Схемы дровяного отопления дома

Схема подключения котла с аккумулятором тепла

Ключевым моментом в проектировании дровяного теплоснабжения является выбор схемы. От нее зависит – будет ли установлен дровяной котел отопления своими руками или его функции выполнит печь или камин. Для определения оптимального варианта необходимо учесть все возможные факторы.

Прежде всего учитывается площадь здания и количество комнат. Чаще всего дровяные печи отопления для дачи устанавливаются в том случае, если помещений максимум два. При этом не нужно делать систему водяного теплоснабжения.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на выбор типа отопления:

• Водяное. Состоит из котла (печи, камин), подключенного к трубопроводу. Передача тепловой энергии происходит за счет установленных радиаторов. Оптимальный вариант для дома с площадью от 80 м²;
• Печное. Для нагрева воздуха в помещении используются печи дровяного отопления. Они характеризуются небольшим КПД, малой площадью обогрева. Однако для их обустройства необходимо меньше всего усилий. Исключение составляют конструкции из шамотного кирпича. Этот тип применяется для обогрева домов площадью менее 60 м²;
• Каминное. Аналог печному теплоснабжению. Разница закачается в размере камеры сгорания – у камина она значительно большое. К тому же отопление частного дома дровяным котлом иногда подразумевает наличие в конструкции варочной поверхности.

Теплообменник в печи

Как видно выбор варианта напрямую зависит от площади дома. Нужно учитывать, что схема дровяного отопления может быть модернизирована. В печь достаточно установить теплообменник, чтобы появилась возможность сделать полноценное водяное теплоснабжение.

Но самым распространенным вариантом является установка дровяного котла для отопления дома. Он намного практичнее и проще в эксплуатации, чем камин или печь.

Для нормальной работы дровяного отопления загородного дома необходимо заранее продумать дымоходную систему. Учитывается оптимальный диаметр трубы и ее высота.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо сжигания различных видов твердого топлива, теплогенераторы имеют ряд отличий от остальных источников тепла. Эти особенности нужно воспринимать как данность и всегда учитывать при обвязке твердотопливного котла с системой водяного отопления. В чем они заключаются:

1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
2. Образование конденсата в топливнике во время прогрева. Особенность проявляется из-за поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

Схема устройства ТТ-котла прямого горения с принудительным нагнетанием воздуха

Инерционность создает опасность перегрева водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Выбор конструкции обогревательного оборудования

Процессы горения в печах и котлах отопления идентичны, но при этом агрегаты имеют различия в функциональности, поскольку котел отопительный применяется не только для локального прогрева зоны, но и нагрева теплоносителя, транспортируемого по системе отопления дома. Для равномерности передачи тепла необходимо продумать размещение теплообменника, поддерживать постоянное горение топлива для поддержания температуры циркулирующего теплоносителя. Выбирая конструкцию котла, нужно определиться с видом горения.

Различается два варианта – верхний и нижний тип горения:

Проще изготовить дровяной котел своими руками с нижним вариантом горения, где можно обойтись без вентилятора, который нужен для формирования принудительной тяги. В таких агрегатах нет особо сложных узлов, поэтому процесс изготовления и сборки значительно упрощен.

Теперь раз и навсегда, без каких либо регистраций и СМС можно бесплатно скачать 1хБет на Андроид перейдя по активной ссылке и дальше продолжать кайфовать от игры и делать ставки на любимую команду в удобном мобильном приложении.

Второй нюанс, на который нужно обратить внимание – режим горения. Различается обычный режим и пиролизный. Второй вариант предполагает разложение твердого топлива на составляющие и дожиг всех компонентов. Это значит, что сгорит не только уголь или дрова, но и газ, выделяемый в процессе горения. Такая функция снижает затраты на топливо, повышает КПД оборудования, но придется учесть монтаж второй камеры сгорания (дожига), которая увеличит размер котла и потребует расходов на покупку большего количества материалов.

Также в расчет нужно брать тип топлива – уголь, дрова, пеллеты. Тут все зависит от доступности сырья, а качество и длительность горения напрямую зависит от мощности, эффективности сооруженного агрегата.

Рекомендуем к прочтению:Виды водородных котлов отопления и как сделать своими руками

Совет! Температура сгорания угля выше, чем у дров. Для угольного котла нужны колосники, корпус и теплообменник из стали большей толщины, чугуна. Можно сделать топочную и корпус из кирпича. Футеровка из огнеупорного материала поможет соорудить конструкцию нужных габаритов.

Выбор в пользу более сложных типов оборудования может сделать мастер с опытом, а для новичка лучше брать простые схемы понятных конструкций. Если расчеты сделаны правильно, подобран нужный объем камеры и учтена вентиляция, то даже простейший агрегат справится с отоплением помещений.

На заметку! Зная, как сделать оборудование на твердом топливе, можно соорудить самодельный газовый котел для отопления частного дома. Но газовое оборудование требует больших умений и точных расчетов, а также разрешения на установку.

Сталь или чугун – что лучше?

Котлы, работающие на твердом топливе, делают из двух видов металлических сплавов – стали и чугуна, в связи с чем на форумах не утихают баталии по поводу того, какой из этих вариантов лучше.

Модель из чугуна

Мнения, как водится, самые противоречивые, и вынести однозначный вердикт тут просто невозможно.

Модель из стали

Давайте всё же попробуем разобраться в этом вопросе, опираясь на мнения специалистов.

Таблица 3. Мнение специалистов.

Видео – Какой выбрать котел – стальной или чугунный

Из сказанного выше становится понятно, что стальной котёл проще монтируется и ремонтируется, имеет меньший вес и стоимость. И всё это при том, что при правильной обвязке он точно так же обеспечивает дом теплом и горячей водой, как и чугунный. Вопрос напрашивается сам собой: «А если нет разницы – зачем платить больше?».

В дополнение к этой статье, очень кстати будет материал на тему – Мембранный расширительный бак для отопления.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Важнейшими показателями при выборе твердотопливных котлов длительного горения с встроенным водяным контуром являются:

1. Доступность необходимого топлива.
2. Уровень мощности прибора — зависит от площади обогреваемых помещений и требуемого температурного режима теплоносителя.
3. Тип тяги, создаваемой внутри топочной камеры. Может быть принудительно или естественной. Данный параметр влияет на возможность размещения в конкретном помещении и уровень производительности котла.
4. Коэффициент полезного действия. Будет зависеть от типа используемого горючего, особенностей конструкции и используемого дополнительно оборудования (наличие или отсутствие вытяжки, автоматизации подачи топлива и т.п.).
5. Материал теплообменника — обычно это чугун или сталь — влияет на показатели надежности устройства и характеристики теплотехники.
6. Тип расположения водяной рубашки — важен для того, чтобы верно определить место установки котла с точки зрения правил пожарной безопасности.
7. Вес агрегата — является важным фактором для опредения основания, где будет располагаться котел. Оно должно быть достаточно прочным и не подлежать деформации.
8. Метод загрузки горючего и габариты камеры сгорания важны для определения цикла использования агрегата и возможности настройки его автоматизированного обслуживания.
9. Конструктивные особенности зольника и его доступность будут влиять на удобство выполнения работ по обслуживанию и профилактике котла.
10. Уровень стоимости — зависит от сочетания перечисленных выше факторов и репутации марки изготовителя оборудования.

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь. Но изготовить надежный отопительный агрегат непросто – стыки металла нужно проваривать качественно и герметично.  Без опыта и квалификации сварщика не обойтись. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.

После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми элементами выполняют его опрессовку водой под давлением, по результатам которой производят устранение дефектов, а затем — комплекс пусконаладочных работ. Не стоит пренебрегать и установкой регулятора тяги, который облегчит эксплуатацию твёрдотопливного котла в различных погодных условиях.

Способы подключения

Довольно распространенным способом является подключение водонагревателя в систему по закрытой схеме.

Корпус твердотопливных котлов не оборудован расширительным бачком, циркуляционным насосом и прочими элементами, обеспечивающими безопасность его эксплуатации. Поэтому все это оборудование должно быть обязательно включено в обвязку котла со стороны теплового контура.

Открытый

При врезке прибора в систему надо помнить, что расширение теплоносителя в этих агрегатах часто принимает неконтролируемый характер.

Поэтому монтаж твердотопливного котла лучше вести по открытой схеме, когда излишки воды при перегреве просто выльются через трубку расширительного бачка. В обратном случае повышенное давление в трубах может привести к их разрыву.

Со смесительным узлом

Второй способ подключения предполагает наличие смесительного узла. Согласно инструкции теплоноситель при входе в котел должен иметь температуру нагрева минимум 60 градусов для того, чтобы избежать больших тепловых перепадов. Нарушение этого пункта уменьшит срок службы агрегата и приведет к излишнему его загрязнению.

Чтобы избежать таких неожиданностей, к обвязке нагревателя надо подключить смесительный узел, который будет по необходимости подавать горячую воду из трубопровода и перемешивать ее с холодной водой из системы.

Буфер

Третий способ – это схема подключения к обвязке котла буферной емкости для регулирования температуры воды. Когда теплоноситель имеет высокую температуру, буфер поглощает излишнее тепло, а после остывания котла отдает его системе отопления.

Таким образом, тепловой контур ограждается от резких перепадов, что позволяет поддерживать в доме постоянный температурный режим.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

В классическом виде нагревательный агрегат, от которого будет работать домашнее отопление, состоит из следующих элементов:

• топочная камера (бункер) для сжигания дров, угля, топливных брикетов;
• колосники, через которые осуществляется подача в камеру сгорания воздушной массы;
• теплообменник трубчатого типа или накопительная емкость для котловой воды;
• дымовая труба для вывода наружу продуктов горения топлива;
• регулятор тяги.

Важное требование, которое придется учитывать ещё на стадии проектировании котла, это размеры топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной, вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного перемешивания. Кирпичные котлы в этом плане предпочтительнее, так как кирпич имеет меньшую теплопроводность, что обеспечивает в керамической топке более высокую температуру горения, чем в металлическом агрегате.

Топочная камера должна быть устроена таким образом, чтобы максимально концентрировать тепловую энергию на нагреве теплообменника.

Топка из стали котла на твёрдом топливе

</p>

Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От конструкции этого элемента, качества материала и исполнения  зависит КПД котельного оборудования. Название теплообменника определяется материалом его изготовления — чугунный или стальной. Теплообменные змеевики этих агрегатов — трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением труб в обиходе часто называют водяными рубашками.

Чугунные теплообменники рассматривать не будем, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Однако можно использовать готовые узлы из чугуна, снятые со старых агрегатов, демонтированных в силу каких-то причин. Такая замена распространена, когда выполняется модернизация  твердотопливного котла или его ремонт.

Для изготовления стального теплообменника используют толстостенные трубы. Нужную конфигурацию трубе придают её гибкой под нагревом либо использованием отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединяемых с фрагментами змеевика электросваркой.

Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.

Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку