Дровами, брикетами или углем?

Традиционные дровяные печки – основной источник тепла в отдельных загородных домах. Причем многие хозяева вовсе не планируют их менять на современные отопительные приборы. Отчасти это легко объясняется следующим: на сегодня появилось немало альтернативных разновидностей топлива – брикетов. По сравнению с привычными многим дровами, они значительно эффективнее, удобнее в использовании, вместе с тем стоимость их выше. В общем, каждый топливный материал имеет свои преимущества и недостатки. Потому принятие решения о том, выбрать дрова или древесные брикеты, всегда остается за владельцами домов. Они обычно оценивают ситуацию с практичной точки зрения, делают более выгодный для себя выбор.

Печное отопление дровами или другим современными материалами остается актуальным на сегодня для многих владельцев загородных домов

Особенности разных видов топлива

Прежде чем приобретать топливные материалы для печи, стоит ознакомиться с их характеристиками, основными плюсами и минуса. Не лишним будет почитать отзывы тех, кому на практике удалось сравнить несколько разновидностей топлива, сделать определенные выводы.

Обычные дрова

Древесина обладает важными преимуществами перед иными видами топлива – считается наиболее экологичным материалом, у нее отсутствуют какие-либо запахи. Дополнительно стоит отметить следующие плюсы дров:

высокая теплоотдача;
мгновенно разгораются, тотчас же отдают тепло, благодаря чему помещение нагревается очень быстро;
доступная цена;
устойчивость к механическим повреждениям;
можно заготовить самостоятельно;
выделяют эфирные масла, благотворно воздействующие на человеческое здоровье.

Лучшими дровами для топки считаются лиственные породы, имеющие плотную структуру волокон

требуют много места;
для получения качественного топлива необходима продолжительная сушка на открытом воздухе;
при длительном хранении частично утрачиваются ценные свойства.

Чтобы дрова при сгорании отдавали максимальное количество тепла, их необходимо правильно высушить

Топливные брикеты

Производятся из всевозможных отходов пищевой, а также деревообрабатывающей промышленности: шелухи (гречневой, рисовой), торфа, семечек, соломы, веток, травянистой растительности, опилок. Последние подвергаются прессованию механизированным способом, продолжительному просушиванию. Подобный топливный материал не содержит вредных химических компонентов, потому в процессе сжигания вовсе не вредит естественной среде.

Современные изделия бывают таких форм: Руф, Пини-Кей и Нестро. Между собой последние разнятся только по плотности, каких-либо отличий по теплотворности либо составу продукции нет.

Основные плюсы евродров:

удобность хранения (из-за правильной геометрической формы);
в процессе сгорания выделяют немного дыма, не искрят;
после сжигания оставляют мало золы;
низкая влажность, большая плотность топлива обеспечивают существенную теплоотдачу, продолжительное время горения (около четырех часов).

Топливные брикеты – прессованная масса из отходов деревообработки, сельского хозяйства, торфа, крошки каменного угля

долго прогреваются;
боятся влаги, при ненадлежащем хранении рассыпаются;
легко поддаются механическим повреждениям, после чего их невозможно эксплуатировать;
выделяют специфический запах.

В противоположность дровам, брикетные изделия не создают уютную атмосферу в жилище. Пламя от них образуется слабое, его внешний вид вовсе не привлекателен. С эстетической стороны евродрова плохо подходят для камина.

Топливные брикеты горят в два-три раза дольше, чем дрова, после сжигания практически не оставляют золы

Уголь

Раздумывая, чем отапливать печку, дровами или брикетами, нельзя забывать о существовании нескольких разновидностей угля. Для качественного обогрева жилого дома больше подходит антрацит. Он обеспечивает продолжительное горение и максимальную теплоотдачу при минимальном расходе.

отличная теплотворность;
удобство хранения;
доступность;
выделяет умеренное количество вредных продуктов сгорания.

долго разжигается;
высокая цена;
присутствует угольная пыль;
требуются дополнительные расходы на утилизацию отходов.

Если сравнивать с дровами, уголь дает более высокую температуру внутри печи. Потому ее стенки требуется усилить огнестойкими листами.

Температура сгорания угля значительно выше, чем дров, поэтому углем топят лишь печки с утолщенными стенками

Топливные брикеты или дрова – что лучше

Начать сравнивать различные виды топлива целесообразно со стоимости материалов. Если проанализировать их ценовые показатели, 1 м3 евродров обойдется приблизительно в два раза дороже, чем аналогичное количество обыкновенных поленьев. Причем первые производятся из различного по ценности сырья, цена дров определяется сортом древесины.

На рынке встречается разная продукция. Первосортные брикетные изделия обладают более плотной структурой, не содержат трещин либо сколов, чаще всего они обожжены снаружи. Низкокачественный товар отличаются многослойностью, имеет меньшую плотность, уязвим к механическим повреждениям. Такое топливо быстрее горит, дает меньше тепла.

Стоимость топливных брикетов приблизительно в два раза больше, чем обычных дров

В среднем топливные брикеты сгорают за пару часов, дрова – в 2 раза быстрее.
Теплоотдача от евродров значительно выше, так как огонь в печке во время их горения постоянный. Древесина мгновенно разгорается, моментально отдает предельный жар, затем постепенно затухает.
После сгорания дерева в топочном пространстве образуется множество угольков, топливные брикеты сгорают в полном объеме.
Основная задача евродров – отопление дома. Они горят продолжительно, дают огромное количество тепла, не занимают большую территорию, экологически безопасны. В противовес обыкновенным дровам, современные брикетные материалы не создают уютной атмосферы в помещении, источают малоприятный запах при горении.
Евродрова, которые сегодня продаются в магазинах, – довольно хрупкие, легко крошатся. Чтобы в процессе транспортировки топлива не лишиться его, лучше выбирать крепкие высококачественные изделия. С древесиной подобных проблем не возникает.

По большому счету, для печного отопления в доме допускается выбирать топливные брикеты или дрова. Но в целях растопки бани и камина евродрова использовать нежелательно, поскольку они не смогут полностью заменить привычное для таких мест топливо, создать ожидаемый эффект.

Чтобы оценить целесообразность применения топливных брикетов в каждом отдельном случае, нужно экспериментировать, учитывать множественные факторы, влияющие на эффективность используемого материала. Лишь тогда возможно понять, чем выгоднее топить печку, дровами или брикетами. Правильный вывод поможет обеспечить комфорт в жилых комнатах, сэкономить финансовые затраты на отопление дома.

Чтобы выбрать для себя более выгодный вид топлива, рекомендуется провести эксперимент с различными топливными материалами

Видео описание

Дрова или брикеты?

Уголь или дрова?

Уголь прекрасно подойдет для отопительных котлов, расположенных в отдельном помещении. Его вовсе не рекомендуется применять в печи, которая находится в жилище. Это связано с тем, что такое топливо горит продолжительный период, не сгорает в полном объеме. По этой причине недопустимо оставлять дымовую трубу закрытой, чтоб в комнате не накапливался угарный газ. Вместе с тем обычные дрова всегда сгорают полностью, выделяя достаточно тепла. А это значит, что можно спокойно закрыть задвижку, не опасаясь при этом за свое здоровья, утечку теплоты сквозь дымоход.

Разжигание угля без применения подходящей древесины – задача сложная. Потому все те, кто его использует, вынуждены приобретать материал для розжига.

Угольные пылинки считаются довольно вредными для здоровья людей. Забрасывая такое топливо в печку, необходимо стараться, чтоб пыль не поднималась в воздух. Дрова же почти не содержат грязи, благодаря чему являются намного безопаснее.

В противовес угольному отоплению, традиционное дровяное –более экологичное: при сгорании сухая древесина выделяет малое количество углекислого газа, потому не повреждает естественную среду. Последнее не характерно для угля.

В отличие от дров, уголь не рекомендуется применять для топки печей, расположенных в жилых помещениях

Как сделать брикеты своими руками

Если дрова или брикеты недоступны, то последние можно попробовать сделать самостоятельно. Главный принцип производства евродров – сдавливание измельченных древесных отходов до начала выделения лигнина. Это вещество впоследствии склеивает мелкие частицы в монолитное изделие. Для изготовления топливных брикетов допускается применять: аграрные остатки, опилки, стружку, прочие отходы деревообработки.

Измельчить сырьевой материал.
Используя гидравлический пресс либо шнековое устройство, выполнить брикетирование подготовленного сырья.

Изготовление топливных брикетов в домашних условиях не позволяет соблюдать производственную технологию. Самостоятельно сделанное оборудование не создает требуемого давления, при котором начинает выделяться лигнин. Потому для производства брикетных изделий необходимо иное связующее вещество. В его качестве используется измельченная бумага, клей и даже навоз. Например, топливные брикеты из опилок делают в такой последовательности: замачиваю сырье в воде, перемешивают с глиной (соотношение 1:10), формируют кирпичики (вручную либо с помощью самодельного пресса), выкладывают сушиться в естественных условиях.

Высококачественные топливные брикеты можно получить при использовании лишь профессионального оборудования

Топливные брикеты своими руками.

Заключение

Чтобы понять, что выгоднее применять при организации печного отопления: уголь, топливные брикеты или дрова, важно ознакомиться с характеристиками каждого отдельного вида топлива. Полученная информация поможет принять во внимание положительные стороны материалов, предупредить отрицательные последствия от их применения при конкретных обстоятельствах. Несмотря на то, что современные евродрова все чаще используются для обогрева домов, обычная древесина вовсе не потеряла своей популярности. Ведь никакой другой топливный материал не способен создать тот комфорт, который ощущают владельцы домов, сидя у камина с горящими дровами.

В случае отключения электричества циркуляционный насос останавливается, течение воды по трубам отопительной сети частного дома прекращается. Проблема решается 3 способами: установкой блока бесперебойного питания, запуском электрогенератора либо организацией самотека. Подразумевается система отопления с естественной циркуляцией – конвекционным движением теплоносителя без помощи насоса. Расскажем, как разработать и сделать такую схему своими руками.

Теоретическая подковка – как работает самотек
Конструктивные особенности
4 схемы гравитационного отопления
Расчет самотечной системы
Рекомендации по монтажу своими руками
Заключение

Теоретическая подковка – как работает самотек

Естественная циркуляция воды в системах отопления функционирует благодаря гравитации. Как это происходит:

Берем открытый сосуд, наполняем водой и начинаем подогревать. Самый примитивный вариант – кастрюля на газовой плите.
Температура нижнего слоя жидкости растет, плотность уменьшается. Вода становится легче.
Под воздействием притяжения верхний более тяжелый слой опускается на дно, вытесняя менее плотную горячую воду. Начинается естественная циркуляция жидкости, называемая конвекцией.

Справка. Зависимость плотности воды от температуры – не линейная. Чем сильнее греется жидкость, тем быстрее снижается ее плотность, что хорошо заметно на графике.

Пример: если нагревать 1 м³ воды от 50 до 70 градусов, он станет легче на 10.26 кг (ниже смотрим таблицу плотностей при различных температурах). Если продолжить нагрев до 90 °С, то куб жидкости потеряет уже 12.47 кг, хотя дельта температур осталась прежней – 20 °C. Вывод: чем ближе вода к точке кипения, тем активнее происходит циркуляция.

Малая скорость движения жидкости по магистралям и приборам отопления вызывает такие последствия:

Батареи успевают отдать больше тепла, а теплоноситель – остыть на 20–30 °C. В обычной отопительной сети с насосом и мембранным расширительным баком температура падает на 10–15 градусов.
Соответственно, котел должен производить больше тепловой энергии после запуска горелки. Держать генератор на температуре 40 °C бессмысленно – течение замедлится до предела, батареи станут холодными.
Чтобы доставить до радиаторов потребное количество тепла, надо увеличить проходное сечение труб.
Фитинги и арматура с высоким гидравлическим сопротивлением способны ухудшить либо вовсе остановить самотек. Сюда относятся обратные и трехходовые клапаны, резкие повороты на 90° и сужения труб.
Шероховатость внутренних стенок трубопроводов не играет большой роли (в разумных пределах). Маленькая скорость жидкости – невысокое сопротивление от трения.
Котел на твердом топливе + самотечная система отопления может спокойно работать без теплоаккумулятора и смесительного узла. Благодаря медленному течению воды конденсат в топливнике не образуется.

Как видите, в конвекционном движении теплоносителя присутствуют положительные и отрицательные моменты. Первые следует использовать, вторые – минимизировать.

https://youtube.com/watch?v=fl8aRTJRXyE%3Ffeature%3Doembed

Конструктивные особенности

Чтобы самотечная система работала эффективно, нужно выполнить такие требования:

источником тепла выступает любой энергонезависимый теплогенератор с выходными патрубками диаметром 40—50 мм;
на выходе котла или печки с водяным контуром сразу монтируется разгонный стояк – вертикальная труба, по которой поднимается нагретый теплоноситель;
стояк заканчивается расширительным баком открытого типа, установленным на чердаке либо под потолком верхнего этажа (зависит от типа разводки и конструкции частного дома);
вместительность резервуара – 10% от объема теплоносителя;
под самотек желательно подобрать отопительные приборы с большими размерами внутренних каналов – чугунные, алюминиевые, биметаллические;
для лучшей теплоотдачи радиаторы отопления подключаются по разносторонней схеме – нижней или диагональной;
на радиаторных подводках ставятся специальные полнопроходные клапаны с термоголовками (подача) и балансировочные вентили (обратка);
батареи лучше оснастить ручными воздухоотводчиками – кранами Маевского;
подпитка тепловой сети организовывается в самой нижней точке – возле котла;
все горизонтальные участки труб прокладываются с уклонами, минимальный – 2 мм на метр погонный, средний – 5 мм/1 м.

Слева на фото – стояк подачи теплоносителя от напольного котла с насосом на байпасе, справа – подключение обратной линии

Примечание. Уклоны выполняют 2 функции – помогают теплоносителю течь в нужном направлении, а воздуху – подниматься по трубопроводам и уходить через открытую расширительную емкость. Оговорка касательно применяемых радиаторов: если система построена правильно, стальные панели тоже прекрасно греют.

Гравитационные системы отопления делаются открытыми, эксплуатируются при атмосферном давлении. Но будет ли самотек работать в схеме закрытого типа с мембранным баком? Отвечаем: да, естественная циркуляция сохранится, но скорость теплоносителя снизится, эффективность упадет.

Обосновать ответ несложно, достаточно упомянуть изменение физических свойств жидкостей, находящихся под избыточным давлением. При напоре в системе 1.5 Бар точка кипения воды сместится до 110 °C, ее плотность тоже увеличится. Циркуляция замедлится из-за малой разницы масс горячего и остывшего потока.

Упрощенные схемы самотека с открытым и мембранным расширительным резервуаром

4 схемы гравитационного отопления

Для организации энергонезависимого обогрева частных домов применяется 4 вида схем с естественным течением теплоносителя:

горизонтальная двухтрубная с верхним розливом;
комбинированная с горизонтальными коллекторами и однотрубными вертикальными стояками;
однотрубная с нижней разводкой – классическая «ленинградка»;
вертикальная разводка с индивидуальной подачей воды на каждый радиатор – так называемый «паук».

Дополнение. Еще стоит упомянуть самотечные теплые полы – некоторые умельцы умудряются их обустроить. Эта затея не оправдывает вложенных сил и средств, гораздо проще смонтировать традиционный напольный подогрев, установить насос + блок бесперебойного питания.

Сразу хотим порекомендовать к использованию 2 первых системы – двухтрубную и комбинированную. Ленинградская разводка плохо совместима с самотеком, а «паук» слишком сложен в монтаже. Подробнее о плюсах и минусах перечисленных схем читаем далее.

Двухтрубная и комбинированная разводка

Мы объединили эти 2 схемы, поскольку они практически одинаковы. Первая с прошлого века применяется в одноэтажных домах с дровяными печками, тогда отопление без насоса называли паровым. Источником тепла служил бак, установленный в топке, газовые котлы появились позже.

Двухтрубную разводку необязательно делать кольцом через весь дом, можно разделить отопление на 2 ветви

Как устроено двухтрубное гравитационное отопление:

от теплогенератора поднимается разгонный коллектор, выходящий на чердак либо под потолок котельной, там и ставится открытый расширительный бачок;
сверху в стояк горизонтально врезается трубопровод подачи, идущий под уклоном через все комнаты (под потолком);
другой вариант – утепленная труба прокладывается горизонтально по чердаку;
от раздающей магистрали делаются вертикальные опуски к батареям;
выходы радиаторов врезаются в обратный коллектор, проложенный с уклоном над полом;
отопительные приборы оснащаются запорной арматурой – кранами либо термоголовками на подаче, балансовыми вентилями — на «обратке».

Примечание. С целью экономии материалов и лучшего распределения теплоносителя сечения горизонтальных ветвей уменьшаются по мере приближения к последним батареям. Точный диаметр определяется расчетом.

Комбинированная самотечная система предназначена для двухэтажных загородных домов. Отличие от вышеописанной двухтрубной разводки: каждый стояк снабжает теплом 2–4 радиатора, расположенных на разных этажах. Способ подключения приборов – однотрубный, на верхних батареях предусматривается байпас. Больше разницы нет.

Комбинированная схема с однотрубным подключением радиаторов для двухэтажного дома

Главное достоинство обеих разводок – надежная схема самотека, проверенная десятилетиями успешной эксплуатации. Даже если вы сделаете минимальные уклоны, но четко выдержите диаметры магистралей (а лучше – возьмете с запасом), естественная конвекционная циркуляция будет работать.

трубы прокладываются открыто по помещениям;
тепловую сеть нельзя наполнять антифризом, поскольку незамерзающая жидкость испаряется из открытой расширительной емкости;
систему нужно несколько раз пополнять в течение сезона, интервал между подпитками зависит от режима работы отопления;

Перечисленные минусы свойственны любым теплосетям с природной циркуляцией. Открытую прокладку можно «победить» – вынести подачу на чердак, замуровать стояки и коллекторы в стенах либо сделать декоративные короба. Мы рекомендуем последний вариант, поскольку сваривать стальные и пластиковые трубы в бороздах стен очень непросто.

https://youtube.com/watch?v=MOuZ1chQmpY%3Ffeature%3Doembed

Совет. Двухтрубный вариант годится для небольшой дачи, гаража, летней кухни. К интерьеру указанных построек не выдвигается высоких требований, трубы можно не прятать.

«Ленинградка» с естественной циркуляцией

Конструкция схемы полностью повторяет классическую ленинградскую разводку. Вдоль наружной стены дома прокладывается единственный коллектор, к нему подключаются все радиаторы. Отличия самотечной «ленинградки»:

увеличенный размер и уклон главной магистрали;
наличие разгонного коллектора в виде петли, благодаря ему теплоноситель затекает в батареи;
малое число приборов отопления – максимум 4 шт.

Преимущество ленинградской системы – упрощенный монтаж, для разводки понадобится одна труба вместо двух. Правда, сечение коллектора уменьшать нельзя, поэтому экономия выходит мизерной.

Чтобы теплоноситель хорошо затекал в радиаторы, нужно предусмотреть высокий разгонный коллектор сразу после отопителя

Главный недостаток – «ленивое» затекание воды в радиаторы, отсюда потеря эффективности. Основная масса теплоносителя циркулирует по кольцевому коллектору. Число батарей ограничено, поскольку дальние греют гораздо хуже.

«Ленинградку» желательно дополнить циркуляционным насосом, установленным на байпасе. С принудительным побуждением схема точно заработает веселее, можно прибавить пару радиаторов. Когда свет отключат, перейдете на самотек, прибавив мощности на котле.

Схема «паук» – устройство и принцип работы

Конструкция данной системы выглядит так:

утепленный расширительный резервуар находится на чердаке, ровно по центру здания;
к баку подходят стояки соответствующего диаметра от батарей и теплогенератора;
сбор остывшего теплоносителя из радиаторов организован традиционным способом – в горизонтальную магистраль.

Принцип действия следующий: нагретая котлом вода самотеком поднимается в емкость, откуда расходится потребителям по трубам меньшего сечения. Разводка применима в одно– и двухэтажных зданиях.

Минусы гравитационной схемы «паук»:

сложность монтажа, множество труб и стыков на чердаке;
экономии материалов нет, вместо 1 распределительной магистрали используется десяток меньших труб, которые обязательно нужно утеплить;
«паук» нельзя смонтировать в доме без чердака.

Ниже на видео домашний умелец показывает сборку такой системы, только закрытого типа, да еще и в трехэтажном доме. Если внимательно присмотреться, то нетрудно найти сходство между чердачным резервуаром – распределителем и верхним коллектором комбинированной схемы с естественной циркуляцией.

https://youtube.com/watch?v=G1wCSA2RVmk%3Ffeature%3Doembed

Расчет самотечной системы

Чтобы рассчитать и спроектировать отопление с естественной циркуляцией, действуйте в таком порядке:

Выясните количество тепла, нужное для обогрева каждой комнаты. Воспользуйтесь для этого нашей инструкцией.
Подберите энергонезависимый котел – газовый либо твердотопливный.
Разработайте схему, приняв за основу один из предложенных здесь вариантов. Поделите разводку на 2 плеча – тогда магистрали не пересекут входную дверь дома.
Определите расход теплоносителя под каждое помещение и рассчитайте диаметры труб.

Сразу отметим, что «ленинградку» разбить на 2 ветви не удастся. Это значит, что кольцевой трубопровод обязательно пройдет под порогом входной двери. Чтобы выдержать все уклоны, котел придется ставить в приямке.

Расчет диаметра труб на всех участках гравитационной двухтрубной системы делается так:

Берем теплопотери всего здания (Q, Вт) и определяем массовый расход теплоносителя (G, кг/ч) в главной магистрали по приведенной ниже формуле. Перепад температур между подачей и «обраткой» Δt принимаем равным 25 °C. Затем переводим кг/ч в другие единицы – тонны за час.
По следующей формуле находим площадь сечения (F, м²) главного стояка, подставив значение скорости естественной циркуляции ʋ = 0.1 м/с. Пересчитываем площадь круга в диаметр, получаем размер основной трубы, подходящей к котлу.
Считаем тепловую нагрузку на каждую ветку, повторяем расчеты и выясняем диаметры этих магистралей.
Переходим в следующие комнаты, снова определяем диаметры участков по тепловым затратам.
Выбираем стандартные размеры труб, округляя полученные цифры в большую сторону.

Приведем пример расчета самотечной системы в одноэтажном доме 100 м. кв. На представленной ниже планировке уже нанесены радиаторы отопления и указаны тепловые потери. Начинаем с основного коллектора котла и движемся в сторону последних помещений:

Величина теплопотерь дома Q = 10.2 кВт = 10200 Вт. Расход теплоносителя в главном стояке G = 0.86 х 10200 Вт / 25 °C = 350.88 кг/ч или 0.351 т/ч.
Площадь поперечника подающей трубы F = 0.351 т/ч / 3600 х 0.1 м/с = 0.00098 м², диаметр d = 35 мм.
Нагрузка на правую и левую ветку составляет 5480 и 4730 Вт соответственно. Количество теплоносителя: G1 = 0.86 х 5480 / 25 = 188.5 кг/ч или 0.189 т/ч, G2 = 0.86 х 4730 / 25 = 162.7 кг/ч или 0.163 т/ч.
Сечение правой ветви F1 = 0.189 / 3600 х 0.1 = 0.00053 м², диаметр составит 26 мм. Левое ответвление: F2 = 0.163 / 3600 х 0.1 = 0.00045 м², d2 = 24 мм.
В детскую и кухню придут линии DN32 и DN25 мм (округлили в большую сторону). Теперь считаем размеры коллекторов для спальни и гостиной + коридор с теплопотерями 2.2 и 2.95 кВт соответственно. Получаем оба диаметра DN20 мм.

Читайте также: Ошибка котла н20

Для подключения небольших батарей можно использовать подводки DN15 (наружный d = 20 мм), на плане указаны размеры DN20

Внимание! Полученные в результате расчетов диаметры указывают на размер внутреннего прохода трубопроводов (обозначение – DN или Ду).

Осталось подобрать трубы. Если варить отопление из стали, на котловой стояк пойдет Ø48 х 3.5, ветви — Ø42 х 3 и 32 х 2.8 мм. Оставшуюся разводку, в том числе подводки к батареям, делаем трубопроводом 26 х 2.5 мм. Первая цифра размера указывает на внешний диаметр, вторая – толщину стенки (сортамент водогазопроводных стальных труб).

Схемы твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром

Устройства отличаются размерами, методами сжигания топлива, продолжительностью горения одной закладки материалов, особенностями циркуляции воды, конструкцией, сложностью автоматики (либо её отсутствием), спецификой обслуживания. Внешне модели разных производителей отличаются дизайном.

Фото 1. Устройство твердотопливного котла длительного горения. Стрелками указаны основные части конструкции.

Существует несколько схем отопительных устройств, работающих на твёрдом топливе. Но у этих агрегатов общий принцип работы и базовые элементы конструкции. Схема включает следующие детали и устройства:

корпус (термоизолирующий кожух);
люк для загрузки топлива;
отделение для воды (водяной рубашки);
камеру сгорания (топку);
колосник;
поддувало;
зольник;
заслонки, дверцы люков, шиберы;
отверстие для дымовой трубы.

Принцип работы твердотопливного отопителя заключается в получении тепловой энергии при сгорании любого твёрдого органического топлива при высокой температуре (200—850 °C и выше).

Горячие топочные газы отдают тепло теплообменнику. В роли него выступают внутренние стены топки, за которыми находится водяная рубашка.

Устройство нагревает воду, которая циркулирует по трубам и радиаторам. Жидкость идёт по замкнутому контуру и возвращается в котёл.

Приборы длительного горения предназначены не только для нагрева воды в системе отопления. По количеству отопительных систем их делят на одноконтурные и двухконтурные.

Одноконтурное устройство

Такой прибор предназначен только для отопления дома. Жидкость разогревается от тепла горящего топлива и раскалённых печных газов. Оптимальная температура нагрева устройства — 60—85 °C.

Горячая жидкость естественным потоком либо принудительно (с помощью насоса) поступает в трубы системы отопления дома. Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру, состоящему из водопроводных труб и радиаторов, расположенных в комнатах. Вода отдаёт тепло, охлаждается и снова поступает в котёл. Циркуляция продолжается, пока в топке происходит процесс горения топлива.

Справка. В некоторых моделях в водяную рубашку главного контура встраивают змеевик аварийного охлаждения. По нему циркулирует холодная вода, которая препятствует закипанию теплоносителя в водяной рубашке.

Двухконтурный прибор

Устройство предназначено не только для отопления, но и для нагрева воды для бытовых нужд.

Схема такого котла идентична схеме одноконтурного агрегата, но существует ряд отличий, касающихся второго нагревательного контура.

Нагревательная часть второго контура (контура ГВС) представляет собой систему труб в форме змеевика, встроенных в водяную рубашку.

Жидкость в змеевике нагревается косвенно (происходит отбор тепла из водяной рубашки первого контура).

Горячая вода из второго контура поступает в душевую и на кухню. Для подачи холодной — устанавливают смесители.

Второй контур хорошо нагревает бытовую воду только в случае активного горения топлива. Когда температура жидкости в рубашке падает ниже 60 °C, бытовая вода будет чуть тёплой. Контур ГВС имеет малую производительность (до 8—12 литров в минуту).

Проблему нагрева бытовой жидкости решает электробойлер. В отопительный период вода в бойлере нагревается от труб отопления, летом и в межсезонье — от электрического ТЭНа.

Вам также будет интересно:

Правила эксплуатации

При использовании отопительных котлов длительного горения необходимо соблюдать особые правила.

Помещение

Требования к помещению обусловлены пожарной опасностью отопителя, в котором тепло создаёт открытый огонь.

Место для твердотопливного котла обустраивается в соответствии со строительными нормами и правилами. Расположение устройства обусловлено его мощностью:

при мощности до 60 кВт котёл разрешается устанавливать в любом помещении дома;
если мощность котла составляет от 60 до 150 кВт, его ставят в котельной, расположенной в подвале, на цокольном или любом этаже;
при мощности от 150 до 350 кВт агрегат устанавливают в подвале, на цокольном либо первом этаже, в пристройке или отдельно стоящем здании.

Для каждого отопителя и коммуникаций выделяют площадь, оговорённую строительными нормами:

котлу мощностью меньше 30 кВт отводят участок 7,3 м2;
30—60 кВт — 13,5 м2;
60—200 кВт — 15 м2.

Внимание! Минимальный размер котельной для самого маломощного прибора — 8 м2.

Стены и потолок отделывают негорючими материалами. Под котлом строят бетонный фундамент, для агрегатов малого веса изготовляют негорючую подложку. Основание покрывают стальным листом.

Для твердотопливных устройств строят только вертикальные дымоходы. В котельной предусматривают естественное и искусственное освещение (30 см2 на каждый метр площади плюс светильник).

Во избежание скопления угарного газа монтируют вытяжную вентиляцию. В котельной на видном месте держат средства пожаротушения. В этом помещении не хранят запас топлива, горючие жидкости и материалы.

Частота использования

Котлы длительного горения зимой работают непрерывно (при постоянном проживании людей). Во время оттепелей и в межсезонье мощность отопителя снижают, регулируя загрузку и подачу воздуха.

Фото 3. Загрузка дров в твердотопливный котел длительного горения. Топливо должно быть сухим.

Летом и в межсезонье котлы длительного горения топят только при похолодании. Если хозяева отсутствуют долгое время, устройства заглушают, воду сливают во избежание разрушения прибора и труб.

Правила безопасной эксплуатации

Устройство с водяной рубашкой требует внимательного отношения к температуре нагрева жидкости. Нельзя допускать её перегрева и кипения в трубах.
Котлы топят только теми видами топлива, что указаны в инструкции.
Размер топлива различен для разных моделей, нарушение этого правила ведёт к поломке устройства.
Чистка топки проводится после полного прогорания топлива.
Дымоход раз в отопительный сезон очищают от сажи и конденсата.
При эксплуатации следят за состоянием труб, радиаторов и контейнера для воды, при обнаружении протечек принимают меры по ремонту.
При поломке насоса, манометров, другого оборудования агрегат останавливают и вызывают специалиста.

Полезное видео

https://www.youtube-nocookie.com/embed/5gl_dl_JQU0?rel=0

Как безопасно провести проверку готового котла

Контроль работы, первый запуск отопителя лучше поручить специалисту-теплотехнику. Полный контроль параметров функционирования делают с помощью теплового счётчика, встроенного в систему.

Счётчик даёт возможность оценить мощность котла и сравнить её с данными в паспорте; замерить КПД; время нагрева жидкости в водяной рубашке, буферной ёмкости; измерить количество выделяемого тепла в единицу времени.

Запуск проводится в следующем порядке:

топливо для первого розжига взвешивают, загружают в топку, разжигают;
шибера и заслонки открывают согласно инструкции;
включают автоматику (при её наличии), выставляют нужную температуру;
включают датчик насоса отопительной системы;
положение заслонок (шиберов) меняют после того как топливо разгорится (согласно инструкции);
в моделях, оснащённых вентилятором, автоматически включается и выключается подача воздуха;
измеряют температуру воды на входных и выходных патрубках системы отопления, определяют действительную мощность котла;
сравнивают мощность с заявленной в инструкции.

Модифицированные твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — универсальное решение для отопления частного дома.

Они равномерно распределяют тепло и обеспечивают горячей водой. Эти агрегаты функциональны, надёжны, экономичны и автономны.

Их несложно сделать своими руками.

Схема твердотопливного котла с водяным контуром
Процесс изготовления своими руками
Правильное подключение к системе отопления
Полезное видео
Советы по эксплуатации и устранению нарушений

Схема твердотопливного котла с водяным контуром

Конструкция довольна проста. По схемам и чертежам легко создать котёл с водяным контуром длительного горения.

Такие устройства могут быть классического типа с одной камерой сгорания или пиролизные. По виду материалов подразделяют на стальные и чугунные.

При установке чугунного котла весом свыше 300 кг потребуется отдельная фундаментная плита.

Как устроен?

Устройство котлов с водяным контуром несложное. Они состоят из:

Топочной камеры.
Колосника.
Зольника, для сбора золы. Он имеет отдельную дверцу, которая позволяет регулировать интенсивность горения.
Теплообменника, накапливающего тепло.

Как и все простые отопительные приборы, эта конструкция имеет дверки и дымовую трубу.

По какому принципу работает?

закладываете в камеру топливо и поджигаете;
при сгорании оно выделяет тепло, теплообменник накапливает и отдаёт тепло теплоносителю, горячая вода движется по контуру системы отопления за счёт конвекции;
при остывании вода вновь возвращается в котёл.

Внимание! Эти устройства работают только от ручного управления, их невозможно автоматизировать. Это важный факт, который следует учитывать при выборе отопительной техники.

Какие элементы включает?

Конструкция твердотопливных агрегатов с водяным контуром состоит из следующих элементов:

расширительный бачок;
дымоход;
система трубопровода и радиаторов;
циркуляционный насос;
система контроля и управления.

Для чего они нужны?

Расширительный бак вешается над котлом. Он работает по принципу сообщающихся сосудов: нагреваемая вода передаётся в систему отопления через теплообменник. Если есть техническая возможность, можете подсоединить теплообменник к водопроводу. Циркуляционный насос позволяет увеличить КПД.

Система трубопровода и радиаторов равномерно распределяет тепло в помещении. Простой термостат состоит из рычага с металлической цепочкой, её другой конец прицепляют к заслонке поддувала.

Фото 1. Твердотопливный котел в помещении, с расширительным баком, установленным за ним, дымоходом, циркуляционным насосом.

Когда температура повышается, рычаг поворачивается и прикрывает заслонку. Это подавляет горение. После остывания воды система автоматически вновь открывает заслонку.

Как эти элементы взаимодействуют между собой?

В системе отопления с использованием твердотопливных агрегатов элементы взаимодействуют относительно друг друга: котёл нагревает воду, она транспортируется по теплоносителю в радиатор путём естественной циркуляции.

Какие размеры у конструкции?

Для дома площадью до 100 кв. м. достаточно устройства с габаритами: 0,9 х 0,4 х 0,45 метра (высота, ширина, глубина). Для топки достаточно высоты около 50 см.

Такой агрегат занимает немного места и обогревает все жилые помещения. Единственный минус — придётся заготавливать дрова небольших размеров.

Процесс изготовления своими руками

Для сооружения котла собственноручно необходимо уметь работать с металлом и сварочным аппаратом. Самый простой вариант — использование готовой толстостенной трубы, в которую вставляется труба меньшего диаметра, выступающая в качестве топки.

Межтрубное пространство заполняется теплоносителем. Но так как найти такую трубу сложно, многие делают котлы из листового железа.

Материалы

Металлические листы или трубы с толщиною стенок не меньше 5 мм.
Четыре пластины, в одной вырезают два отверстия для дверок. Отверстие для топки маленького котла составляет 20х20 см. Отверстие для дверки зольника 20х10 см.
Две дверки, соответствующие отверстиям.
Колосник — решётка из прутьев. Лучше выбирать чугунный, он дольше прослужит.
Змеевик — изогнутая труба для обустройства теплообменника.
Труба для устройства основания дымохода, не менее 8 см.
Металлические гайки.
Пакля.
Герметик для крепления гаек.
Трубы стальные.
Радиаторы.

Инструменты

Основной инструмент — сварочный аппарат. Если вы не имеете навыков работы со сваркой, лучше прибегнуть к услугам сварщика.

А также потребуются: молоток, болгарка, уровень, плоскогубцы и спецодежда.

Фото 2. Набор инструментов для работы по металлу, который необходим при постройке самодельного твердотопливного котла.

Постройка отопительного самодельного устройства

Для создания котла, соблюдайте следующую последовательность работ:

Вырежьте плазморезом листы и отверстия в них нужного размера.
Приступите к сварочным работам. Листы сваривают изнутри, чтобы не было видно швов.
Сначала сварите три стенки, к ним приварите металлические направляющие для укладки колосниковой решётки. Она разграничивает камеру сгорания от зольника.
Смонтируйте теплообменную трубную конструкцию. С одной стороны к трубе в котле прикрепите трубу из расширительного бака.
На выходе из котла прикрепите трубу, которую затем соедините с системой радиаторов.
Приварите четвёртую стенку и нижнюю часть котла.
Приварите ножки, чтобы избежать возгорания пола.
Навесьте дверцы.
Установите дымоход. В трубе сделайте небольшое отверстие и вставьте задвижку для перекрытия дымохода для регулирования тяги и предотвращения ухода тепла наружу.

На выходе из котла можете установить датчик температуры.

Фото 3. Собранный из листов нержавеющей стали твердотопливный котел с топкой и отверстием для дымохода.

Правильное подключение к системе отопления

Котёл является частью системы отопления. При правильном подключении эффективность системы возрастает. Для создания схемы отопления устанавливают специальный клапан, он предохранит систему при каких-либо сбоях.

Осторожно! Чтобы не наделать ошибок, перед подключением проконсультируйтесь с опытными специалистами.

Для свободной циркуляции воды в системе, нагревательное оборудование устанавливают на полметра ниже батарей.

Возможные сложности

Металлический котёл получается довольно тяжёлым. Поэтому специалисты советуют собирать его на месте установки.

Агрегат ставят на жёсткий, идеально ровный фундамент. Для этого делают с помощью уровня цементную стяжку не менее 5 см толщиной.

Бетонную подушку сделайте немного выше уровня пола. Это облегчит обслуживание котла и чистку зольной камеры.

Видеообзор, в котором можно ознакомится с самодельным твердотопливным котлом и принцип его работы.

https://www.youtube-nocookie.com/embed/o2XaVtFuAKY?rel=0

Советы по эксплуатации и устранению нарушений

Если после введения в эксплуатацию выявились признаки неправильной постройки или подключения, примите следующие меры:

Если в местах соединения дымохода с дымоотводом выходит дым, изолируйте стыки герметиком или обмажьте глиной.
При низком окончании трубы дымохода в топке формируется слабая тяга. Сделайте трубу выше 0,5 м над уровнем крыши.
Циркуляция теплоносителя внутри котла должна быть безостановочной. При закипании воды пар может разорвать трубопровод. Если вода плохо идёт самотёком, придётся подстраховаться насосом.

Справка! Жёстких требований к установке твердотопливных котлов с водяным контуром нет, специальное разрешение от чиновников для их размещения не нужно.

Устанавливайте оборудование, соблюдая требования пожарной безопасности. Расстояние от стены до котла оставляйте не менее 0,5 м. Перед топкой уложите лист металла.