметра.
  • Пол должен быть вымощен из негорючих строительных материалов, список которых вы можете найти на страничках нашего сайта. Перед топкой, как в печи должен быть расположен лист негорючего материала, например металла.
  • Диаметр дымохода из расчёта дымового отвода котла, однако отдельно о требованиях к дымоходу, вы можете почитать ниже.
  • Многие показатели не являются аксиомой и расчитываются исходя из документации приложенной к котлу.
  • Пожаробезопасность превыше всего. Как подключение к электросети, так и подвод воды должен осуществляться в соответствии с нормативами пожаробезопасности.
  • КПД вашего сердца отопительной системы, котла, напрямую зависит от правильности выбора и установки типа дымохода.

Конечно лучше обратиться за помощью с установкой к профессионалам, но если всё-таки решили самостоятельно установить твердотопливный котёл, то нужно понимать, что на гарантийные обязательства со стороны производителя можно не расчитывать. В зависимости от габаритов и мощности, объёма топочной части, котёл может быть разгружен либо вручную, либо с помощью мобильного крана. В таком случае лучше позаботиться об установке до полного завершения строительства, чтобы не было проблем с дверными проёмами, крышей. Вообще отдельного слова заслуживает расчет мощности твердотопливного котла отопления, так как это достаточно сложная процедура, которую также должен проводить монтажник-специалист. Также если не знаете какой выбрать твердотопливный котёл, наш сайт поможем Вам с выбором.

Процесс изготовления твердотопливных котлов длительного горения своими руками: чертежи и сборка

Сразу следует оговориться, что конструкции могут иметь как верхнюю камеру сжигания газов, так и нижнюю. В первом случае продукты сгорания попадают в рабочее отделение под воздействием природных сил, а во втором – при помощи дополнительного приспособления для нагнетания воздуха.

Читайте также:  Печь «шведка» в интерьере: особенности конструкции (23 фото)

Чертежи конструкции для самостоятельного изготовления

Так как котлы с наличием нижней камеры догорания сложны в изготовлении и требуют установки дополнительного оборудования при монтаже, рассматривать их не имеет особого смысла. Быстрее и экономнее сделать конструкцию с верхней камерой для сжигания газов.

Пример пошагового изготовления самодельного агрегата

Далее рассказывается, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения, используя доступные материалы.

Применяемые элементы

Для изготовления конструкции потребуются:

  • труба сечением 500 мм и длиной 1300 мм;
  • труба с диаметром 450 мм и длиной 1500 мм;
  • труба сечением 60 мм и протяженностью 1200 мм;
  • два кольца шириной 25 мм и диаметром 500 мм;
  • металлические уголки и куски швеллера;
  • лист металла;
  • асбестовое полотно;
  • петли и ручки.

Корпус конструкции можно изготовить из такой трубы

Порядок сборки корпуса

В первую очередь трубы сечением 1500 и 1300 мм вкладываются друг в друга. Соединяются они с использованием кольца, изготовленного из уголка размером 25х25 мм. Из металлического листа вырезается окружность диаметром 450 мм и фиксируется к торцевой части трубы. Она выступает в качестве днища. В итоге должна получиться небольшая бочка.

С нижней стороны конструкции вырезается отверстие в форме прямоугольника 15х10 см для дверцы зольника. К проему крепится створка при помощи петлей, а также устанавливается задвижка.

Для конструкции можно использовать обычный газовый баллон

Чуть выше проделывается прямоугольное отверстие для топливной камеры. Размеры могут быть определены самостоятельно. От правильно подобранных габаритов будет зависеть удобство загрузки дров или другого топлива. По той же технологии устанавливается дверка с задвижкой.

В верхней части самодельной конструкции делается выпускной патрубок, с помощью которого отработанные газы будут поступать в дымоходную трубу. По бокам посредством сварки фиксируются патрубки, необходимые для подсоединения к отопительной системе строения. В них обязательно нарезается резьба.

Расположение патрубка для дымоходной трубы

Устройство воздушного распределителя

Из куска жести вырезается окружность с поперечным сечением на 20-30 мм меньше, чем диаметр внутренней части котла. В центральной части проделывается круглое отверстие для воздухораспределительной трубы. Его диаметр должен составить 6 см. Непосредственно в отверстие вставляется труба и приваривается к основе.

Распределитель воздуха со стабилизатором

К нижней части металлического блина крепятся куски уголка. С другой стороны путем сварки фиксируется петля, которая необходима для перемещения конструкции вверх и вниз. Для настройки подачи воздуха непосредственно в камеру сгорания устраивается заслонка.

Распределение воздуха при помощи приваренных уголков

Круг диаметром 500 мм, вырезанный из подходящего по размерам куска металла, вставляется в конструкцию. Верхний конец трубы заводится в отверстие, после чего верхняя крышка котла приваривается наглухо. К петле фиксируется трос, позволяющий опускать и поднимать распределитель.

Вид собранной конструкции

Вариант обвязки с буферной емкостью

Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).

Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.

Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем

Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос. Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.

Вариант обвязки с буферной емкостью

Справка. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.

Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, потребуется мощность в 2 раза выше расчетной. Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.

Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:

Читайте также:  Напольный газовый котел с коаксиальным дымоходом

Как работает агрегат

Секрет здесь в следующем: в отличии от традиционных котлов, схема котла длительного горения включает в себя не одну, а две камеры сгорания. Первая из них предназначена для сжигания топлива, вторая – для поступивших из первой камеры газов. Качество процесса во многом зависит от своевременной подачи воздуха, для чего в конструкции имеется вентилятор. Подобный подход является инновационным: его впервые представила литовская компания Stropuva в 2000 году, после чего чертежи твердотопливных котлов длительного горения были взяты на вооружение ведущими производителями котельного оборудования.

На сегодняшний день агрегаты, работающие по этому принципу, являются наиболее недорогим и практичным вариантом обогрева домов в местностях, лишенных газификации. Сутью работы приборов данного типа выступает горение верхнего топлива. Обычно месторасположением топки является нижняя часть: как следствие, холодный воздух после нагревания имеет возможность подниматься вверх. Котлы длительного горения очень похожи на пиролизные: выделение основной порции тепла происходит не от сгорания твердых брикетов, а от выделившегося при этом газа.

Как работает агрегат

Для сгорания внутри конструкции имеется специальное закрытое пространство. Камеры соединены между собой телескопической трубой, по которой выделившийся газ из первого отделения поступает во второе. Процесс его дожига сопровождается смешиванием с холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Эта процедура проистекает без пауз, до полного перегорания топлива. Она отличается достаточно высоким температурным режимом – до +1200 градусов.

Камера для сжигания твердого топлива имеет более обширные размеры: ее объем иногда достигает 500 дм3. В нее можно загружать уголь, опилки, дрова, паллеты. Стабильное нагнетание воздуха обеспечивается встроенным вентилятором. Процесс горения характеризуется очень медленной скоростью расхода топлива. Как следствие, экономичность котельного оборудования резко возрастает.

Пиролизные котлы – получаем газ из дров

Пиролизные котлы для дома работают на том же твердом топливе, однако используют совершенно иной принцип работы, выдавая на порядок больше тепловой энергии и отапливая дом на одной закладке в разы дольше. Неудивительно, что такие агрегаты и стоят в полтора-два раза дороже классических твердотопливных устройств. В чем же фишка? Суть работы пиролизного (газогенераторного) котла заключается в так называемой сухой перегонке топлива – под воздействием высоких температур и при недостаче кислорода древесина выделяет пиролизный газ, а в топочной остается древесный уголь.

Пиролизные котлы – получаем газ из дров

Реакция пиролиза осуществляется при температуре от 200 до 800°С, причем процесс этот происходит с выделением тепловой энергии, которая идет на подсушивание дров и прогрев воздуха. Затем пиролизный газ поступает в камеру сгорания, где он смешивается с воздухом и возгорается – так и получают основную массу тепловой энергии. Следует отметить, что в процессе сгорания пиролизного газа активные углероды также участвуют в процессах окисления, в результате чего дым на выходе из трубы практически не содержит вредных соединений, состоит в основном из водяного пара и углекислого газа. Впрочем, и выброс СО2 в окружающую среду в три раза меньше, чем в случае с использованием обычного дровяного или угольного котлов. Чистить пиролизный агрегат придется гораздо реже – в процессе такого поэтапного сгорания топлива образуется минимум золы и сажи, практически все выгорает.

Помимо преимуществ, связанных с высоким КПД, следует отметить возможность получения высоких температур даже из влажных дров. Во-вторых, процессы горения пиролизного газа легко управляются автоматикой, что позволяет своевременно регулировать интенсивность сгорания и экономить топливо.

Максимальная мощность пиролизных агрегатов достигается при использовании сухой древесины (10–20 % содержания влаги). В целом использование сырого топлива снижает мощность котла практически на 50 %, при этом расход топлива увеличивается вдвое. Можно ли сделать пиролизный котел для дома своими руками? Это не только сложно, но и опасно – ошибки в конструкции могут привести даже к взрыву такого самодельного агрегата.

Пиролизные котлы – получаем газ из дров

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.