Лучшие твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром

Преимущества использования водяного котла в кирпичной печке

Одним из ключевых преимуществ является эффективная теплоотдача. также немаловажный факт, что трубы можно подвести ко всем помещениям от трубы.

Котел на водной основе отлично способен совмещаться с разными теплогенераторами. При использовании антифриза система при отключенной печи размораживаться не будет. Помимо всего прочего, водяной котел в кирпичной печке способен работать как при наличии центрального отопления, так и в автономном режиме.

Также следует отметить, что водяной котел в кирпиче очень надежен. как и сама печь из кирпича, традиционно считающаяся надежным тепловым источником. А при совмещении такой печи с котлом на водяной основе их взаимная эффективность становится в разы сильнее, появляется дополнительная теплоотдача. Вместе они способны обогреть помещение до ста квадратных метров, не заставляя вас тратить на такое отопление огромные деньги.

Для типичной русской зимы достаточно будет всего лишь двух топок в сутки для создания комфортной температуры в помещении. Кроме того, температуру можно будет регулировать при помощи современных автоматизированных систем.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Каракан 16ТПЭВ 3 16кВт

Популярный в сельской местности двухконтурный котел, использующий любое твердое топливо. Прежде всего приобрел популярность благодаря глубокой топке, позволяющей использовать дрова длиной до 50 см и варочной поверхности. Для котлов классического горения имеет достаточный КПД 75%, горячей воды производит 250 л/час. Подготовка санитарной горячей воды осуществляется с помощью встроенного ТЭНа мощностью 9 кВт. При работе на отопление котел абсолютно энергонезависимый, с механическим управлением посредством терморегулятора. Масса агрегата составляет 120 кг.

Стоимость: 25 000-27 000 руб.

Dragon Tа-15 Гв

Один из лучших двухконтурных твердотопливных котлов для отопления частного дома. Более совершенный, эффективный, практичный и удобный в обслуживании, но и гораздо более дорогой котел. КПД достигает 88%, достичь его позволило устройство топочной камеры с более долгим отводом газов, за счет чего теплообменником аккумулируется больше тепла. Также из особенностей стоит отметить немалый объем топки – 60 л, производитель заявляет о 6-10 часах горения одной закладки. На практике это действительно так, но при использовании в качестве топлива угля с низкой зольностью.

Конструкцией дверцы предусмотрена доустановка жидкотопливной горелки, однако делать мы это советуем лишь в крайнем случае: эффективность сжигания газа, дизельного топлива или отработки в большой камере сгорания твердотопливного котла будет крайне низкой. Владельцы также отмечают чугунную колосниковую решетку. Недостатком является лишь крайне высокая цена.

Стоимость: 53 500-62 000 руб.

Wirbel ЕСО СКB 20

Разработка Австрии, производство обычно в РФ. Еще более совершенная модель со сложным отводом газов, за счет чего аккумулируется больше тепла. Основным серьезным отличием является организация второго контура посредством встроенного в основной контур накопительного бойлера на 65 и более литров, что позволяет всегда иметь в запасе определенный запас горячей воды, но снижает эффективность, если котел используется лишь для отопления дома. Также стоит отметить надежность теплообменника из толстой 5 мм печной стали, на практике других моделей такие теплообменники служат более 15-17 лет.

Единственными недостатками являются высокая цена и низкая распространенность, котел довольно сложно найти в продаже на территории РФ.

Стоимость: 63 000-66 000 руб.

Траян Т-15-2КТ

Котел полностью российского производства, отличается лишь большой топочной камерой на 80 л, в которую помещаются поленья до 55 см, что крайне практично. При этом имеет крайне компактные размеры. В остальном он не столь эффективный и технологичный как упомянутые выше модели, проигрывает аналогам по совокупности параметров. Несмотря на существующий спрос и распространенность модели, на наш взгляд, цены на нее завышены.

Стоимость: 47 000-58 000 руб.

Рейтинг в интернете относителен, но сравнение характеристик и цен дает представление о моделях и производителях.

Плюсы котла отопления, сделанного своими руками

Водяной котел своими руками просто незаменим для загородного жилища, где услуги за отопление нередко бывают слишком высокими. Водный котел своими руками на дровах для печи – отличная альтернатива газу. а также он позволит значительно сэкономить горячую воду.

Когда речь идет о загородном доме, то далеко не все дома подключены к газовому отоплению, а подключить – тоже удовольствие не из дешевых. Конечно же, проблему можно решить и другим путем, приобретя в магазине электрическую модель для отопления, но она тоже очень дорогая, да и траты на электричество при условии его установки тоже вырастут.

Модель, созданная собственноручно, может не уступать заводским моделям по показателям мощности и эффективности, а иногда и превосходит их в разы. Если работать строго по инструкции и правильно произвести все расчеты, то результатом вы точно разочарованы не будете.

Приступая к работе, не забывайте о правильном расчете температуры, а также выбирайте не слишком тонкие листы металла, чтобы он не выгорел. Кроме того, в качестве материала для работы вы можете взять старые использованные котлы или же на основе готовой дровяной печи.

Ключевые преимущества водяного котла для отопления при печи, сделанного вручную:

1. экологичность;
2. хороший показатель КПД;
3. низкая себестоимость материалов и топлива;
4. безопасность;
5. приемлемые условия работы;
6. автономная установка.

Устройство моделей с одним и двумя контурами

Чтобы разобраться в принципе работы котла длительного горения необходимо рассмотреть его устройство. Эти сведения также помогут понять правила эксплуатации агрегата, для выбора наиболее выгодного режима работы.

Одноконтурные

Такие устройства относят к наиболее выгодным вариантам из-за приемлемой стоимости оборудования. Одноконтурный твердотопливный котел с водяным контуром для дома способен обеспечить несколько режимов отопления даже при полном отсутствии водопровода. Общая конструкция состоит из нескольких последовательно расположенных составляющих.

Топка

Другими словами это печь, в которой производят сжигание топлива, по совместительству она служит теплообменником.

Конструкция топки составлена из следующих элементов:

• люк (дверца) через который загружают топливо;
• зона выхода продуктов сжигания;
• колосники;
• отделение для сбора просевшей золы;
• отверстие для подачи воздуха.

В результате сгорания топлива нагреваются стенки камеры сгорания, а тепловая энергия аккумулируется в опоясывающей рубашке, наброшенной на все стороны топки.

Водяная рубашка

Устройство котла длительного горения предполагает двойные стенки в его корпусе, а образующуюся полость заполняют теплоносителем. Эта модель построения получила определение двойной рубашки. Расчет основан на физических процессах, происходящих в теплоносителе в процессе нагревания.

Тепловые потоки обеспечивают подъем разогретой жидкости в верхнее отделение резервуара, откуда она поступает в систему трубопровода. Схема отопительного контура устроена по замкнутому принципу. Теплоноситель продвигается по кругу, отдавая тепловую энергию через радиаторы, и возвращается к нижнему патрубку водяной рубашки.

Для ускорения процесса обмена некоторые котлы на твердом топливе комплектуются циркуляционными насосами, позволяющими устроить более гибкое расположение отопительного контура.

Однако большая часть устройств рассчитана на применение в условиях отсутствия электросетей, поэтому использует инерционный принцип. Такое устройство намного эффективнее обычного камина, который использовался в подобных случаях.

Система удаления дыма

Сжигание топлива сопровождается обильным выделением дыма, который нуждается в отводе. Для этой цели применяются трубы с теплоизоляцией, которые на выходе из котла попадают через стену на улицу.

Контроль температуры

Для продуктивного сжигания топлива необходимо иметь управляемую подачу воздуха в топку. Причем чем интенсивнее подача, тем выше скорость сгорания. В конструкции котлов длительного горения регулировка подачи воздуха производится при посредстве механических заслонок или шиберов.

Принцип работы регулятора основан на физических свойствах металла. При увеличении температуры нагревания стенки встроенного регулятора имеют способность расширяться, что способствует опусканию заслонки, в результате чего сечение впускного отверстия уменьшается.

Таким образом, ограничивается подача воздуха в топку и затихает процесс сжигания. Если температура, в камере сжигания, опускается ниже установленной отметки, то заслонка поднимается, увеличивая приток воздуха. Импровизированный датчик (шиберная регулировка) работает в автономном режиме, не используя дополнительных источников питания.

Двухконтурные

Двухконтурный твердотопливный отопительный котел длительного горения способен обеспечить, помимо отопления помещения, снабжение горячей водой. Для работы контура горячего водоснабжения необходимо иметь водопровод.

Отличительной чертой указанных агрегатов является простота установки, не требующая специальных навыков. Из-за широкого спектра использования различных видов топлива они составляют основную конкуренцию для газовых котлов и печного отопления.

Два независимых контура устройства способны выполнять поставленные задачи при помощи встроенных датчиков, которые регулируют интенсивность передачи тепла для своих теплообменников. Двухконтурные котлы нередко комплектуются дополнительной емкостью выполняющей функции бойлера.

Здесь подогретая вода собирается и сохраняется в установленном температурном режиме. Контур отопления предусматривает замкнутую систему, в которой вода непрерывно движется по кругу.

Правила выбора

Прежде чем отдать предпочтение той или иной модели котла длительного горения необходимо обратить внимания на некоторые правила выбора, позволяющие подобрать оптимальные параметры для каждого отдельного помещения.

Необходимо иметь представление о виде топлива, которое предполагается использовать. Различные модели могут иметь собственные ограничения на разновидности и качество продуктов сжигания
Только как дровяной котел могут использоваться все модели.
Для определения мощности котла необходимо знать общий объем отапливаемого помещения в кубических метрах.
Следует обращать внимание на значение КПД выбранного агрегата, чем выше его значение, тем к более экономичному режиму расположено устройство.
Следует заранее подготовить площадку для установки оборудования в соответствии с имеющимися габаритами

Также важно учесть маршрут доставки устройства к месту, ведь его габариты могут не войти в узкие проходы.
Определенными преимуществами обладают котлы, имеющие просторную камеру сжигания и съемный поддон для сбора золы
При удачном выборе этих параметров загрузку топлива производят не чаще 2-х раз за сутки, а чистку можно производить 1 раз в 2 месяца.
Необходимо обращать внимание на материал, из которого изготовлен агрегат. С одной стороны наиболее длительный срок службы обеспечивают чугунные установки, они практичней, если используются как котел на дровах

С другой — при использовании угольного материала, в качестве топлива, лучше отдавать предпочтение образцам из легированной стали, которые лучше подходят для высокотемпературных режимов.

Конструкция котла

• Итак, любой котел который вы можете купить состоит из:
• топочной камеры
• колосника
• камеры для сбора продуктов сгорания (зольной камеры)
• теплообменника (водяного контура)

Топочная камера — это сердце дровяного котла, или камина. В ней происходит сгорание древесины и выделение тепла. Летучие продукты сгорания попадают из топочной камеры в дымоход, выводящий их наружу. Поступление необходимого для горения воздуха в топочную камеру осуществляется через нижнее поддувало (зольник), или через регулируемые жалюзи в топочной дверке. Также топочная камера снабжена дверкой для загрузки топлива. Она может быть выполнена как из материалов корпуса котла, так и из стекла, как, например, у камина.

В нижней части топочной камеры расположен колосник. Через него оставшиеся от сгорания древесины угли и зола попадают в камеру для сбора твердых продуктов сгорания.

В зольной камере предусмотрена дверка, которая используется для очистки её от несгоревших остатков и для регулировки интенсивности горения путем усиления или уменьшения притока свежего воздуха в нижнюю часть топочной камеры. Вы можете делать это и своими руками и с помощью специального механического термостата, регулирующего приток свежего воздуха в камеру сгорания в зависимости от достижения заданной температуры жидкости в водяном контуре.

Теплообменником может служить водяной контур, являющийся как бы вторым корпусом топочной камеры. В таком варианте нагреваемая котлом жидкость циркулирует вокруг топки, изолируя её от наружного корпуса отопительного котла на дровах. Такой теплообменник весьма эффективен с точки зрения быстроты прогревания жидкости и уменьшения нецелевых потерь тепла, но при его повреждении по любой причине, ремонт этого контура может быть весьма затруднителен.

Также в качестве теплообменника может быть использована система труб, проходящих во внутреннем пространстве котла в местах наиболее эффективной отдачи тепла топочной камерой. Такая система является более удобной в ремонте, чем система сплошной водяной рубашки, т.к. каждую трубу, или всю систему труб, можно легко вытащить и заменить на исправную.

Внутреннее пространство котла

Топочная камера, система теплообменников, изолируется от наружного корпуса негорючими материалами с низким коэффициентом теплопроводности. Это может быть асбест, минеральная вата, шамотная глина, керамический наполнитель и т.п. материалы.

Такая теплоизоляция преследует две цели: — во-первых, за счет уменьшения теплоотдачи корпуса котла в окружающее пространство, значительно увеличивается КПД самого котла, в плане эффективности нагрева рабочей жидкости; — во вторых, повышается безопасность эксплуатации самого котла, при установке его в помещении с подверженными возгоранию материалами конструкций строения дома.

Сооружаем своими руками

Если ваша печь кирпичная. то для нее водяной котел тоже можно соорудить своими руками, да и саму печь выложить из кирпичей тоже. В качестве водонагревателя для него можно взять простой радиатор из чугуна. Подобную модель можно отыскать при демонтаже старых пятиэтажных «хрущевок», если в вашем городе они идут под снос.

Каждый из радиаторов имеет емкость порядка полутора литров. При соединении друг с другом двенадцати таких радиаторов, то вы получите в итоге мощный нагреватель на 18 литров площадью три квадратных метра. Однако такие масштабы подойдут далеко не для всех помещений, а вот для отопления объемной русской бани это будет один из наиболее приемлемых вариантов.

Перед тем как вы будете устанавливать саму конструкцию, разберите радиаторы. затем их следует тщательно почистить. Чтобы удалить все имеющиеся на них загрязнения, сделайте горячий раствор на основе шестипроцентной соляной кислоты и им промойте радиаторы, затем их следует сполоснуть холодной водой. Теперь меняем межсекционные прокладки, поскольку температура может быть более шестисот градусов. При таком температурном режиме картон не сможет выдержать удара, что спровоцирует течку радиатора. Поэтому в качестве прокладки возьмите шнур из асбеста, предварительно пропитав его олифой.

Теперь монтируем котел в кирпичную печь. и это не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Но есть некоторые моменты, о которых стоит упомянуть особо. Во-первых, труба для водяного котла для кирпичной печи должна быть оснащена бесшовной трубой с большим диаметром, это позволит распределить воду максимально эффективно. Во-вторых, ни в коем случае трубы нельзя паять встык, чтобы не допустить появления дефектов, из-за которых котел может впоследствии протекать.

Также следует с краев труб снять фаску, перед варкой убедитесь, что кольца расположены друг от друга примерно в 5 см. Нередко котел в кирпичной печке может сильно протекать, если такое вдруг случится, зачистите места протекания при помощи болгарки и промойте их.

Виды устройств

Каждый прибор имеет свои уникальные технические характеристики.

Но все модели можно разделить на несколько видов, в зависимости от типа процесса горения:

1. Традиционные. Отличительная особенность — процесс горения происходит снизу вверх. Топливо загружается вручную, продукты горения выводятся через дымоход. Котел не требует электричества для функционирования.
2. Длительного горения. Особенности — процесс сгорания идет сверху вниз, топливо закладывается сверху. Агрегат рассчитан на бесперебойную работу в течение суток без «дозоправки». За счет сложной конструкции котлы длительного горения имеют высокую стоимость.
3. Пиролизные. Особенности — наличие двух топливных камер: первая предназначена для сгорания твердого топлива, вторая — потребляет газ, который образовался в первой. Преимущества — высокий КПД, минимум отходов, экологичность. Но такие котлы требуют особого внимания — устанавливать их разрешено только в помещениях с влажностью 17-20%.
4. Универсальные. Особенности — функционирование на всех видах твердого топлива. Если сменить горелку, то можно использовать жидкое горючее. Модели оснащаются системой безопасности, которая исключает самопроизвольное возгорание или прекращение работы.

Процесс сборки

Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.

Устройство подачи воздуха

Отрезаем от толстостенной трубы диаметром 100 мм отрезок, длина которого будет равна высоте топки. К нижней части привариваем болт. Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра, как труба или большего. Просверливаем в круге отверстие, достаточное для прохождения болта, приваренного к трубе. Соединяем круг и воздуховодную трубу, закрутив гайку на болт.

В итоге мы получим трубу для подачи воздуха, нижняя часть которой может закрываться свободно двигающимся металлическим кругом. В процессе эксплуатации это позволит регулировать интенсивность горения дров и, следовательно, температуру в помещении.

С помощью болгарки и диска по металлу делаем в трубе вертикальные прорези толщиной приблизительно 10 мм. Через них воздух будет поступать в топочную камеру.

Корпус (топка)

Для корпуса потребуется цилиндр с герметичным дном диаметром 400 мм и длиной 1000 мм. Размеры могут быть иными, в зависимости от имеющегося свободного пространства, но достаточными для закладки дров. Можно использовать готовую бочку или приварить к стальному толстостенному цилиндру днище.

Иногда котлы для отопления изготавливают из баллонов из-под газа для более длительного срока службы.

В верхней части корпуса формируем отверстие для отвода газов. Его диаметр должен быть не менее 100 мм. К отверстию привариваем трубу, через которую будет осуществляться отвод отработавших газов.

Длина трубы выбирается в зависимости от конструктивных соображений.

Соединяем корпус и устройство подачи воздуха

В днище корпуса вырезаем отверстие диаметром равным диаметру воздухоподающей трубы. Вставляем трубу внутрь корпуса таким образом, чтобы поддувало выходило за пределы днища.

Воздухоподающая труба должна заканчиваться на несколько сантиметров раньше начала дымохода.

Теплорассеивающий диск

Из металлического листа толщиной 10 мм вырезаем круг, размер которого немного меньше диаметра корпуса. Привариваем к нему ручку, изготовленную из арматуры или стальной проволоки.

Это значительно упростит последующую эксплуатацию котла.

Конвекционный кожух

Из листовой стали изготавливаем цилиндр или отрезаем кусок трубы, диаметр которой на несколько сантиметров больше наружного диаметра топки (корпуса). Можно использовать трубу диаметром 500 мм. Соединяем вместе конвекционный кожух и топку.

Сделать это можно с помощью металлических перемычек, привариваемых к внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности топки, если зазор получился достаточно большой. При меньшем зазоре можно приварить кожух к топке по всему периметру.

Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра как топка или чуть больше. Привариваем к ней ручки, используя электроды, проволоку или другие подручные средства.

Учитывая, что в процессе эксплуатации котла ручки могут сильно нагреваться, стоит предусмотреть специальную защиту из материала с низкой теплопроводностью.

Для обеспечения длительного горения к дну привариваем ножки. Их высота должна быть достаточной, чтобы поднять дровяной котел минимум на 25 см над уровнем пола. Для этого можно использовать различный прокат (швеллер, уголок).

Поздравляем, вы изготовили дровяной котел своими руками. Можно приступать к обогреву дома. Для этого достаточно загрузить дрова и поджечь их, открыв крышку и теплорассеивающий диск.

Автоматизация и безопасность

Твердотопливные водоводяные котлы оснащаются блоком регулирования и автоматики безопасности. Конечно, особенности процесса горения твердого топлива, не позволяет котлу обеспечить уровень автоматики, подобный газовым или электрическом котлам, тем не менее, установка термостата в контуре нагрева, позволяет управлять температурным режимом в помещении.

Система автоматизации работает по принципу регулирования подачи воздуха через вентилятор или путем открытия заслонки, которое выполняет исполнительный механизм, получая сигнал от термодатчика и от электронного блока.

Второй уровень автоматизации можно реализовать путем изменения скорости циркуляции теплоносителя, задаваемым центробежным насосом, который подключается к электронному блоку управления.

При этом запускается или приостанавливается циркуляция воды по трубам, для чего в системе должен быть подключенный к управляющей электронике циркуляционный насос:

И третий более качественный уровень автоматизации твердотопливных котлов достигается путем регулирования подачи топлива в топку и может быть реализован только в пеллетных котлах.

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.