Обзор котлов отопления на твердом топливе для организации теплоснабжения частного дома

Типы котлов и принцип их работы

Все котлы, работающие на твердом топливе, подразделены на несколько типов, которые отличаются между собой многими показателями. Но по основным характеристикам, их подразделяют на четыре вида:

• Классические;
• Пиролизные котлы отопления;
• Котлы длительного горения;
• Автоматические;

Классические котлы— принцип работы классического твердотопливного котла заключен в том, что тепло дается путем пламенного сгорания топлива. Имеет две дверцы, через одну из которых загружается топливо, через другую — котел чистится от золы и других продуктов горения. Могут работать на двух видах топлива — дрова и уголь.

Отличаются по материалу изготовления теплообменника, могут быть изготовлены из чугуна или стали. Чугун является более приоритетным в плане долговечности, срок его эксплуатации более 20 лет. Из недостатков можно отметить тот факт, что он боится механических ударов и очень чувствителен к перепадам температур, что может привести к разрушению. Стальной теплообменник более устойчив к перепадам температур и повреждениям, но срок его службы значительно ниже — чуть больше 6 лет.

Пиролизные (газогенераторные) котлы— данный вид котла работает по принципу пиролиза, то есть разложения и газификации твердого топлива. Этот процесс происходит при закрытом дымоходе и закрытой камере сгорания. После высвобождения древесного газа, образовавшегося в процессе пиролиза, он направляется в сопло горелки, где смешивается с вторичным воздухом, который накачивает вентилятор. После этого газовая смесь попадает в камеру сгорания, где воспламеняется. Горение происходит при температуре, которая иной раз достигает 1200°, и процесс будет продолжаться до полного сгорания твердого топлива.

Котлы длительного горения— в этом виде котла длительный процесс горения обеспечивается специальными приемами. В настоящее время существует две системы длительного горения (канадская система Булерьян, и прибалтийская Стропува), но вторая не нашла широкого применения за счет дороговизны, сложности эксплуатации и еще множества технических параметров.

Котлы длительного горения можно отнести к пиролизным котлам, но принцип работы будет немного иным. Первая система (Бурельян) представляет собой печь, состоящую из двух камер, где в нижней камере происходит тление и образование газа. После поступления газа во вторую камеру, происходит смешивание с воздухом и дальнейшее полное его сгорание (дожиг топлива). Конструкция подобного твердотопливного котла представляет собой цилиндр, с ввареными в него трубами на половину окружности. Расположение труб снизу-вверх обеспечивает хорошую циркуляцию воздуха, тем самым увеличивая теплоотдачу. Устанавливаются в основном в нежилых помещениях, отлично подойдет для отопления гаража или дачи. Цена на такой котел адекватная, есть возможность выбрать типоразмер, подходящий той или иной площади.

Котел по системе Стропува имеет два цилиндра, один из которых находится внутри второго, по принципу матрешки. Все пространство между ними заполнено водой, которая постепенно нагревается. Внутренний цилиндр системы играет роль топки, куда при помощи распределителя подается воздух. После загрузки топлива, оно начинает прогорать сверху вниз, тем самым нагревая теплоноситель. Заявленная производителем цена, длительное время горения, от 2 до 4 суток, в зависимости от топлива, требуемое остывание котла и дальнейшая чистка перед новым розжигом, удваивают задачу и приносят неудобства. Поэтому данный тип котла не принес широкого распространения.

Автоматические котлы— в данном типе котла процесс загрузки топлива, и очищение от золы полностью автоматизированы. Котел оснащен шнековым или транспортерным бункером для подачи топлива и автоматического очищения от золы. Вариант угольного автоматического котла подразумевает движение пласта горения топлива, которое необходимо для полного сгорания. Для этого, автоматический котел оснащается подвижными колосниками, или рубящими и двигающими механизмами. Параметры нагрева теплоносителя и горения топлива обеспечиваются принудительным наддувом.

В преимущества и особенности автоматических котлов можно включить;

• Не требуют трудоемкого обслуживания и пристального внимания за процессом горения;
• Снабжены, входящим в комплект, регулятором температуры;
• Многие оснащены датчиком, отслеживающим температуру в самом котле;
• КПД автоматического котла составляет до 85% от общего числа;
• Длительная работа, ограниченная только лишь емкостью бункера для автоматической подачи топлива.

Стоит учесть, что и расход топлива, в частности, угля намного меньше, чем в традиционных твердотопливных котлах.

Как сделать котел на твердом топливе для отопления частного дома своими руками

Чтобы самостоятельно собрать котлоагрегат, нужно в первую очередь обладать опытом сварщика. Для начала следует вооружиться инструментами по работе с металлом и заготовить необходимые расходники. Последовательность выполнения сборки:

1. Выполняют из жаропрочной стали топку в виде короба. В ней предусматривают отверстия загрузки топлива и зольника. Дополнительно делают прорези для установки конвективных поверхностей теплообмена. Сваривают все детали, с помощью мела и керосина проверяют стыки на герметичность: после окончательной сборки, если проявится течь, доступа к ним не будет.
2. Собирают внешний корпус, формируя рубашку охлаждения. В нём также оставляют топочные и зольные отверстия. Кроме них делают вырезы под размещения патрубков (подающего, обратного, дренажного и наполнительного).
3. Приваривают к корпусу загрузочные и зольные порталы. Их делают из листовой стали толщиной 5 мм. В верхней части приваривают дымоход, выполненный из отрезка трубы диаметром 100 мм.
4. Устанавливают резьбовые патрубки для подключения котла к отопительной системе и установки группы безопасности.
5. Изготавливают топочную и зольную дверцы. Они должны обеспечивать хорошую теплоизоляцию и герметичность топки.
6. Крепят дверцы к котлу при помощи шарнирных соединений, оснащают их прижимами для фиксации в закрытом состоянии.
7. Проверяют водяной контур на герметичность. Для этого котёл заполняют водой под давлением 0,2 МПа и выдерживают в течение часа. Отсутствие течи или свидетельствует о герметичности сварных швов.
8. Окрашивают корпус жаростойкой грунтовкой (2 слоя) и краской (1 слой).
9. Монтируют внешнюю теплоизоляцию и декоративную облицовку, выполненную из окрашенной тонколистовой стали.

Готовый котёл устанавливают в отведённом для него помещении. Выполняют полную коммутацию с системой отопления, дренажными и наполнительными линиями. Устанавливают группу безопасности, термометры, автоматику (если она предусмотрена). После наполнения системы приступают к розжигу. В первые несколько топок возможно появление неприятного запаха из-за высыхания краски.

Низкая себестоимость и лёгкость эксплуатации твердотопливного отопителя — основные аргументы в пользу самостоятельного изготовления агрегата. Кроме того, в ряде случаев он станет единственной доступной альтернативой дорогостоящему газовому и электрическому оборудованию.

Что важно учесть, прежде чем устанавливать такое тепловое оборудование?

Перед тем как в своем доме установить такую отопительную систему, стоит выполнить несколько важных требований. Котел, а также вся система должна устанавливаться:

• в отдельном помещении;
• на достаточном расстоянии от стен;
• только на бетонном фундаменте.

Когда котел с его элементами размещен в изолированном помещении, это гарантирует вашу безопасность. В такой комнате ни в коем случае нельзя хранить никакие предметы, вещи, одежду или обувь. Кратко говоря, возле котла не должно быть никаких воспламеняющихся элементов, кроме топлива для оборудования или элементов котла.

Конечно, если вы не профессионал в этом деле, то за помощью в установке лучше всего обратиться к мастерам. Они сделают свою работу качественно и без нареканий. В то же время при наличии определенных навыков, вы можете взяться за эту работу сами. Все необходимые материалы и инструменты можно приобрести в магазине, где продавался котел.

Выбираем сварочный аппарат и электроды

Выбор электродов и режима сварки в зависимости от толщины металла

В настоящее время производители предлагают несколько моделей сварочных аппаратов, с помощью которых можно делать качественные соединения металла различных марок. Но перед тем, как правильно сварить отопление, нужно выбрать оптимальную модель. Рассмотрим самые популярные виды аппаратов и их основные характеристики.

Трансформаторные

Принцип работы основан на повышении частоты входящего тока. Для этого применяются повышающие трансформаторы. Несмотря на относительно большие габариты, этот тип сварочных аппаратов лучше всего адаптирован к скачкам электросети. С его помощью можно правильно сварить котел отопления соблюдая технологию изготовления.

Инверторные

Формирование тока по установленным параметрам происходит за счет работы электронных схем. Характеризуются стабильной дугой, что в итоге дает качественный шов. Это нужно учитывать перед тем как правильно научиться сваривать отопление самостоятельно. Однако они крайне чувствительны к перепаду напряжения в сети.

В качестве дополнительного оборудования для инверторных аппаратов рекомендуется приобрести стабилизатор напряжения.

Можно ли сварить котел своими руками для водяного отопления с помощью инверторного аппарата? Да, но его характеристики должны соответствовать параметрам используемого металла. Для изготовления элементов отопления чаще всего применяются углеродистые стали.

Таблица материалов для сварки отопления

Также нужно знать зависимость диаметров электродов от толщины свариваемого металла

Что же касается выбора сварочного аппарата, то специалисты рекомендуют остановиться на инверторных моделях, работающих на переменном токе. Их стоимость несколько выше, чем у трансформаторных, но зато они имеют меньшие размеры и с их помощью можно сделать качественный сварной шов

Это важно учитывать, так как самостоятельная сварка котла отопления должна быть качественная

Стоимость аппарата мощностью 7 кВт, током сварки до 200 А и максимальными диаметром электрода 3,6 мм будет составлять около 16 тыс. руб.

Виды топлива

Классифицировать типы оборудования можно и по виду твердого топлива, которое может использоваться для них. Есть варианты универсальные, способные работать с несколькими материалами. Котлы могут быть:

на дровах;

Твердотопливный котел на дровах

углях;

Твердотопливный котел на угле

пеллетах;

Твердотопливный котел на пеллетах

щепах.

Котел на щепах

Загружаться топливо также может несколькими способами

Прежде чем выбрать оптимальный котел для частного дома, важно понимать, что автоматический тип подачи топлива не может обойтись без электроэнергии. Поэтому в качестве альтернативного варианта автономного отопления такой котел может не подойти. Ведь при отключении электроэнергии он не сможет подавать тепло

Естественно, лучше выбрать котел с механическим или ручным способом теплоподачи. Тем более что современные устройства достаточно безопасны при соблюдении элементарных правил обращения с огнем

Ведь при отключении электроэнергии он не сможет подавать тепло. Естественно, лучше выбрать котел с механическим или ручным способом теплоподачи. Тем более что современные устройства достаточно безопасны при соблюдении элементарных правил обращения с огнем.

Самостоятельное изготовление

Сконструировать своими руками котел отопления достаточно сложно. Малейшая неточность, и он будет работать неправильно, что может привести к трагедии. Поэтому необходимо тщательно изучить технологию их изготовления и очень качественно выполнять все мероприятия.

Отопительные приборы шахтного вида

Самостоятельно создать можно шахтный или пиролизный котел. Первый функционирует не только на дровах, но и на угле, торфе или опилках. В его камеру сразу можно загрузить до 50 кг дров.

При полной загрузке камеры топливом и высокой мощности такой прибор непрерывно проработает до 5 часов, при самой малой мощности (15-20 кВт) – до суток. Его КПД – 75%. Мощность таких моделей можно регулировать с помощью автоматики.

Пиролизная модель

Желтый или бесцветный дровяной газ, выделяющийся под воздействием высокой температуры, является источником тепла в пиролизном котле. Для такого отопительного прибора можно использовать только полностью высушенные дрова, иначе он не запустится. Работать пиролизная конструкция может и на пеллетах. Автоматическая подача их в топку (с помощью специальных шнеков) станет дополнительным достоинством котла. Продолжительность работы модели подобного типа при полной загрузке – 12 часов.

Минусы – высокая стоимость (снизить ее можно, если изготовить его самостоятельно), энергозависимость (вентилятор работает с помощью электричества), большие размеры.
Для изготовления такого прибора нужны:

• труба и лист из стали толщиной 4 мм;
• профтрубы, прутья металлические сечением 2 см;
• электродоты;
• вентилятор;
• кирпичи огнеупорные;
• автоматический регулятор температур;
• крепежи.

Предварительно составляют схему будущего котла со всеми расчетами. За основу берут наиболее удачную в этом плане конструкцию самодельного котла, разработанную инженером Беляевым. В нее вносят корректировки соответственно пожеланием владельца дома. Например, сделать отопление более эффективным можно за счет увеличения объема рубашки теплообменника.

Самодельные пиролизные приборы нужно устанавливать на специально оборудованные для них площадки из шамотного кирпича. После этого их подсоединяют к водяному контуру.

При первом, тестовом включении выясняют, не было ли допущено ошибок в конструкции котла. Если все было сделано правильно, то прибор сможет быстро переключиться в режим газогенератора. В помещении уже в течение получаса станет гораздо теплее.

Инструменты и материалы

Дровяной отопительный прибор – наиболее безопасная конструкция. Автономность его работы, простота эксплуатации, минимальная вероятность взрыва, возможность самостоятельного изготовления – вот основные его достоинства. Его минус – регулярность внесения топлива.

Самодельные дровяные модели котлов можно изготовить из следующих материалов и деталей:

• бочка из металла (объем – 200 л);
• стальной лист толщиной 3-5 мм (для создания топки);
• металлическая труба диаметром 20 мм и толщиной стенки от 3 мм;
• труба Г-образной формы (диаметр – 20 мм);
• колосник;
• дверцы для поддувала и топки.

Самодельные модели дровяных котлов изготавливаются при помощи газосварочного оборудования и болгарки.

Последовательность работ

Перед началом работ необходимо тщательно продумать схему прибора, приобрести все необходимые материалы и инструменты.

Вырезать 3 круга (диаметр каждого 57 см): это дно, верхняя крышка и перегородка между поддувалом и топкой. В двух из них сделать отверстие диаметром 20 мм.

Из листа стали вырезать полосу шириной 400 мм, длиной 3600 мм, вырезать в нем отверстия для дверцы топки, ниже него – для поддувала. Соединить лист сваркой в круг.

Приварить сверху круг с отверстием, снизу – без него. Между ними установить перегородку с колосником.

Сварить трубу и бочку между собой по принципу «один внутри другого». Снизу установить топку с поддувалом. Соединить все элементы с помощью сварки.

В верхней части бочки закрепить Г-образный отрезок трубы: он соединит емкость для нагрева и дымоход. Вода, нагреваясь в бочке, образует пар, который будет свободно выходить в дымоход, тем самым не давая расти давлению в котле.

Вверху и внизу установить патрубки для входа холодной воды и выхода горячей.

Навесить дверцы на топку и поддувало.

Установить конструкцию на фундамент из огнеупорного кирпича.

Такой прибор обогревает с помощью дров, пеллет или торфа, плотно уложенных внутри топки.

Даже простейшая модель дровяного котла требует осторожности и внимания при самостоятельном изготовлении

Лучшие пеллетные котлы с бункером

Buderus Logano S181

Немецкие одноконтурные твердотопливные котлы Buderus Logano серии S181 представлены тремя моделями мощностью 15, 20 и 27 кВт. Они служат для обогрева малоэтажных жилых и производственных зданий площадью до 216 кв.м. Оборудование спроектировано для работы с мелкими фракциями каменного угля или пеллетами.

Смотрите видео о товаре

Конструктивные особенности

Конструктивно изделия состоят из двух устанавливаемых в непосредственном контакте блоков:

• собственно котла с камерой сгорания, теплообменником и блоком управления;
• вместительного бункера для хранения запаса топлива с возможностью дозированной подачи его в камеру сгорания.

Для приведения в действие механизмов и работы системы автоматики требуется электропитание 220 вольт. Котел способен нагревать циркулирующий теплоноситель до 80о С.

Теплообменник рассчитан на давление 3 бар. В случае перегрева срабатывает автоматическая защита. Участие человека в регулировании процесса горения почти не требуется. КПД моделей этого ряда 88%.

ACV TKAN

Модельный ряд

Линейка твердотопливных котлов бельгийского бренда ACV представлена бытовыми и промышленными агрегатами мощностью от 60 до 300 кВт. Они имеют один контур нагрева теплоносителя, циркулирующего по системе отопления здания. Установленное электрическое оборудование нуждается в подключении к сети переменного тока напряжением 220 вольт.

Смотрите видео о товаре

Конструктивные особенности

Агрегат состоит из корпуса с размещенными внутри него элементами: топочной камерой, зольником и теплообменным оборудованием. Сбоку крепится вместительный бункер с запасом пеллет. Теплообменник выполнен из меди. Такой материал превосходно проводит тепло, не боится коррозии и почти не поддается налипанию слоев накипи и грязи. Оборудование выдерживает давление 3 бар и нагревает циркулирующую воду до 80о С.

Такие котлы предназначены для длительной работы без контроля со стороны человека. Их КПД достигает 90%.

Zota 15S Pellet

Модельный ряд

Пеллетные котлы этого российского бренда представлены длинным модельным рядом нагревательных приборов мощностью от 15 до 130 кВт. Они имеют один контур нагрева теплоносителя и используются исключительно для обогрева помещений. Максимальные параметры циркулирующего теплоносителя:

• давление 3 бар;
• температура 95о С.

В случае перегрева срабатывает блокировка. Аппарат отличает наличие большого бункера, предназначенного для хранения запаса пеллет и подачи их в топку. Он позволяет надолго оставлять котел без непосредственного контроля со стороны человека.

Для функционирования автоматики и транспортной линии требуется подключение агрегата к бытовой электрической сети. На задней стенке предусмотрены штуцера для подключения дымохода диаметром 150 мм и теплофикационных трубопроводов на 2”.

Смотрите видео о товаре

Конструктивные особенности

При отсутствии пеллет можно перейти на использование обычных дров. Для этого придется установить имеющуюся в комплекте поставки дополнительную колосниковую решетку и отключить трубки подачи вторичного воздуха. Котлы этой марки не только просты и неприхотливы, но и достигают КПД 90%.

Kiturami KRP

Модельный ряд

Пеллетные котлы известного корейского производителя выпускаются в двух модификациях мощностью 24 и 50 кВт. Они предназначены для обогрева и снабжения горячей водой жилых и производственных помещений. При монтаже оборудование подключается к электрической сети напряжением 220 вольт, присоединяется дымоход, подключаются трубопроводы подачи воды. В режиме максимальной производительности потребление электроэнергии не превышает 50 Вт.

Смотрите видео о товаре

Конструктивные особенности

Все узлы соединений находятся с тыльной стороны. Штуцер для вывода отработанных газов имеет диаметр 120 мм, патрубки водяных трубопроводов – ½ и ¾”. Горячая вода в контуре ГВС нагревается до 65о С, а в системе обогрева — 85о С. Рабочее давление достигает соответственно 6 и 2,5 бар. Котлы этой марки отличаются:

• компактными размерами;
• функциональностью;
• удобством настройки с помощью пульта с цифровой индикацией показаний;
• высокой степенью автоматизации;
• длительным периодом работы на одной загрузке;
• экономичностью.

КПД достигает 92,6%. В заданном режиме котел способен предотвратить размораживание системы, выходя на минимальные показатели для поддержания положительной температуры. В качестве топлива используются органические пеллеты, загружаемые во вместительный бункер, устанавливаемый в непосредственной близости от котла.

Как собирают ТЭНы

Как сварить котел отопления своими руками на основе ТЭНа, которым можно отопить загородный дом? Понадобятся следующие детали:

• ТЭН, который будет нагревать воду (мощностью 1 – 1,5 кВт);
• труба большого диаметра;
• фланец для закрепления ТЭНа;
• крепежи под фланец;
• два отрезка водопроводной трубы.

Внизу стальной трубы, выполняющей роль котла, фланцевым способом монтируют ТЭН. Вверху сооружают расширительный бак, в котором должно быть отверстие для залива воды.

Котёл соединяют с помощью отрезков водопроводных труб с батареями (подача и обратка). После того, как в систему будет залита вода, отопление можно включать.

Минус такого обогрева — значительный расход электроэнергии, который особенно ощутим, когда площадь помещения большая. Котёл можно и усовершенствовать, поставив в него терморегулятор. Температура воды будет держаться на заданном уровне.

Для обогрева небольшого дачного домика достаточно котла-трубы не более полуметра высотой. Когда вода нужна не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, мощность ТЭНа и объём котла нужно увеличить.

Сложности при изготовлении, как сделать котел экономичнее

Правилами запрещено подведение газа в подвалы и цокольные этажи здания, поэтому хозяин должен выделить отдельное помещение в доме, соответствующее нормам, иначе установку агрегата не одобрят в службах.

Попытка сэкономить на автоматике отопительного оборудования приводит к перегреву системы отопления и даже разрыву трубопроводов.

Перегрев возникает также из-за отсутствия циркуляции. В этом случае, проверяют насос, фильтр и термостат перегрева.

Неверные подсчёты требуемой мощности приведут к тому, что получаемого от котла тепла будет не хватать для обогрева помещений.

Если при разогреве котла не поднимается давление, то может быть нарушена герметичность системы и нужно подтянуть соединения, после чего немного добавить давления.

Проблемы могут возникнуть, если при составлении проекта не учитывались особенности конкретного объекта: скачки напряжения в сети, низкое качество топлива, недостаточное давление газа, не организована правильная вентиляция или не выдержаны рекомендации по допустимым расстояниям от котла до другого оборудования и стен. При ремонте придётся провести модернизацию инженерных работ.

Выводы и полезное видео по теме

Особенности выбора котлов рассмотрены в видео ролике:

Наиболее распространенные ошибки выбора котлов для отопления приведены в видео:

О печах длительного горения рассказывает видео ролик:

https://youtube.com/watch?v=l4yoPOsPDHg

Чтобы определиться с тем, какой котел лучше выбрать для частного дома, нужно подробно рассмотреть все положительные и отрицательные стороны каждого типа отопительного оборудования.

Если потратить немного времени, провести простейший анализ доступности топлива, правильно рассчитать мощность и ответственно подойти к монтажу системы, то можно не только сделать свой дом теплым, но и экономить на его обогреве.

Хотите сообщить интересные факты о выборе котлов для устройства автономного отопления? Возникли вопросы в ходе ознакомления с предложенной нами информацией? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке и размещайте тематические фотоснимки.