Схема отопления частного дома с твердотопливным котлом

Особенности котлов на твердом топливе

Газоснабжение и централизованное электроснабжение в России есть до сих пор не везде. Газ стоит дешево только в столичных городах, и даже там дорожает. Электричество всюду дорого.

Оставляют желать лучшего коммуникационные сети: перебои с подачей электроэнергии, резкие перепады напряжения – за городом дело обычное. Не всегда есть возможность подключиться к магистральному газу, а приобретение сжиженного в баллонах – дело энергоемкое.

Отопление твердотопливным котлом имеет несколько преимуществ:

• можно остановиться на том виде топлива, которое в вашей местности дешевле всего – дрова, торф, уголь, древесные отходы и т.д.;
• твердотопливные котлы – самые дешевые в категории. Дороже стоят модели длительного горения, но их теплоэффективность выше;
• большой ассортимент. Автоматику и вспомогательные элементы обвязки можно при необходимости докупить отдельно;
• в отличие от газовых агрегатов для установки твердотопливного котла не требуется разрешение местной администрации.

Теперь о минусах:

• пожароопасность. Но этот недостаток есть и у газовых моделей, и у дизельных. А в случае проблем с проводкой – даже у электрических;
• необходимость следить за количеством дров/угля в топке. Твердотопливный котел не получится просто «включить и забыть». Реже требуется подкладывать топливо в котлы пеллетные и длительного горения, но и они в этом отношении не слишком автономны;
• процессом горения твердого топлива управлять сложно (у других агрегатов достаточно перекрыть газовый кран или отключить электричество). Инерция у твердотопливных котлов высокая, и у всей системы, соответственно, тоже.

Конструкция котла на твердом топливе

Видео описание

Работа котла на торфяных брикетах в видео:

Пеллеты

Занимая промежуточное место по теплотворности между углем и дровами, этот вид топлива сочетает их достоинства:

• обеспечивает практически полное сгорание с минимальным твердым остатком в виде пепла;
• имеет сравнительно невысокую температуру отводимых продуктов горения;
• позволяет полностью автоматизировать систему отопления, в том числе подачу топлива из бункера в камеру горения, и не требует ежедневного обслуживания.

Если говорить о перспективах, то это один из самых привлекательных видов топлива – возобновляемое и экологически чистое, которое при сжигании не вредит окружающей среде.

Виды твердотопливных котлов

Разновидности твердотопливного котла отопления различаются по виду горючего:

• дрова;
• уголь;
• пеллеты и брикеты;
• торф;
• отходы деревообработки;
• универсальные котлы на две или больше топок.

Теплотворность твердого топлива
Кроме того существуют комбинированные модели на два или больше энергоносителей: дрова + электричество, дрова/дизель/газ и т.д. Их приобретение оправдано, если:

• в вашем районе два энергоносителя одинаково доступны и недороги. Закончились дрова – переходите на газ, перебои с электричеством – на дрова и так далее;
• в целях экономии. Например, если у вас двухтарифная оплата электроэнергии – днем топите дровами, а ночью (когда электричество дешевое) переходите на полностью автоматизированное электрическое отопление.

Котел на пеллетах Есть т/т котлы классические и длительного горения. Виды последних:

• с верхним розжигом. При распространении пламени сверху вниз закладка прогорает медленнее;
• с удлиненной топкой и ограниченной подачей воздуха. Распространение пламени по горизонтали тоже происходит медленнее. Сокращая необходимый для горения кислород, вы снижаете интенсивность пламени;
• пиролизные оснащены двумя камерами: в одной сгорает топливо, во второй дожигаются выделяющиеся при горении газы. Теплоффективность этих агрегатов самая высокая, но они и стоят дороже остальных.

Популярные фирмы-производители

Существует несколько авторитетных фирм производителей, которые являются предпочтением для клиентов:

• Stropuva — литовский бренд обеспечивает более длительное горение от одной закладки дров. Обладает интересным дизайном конструкций в виде бочонка, что дает возможность устанавливать прибор в небольшом помещении. Стоят литовские приборы достаточно дорого, но отличаются долговечностью.
• Zota — для любителей использования дров в качестве топлива, подойдет российский бренд. Приборы отличаются небольшими габаритами, малой мощностью. Но также надежно сконструированы и доступны по цене.
• Буржуй-К — российская компания, производящая котлы независимые от электропитания, работающие на пиролизе. Стоимость котлов варьируется от 40000 до 76000 рублей. Котлы обладают высокой мощностью и долго держат тепло.

Обвязка твердотопливного котла

В комплектацию твердотопливного котла редко входят циркуляционный насос, автоматика, группа безопасности. Все это владелец докупает сам, руководствуясь особенностями своей системы отопления.

Независимо от типа разводки трубопровод следует оснастить приборами безопасности (см. ниже). Второй этап – обеспечение функциональности системы и комфорта при ее использовании. Здесь следует упомянуть пару устройств:

• теплоаккумулятор. Благодаря его работе в процессе перезагрузки котла не будет резких температурных перепадов в доме. Это бак большого объема, который устанавливают между котлом и системой на подающей трубе. Для регулировки температуры на выходе из бака устанавливают смеситель с трехходовым клапаном;
• бойлер косвенного нагрева для ГВС подключают параллельно отопительной системе. Оснащают смесителем и собственным насосом, чтобы при движении от котла к потребителям вода не успевала остыть.

Обвязка котла с теплоаккумулятором
Приобретать или не приобретать насос, если ГВС не предусмотрено – зависит от разводки. Рассмотрим ее основные виды.

Как сделать дистанционное управление отоплением загородного дома своими руками

Самым лучшим вариантом будет GSM розетка, это современное приспособление я считаю максимально просто установить для контроля отопительной системы самостоятельно. В агрегате есть встроенный датчик температуры, а максимальной нагрузки в 4 кВт хватает для небольших загородных домов.

Все радиаторы необходимо подключать последовательно, затем в обычную розетку вставляется устройство, датчик температуры умного отопления способен самостоятельно отключить созданную систему после нагрева помещения до заданной температуры, а хозяин сможет сделать это с любого гаджета.

Открытая система с естественной циркуляцией

Эта схема монтажа считается самой безопасной для твердотопливного котла: даже при резком повышении давления и температуры авария маловероятна. Отличия открытой системы от прочих:

• в контуре используется открытый расширительный бак (его устанавливают в самой высокой точке трубопровода);
• отсутствует циркуляционный насос. Вода движется по трубам в силу естественной гравитации. Для такой конструкции выбирают трубы большего сечения и устанавливают их под небольшим углом, чтобы вода перемещалась самотеком.

Достоинства открытых систем:

• поскольку нет насоса, отопление не зависит от электросети. В загородных условиях проблемы с электросетями – дело обычное: перебои из-за обрыва проводов, скачки напряжения;
• оборудование для обвязки обойдется в меньшую сумму (нет насоса, открытый бак дешевле мембранного).

Минусы:

• монтаж технически сложнее – нужно соблюдать необходимый уклон труб, устанавливать элементы обвязки на определенной высоте;
• неизбежно попадание в систему кислорода, который приводит к коррозии труб и металлических фитингов;
• по той же причине неизбежно завоздушивание контура;
• теплоноситель частично испаряется, приходится его восполнять;
• даже при большом диаметре труб естественная циркуляция медленнее принудительной. Необходимо оснащать регулировочными кранами все отопительные приборы, свести к минимуму количество запорной арматуры, но и в этом случае прогрев контура будет неравномерным.

Трубопровод системы с естественной циркуляцией

Специалисты рекомендуют добавлять в расширительный бак минеральное масло, слой 1-2 сантиметра. Это сократит поступление кислорода в систему и уменьшит испарение теплоносителя.

Как экономить уголь

Вопрос экономии угля актуален для всех. Даже если считать в среднем 3 тонны на зиму для отопления небольшого дома, это получается 10500 рублей из расчета 3500 рублей тонна.

1. Это качественная изоляция дома, о чем нужно позаботиться еще до начала зимы. Заделать все щели, окна, чердачный этаж нужно пересыпать камкой, угольным шлаком или другими изоляционными материалами, чтобы тепло не терялось через антресоль.
2. Водяное отопление с трудами, проложенными по всему дому + «груба» (теплая стена). Большая отдающая поверхность априори экономит расход энергии. Если пустить одну трубу по стене, то получится двойной эффект – теплоотдача и от труб и от стены, которая будет постоянно нагреваться.
3. Можно использовать повторно остатки горения. Если просеять после сгорания золу, то треть из это будет непрогоревший уголь, который можно заново пускать в печь. Просеивайте на крупном сито золу и пепел, а крупные фрагменты оставляйте.
4. Обязательно используйте задвижки для регулировки тяги. Если такой задвижки нет, топливо прогорает очень быстро (тяга большая) и в доме также быстро становится жарко, а потом все также моментально остывает. При отсутствии задвижки расход топлива увеличивается как минимум вдвое.

Конечно, немаловажным является то, какая именно будет зима – теплая или холодная, но в целом, вы можете оптимизировать расход угля и добиться отличных показателей тепла в доме.

Закрытый контур с естественной циркуляцией

Насоса нет, но расширительный бак другой – закрытого (мембранного) типа. Конфигурация системы будет такая же, как в предыдущем случае (трубы большого сечения, установленные под уклоном), но некоторых недостатков открытого контура получится избежать:

• через бак в трубопровод не попадает кислород, т.е. медленнее завоздушивание и развитие коррозии внутренних стенок;
• не придется регулярно восстанавливать количество теплоносителя в контуре.

При выборе этого типа разводки учитывайте:

• емкость бачка должна вмещать минимум 10 % объема теплоносителя;
• на подающей трубе обязательно нужен предохранительный клапан. Когда давление в системе превышает критическое (т.е. более трех атмосфер), клапан сбрасывает излишек теплоносителя;
• в верхней точке контура устанавливают воздухоотводчик.

ZOTA Pellet 100A

Модель относится к пеллетному типу, работает несколько дней не требуя дополнительного топлива, оснащена вентилятором, проводит процесс в автоматизированном режиме.

Достоинства аппарата:

• мощность;
• КПД порядка 90%;
• удобная форма (шнековая) подачи топлива;
• наличие электронной системы управления.

Недостатки – значительный вес прибора и необходимость его подключения к источнику энергии.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Система с насосом может быть только закрытой. Преимущества принудительной циркуляции очевидны:

• высокая скорость движения теплоносителя, равномерный прогрев всех помещений;
• не требуются трубы большого диаметра;
• нет сложностей в монтаже трубопровода: не нужно соблюдать уклон, непринципиальна высота размещения мембранного бака.

Поскольку в системе с принудительной циркуляцией давление выше, требования к группе безопасности тоже повышенные.

Монтаж такого контура предусматривает возможность перехода на естественную циркуляцию в случае поломки насоса или перебоев с электроэнергией: насос подсоединяют параллельно, на байпасе с отсекающими вентилями.

Магистральная труба и насос на байпасе

Чаще всего насос врезают в трубопровод на участке обратной трубы возле котла, здесь самая низкая температура. Это позволяет сэкономить ресурс устройства и так безопаснее для всей системы: при установке на подающую трубу, если вода в котле закипит, пары перекроют циркуляцию, что чревато аварией.

Со стороны обратной магистрали перед насосом устанавливают фильтр.

ZOTA Тополь М 20

Надежность и элегантный дизайн – отличительные черты данной модели. Обогревает помещение в полторы сотни кв. м.

Достоинства аппарата:

• хорошая теплоизоляция;
• минимальные потери тепла;
• автономное управление;
• КПД выше 90%;
• использование различных видов топлива.

Вес агрегата считается его недостатком.

Коллекторная разводка

В длинном сильно разветвленном трубопроводе большого коттеджа одного насоса может не хватить. В этом случае их устанавливают два и даже больше, на каждый контур свой. Отдельно теплый пол, радиаторы, ГВС. Поскольку температура теплых полов исходно низкая (в пределах 50 градусов), можно ставить насос и на входе в контур.

Оптимальный вариант разводки для большого дома с несколькими контурами – коллекторная (лучевая). В каждый контур теплоноситель поступает от котла по собственной трубе. Тепло распределяется равномерно, жидкость не остывает, последовательно проходя всю систему.

Коллектор включает в себя минимум две гребенки, прямую и обратную. К торцам гребенок подходят соответствующие магистрали от котла, а к штуцерам на их корпусах параллельно подключаются прямые/обратные трубы контуров – радиаторы и теплые полы, разные этажи, подсобные помещения, ГВС – каждый со своим температурным режимом.

Коллектор

На входе в коллектор устанавливают манометр и предохранительный клапан, с противоположной стороны на «горячей» гребенке – воздухоотводчик, на «холодной» – кран для слива теплоносителя из системы. Трубы оснащаются регулировочными кранами – это один из способов устанавливать разную температуру в контурах. В большом доме может быть несколько пар гребенок.

Еще один способ устанавливать разные режимы – гидрострелка. Поставленный вертикально отрезок трубы большого сечения соединяют с прямой трубой и обраткой котла, а к корпусу на разной высоте подключают контуры. Чем выше подсоединение, тем горячее теплоноситель.

В небольших контурах температуру можно регулировать следующим образом: свободные торцы гребенок соединяют байпасом с отсекающим вентилем. При открытии вентиля прохладная вода из обратки подмешивается в горячую из подающей трубы.

Какое тепло для дома экономичнее

Могу с уверенностью сказать, что теплые полы будут самыми экономичными в загородном доме, ведь горячий воздух образуется снизу и постепенно подымается вверх, равномерно прогревая всю площадь помещения.

Ходить по такому покрытию очень комфортно, особенно если полы залиты холодными по своей структуре материалами, либо на них расположена плитка. Для укладки подобного типа системы можно использовать воду или антифриз как теплоноситель и элементы, работающие от электричества на выбор.

Группа безопасности

Функции приборов контроля и безопасности:

• защита трубопровода от разгерметизации вследствие резкого повышения давления;
• защита от перегрева самого котла;
• регулировка температурного режима;
• предотвращение образования конденсата. Обычно это случается из-за слишком большой температурной вилки между подачей и обраткой. Оптимальная дельта температур – 20 градусов.

В эту группу приборов входят:

• предохранительный клапан для сброса избыточного давления/излишков теплоносителя;
• контрольный манометр;
• воздухоотводчик;
• аварийный теплообменник;
• регулировочная арматура, в т.ч. термостатические клапаны.

Группа безопасности

ACV TKAN 100

Агрегат обеспечивает теплом площадь в три сотни кв. м. К несомненным плюсам относятся:

• КПД (выше 90%);
• маленький расход топлива;
• наличие противопожарного клапана;
• полная безопасность.

Единственным недостатком прибора считается его высокая стоимость.

Особенности монтажа

Твердотопливные котлы не относятся к числу экологически чистого оборудования, для их установки нужна котельная. При монтаже соблюдают ряд правил:

• от топки до стены следует оставлять минимум 1 метр свободного пространства;
• в полуметре от пола и максимум в 40 сантиметрах от потолка нужно оборудовать вентканалы;
• в котельной не должно быть горючих веществ;
• перед топкой следует настелить металлический или асбестовый лист не меньше 50 на 70 см размером;
• над котлом оборудуют дымоход. Рекомендуемые параметры дымохода есть в инструкции котла.

Дымоход твердотопливного котла
В трубе дымохода следует предусмотреть ревизионные люки для очистки от сажи. На стыке с котлом устраивают конденсатосборник. Части металлической трубы, находящиеся в холодных помещениях (неотапливаемый чердак и др.) нужно обмотать теплоизоляционным материалом для защиты от конденсации и обледенения.

Теплоизоляционный материал для дымоходов – базальтовая вата. Все остальные утеплители в той или иной степени горючи.

Цены: итоговая сравнительная таблица

Розжиг и поддержание горения

Запуск автоматического котла в работу необходимо производить после монтажа трубопроводной системы, опрессовки ее давлением в 1,25 от номинального и заполнения ее водой. Дальнейший алгоритм включает следующие шаги:

1. Проконтролировать состояние дымохода.
2. Заполнить бункер углем рекомендованного качества.
3. На пульте управления в ручном режиме подать порцию угля на горелку.
4. На верх порции угля уложить легко воспламеняющиеся топливо (бумага, щепа и прочее).
5. Аккуратно поджечь бумагу и по мере усиления пламени добавить топлива.
6. В ручном режиме включить вентилятор наддува.
7. При достижении указанной в паспорте котла температуры перевести его в автоматический режим.

Дальнейшая работа твердотопливного котла происходит под контролем процессора, управляющего частотой подачи топлива, количества нагнетания воздуха, расхода угля в бункере регулирования тяги для удаления продуктов горения. Кроме этих мероприятий важно следовать рекомендациям производителя сложных агрегатов, направленным на достижение полноты сжигания топлива – для каждого вида угля и принципа работы котла своя конструкция горелки.

ЭВАН WARMOS TT-18

Агрегат обогревает более сотни квадратных метров. Используется для отопления как жилых, так и промышленных объектов. Единственное условие для эффективного функционирования – наличие вентиляции.

Плюсы аппарата:

• надежность;
• простота монтажа;
• возможность использования самых разных видов топлива.

Минусы – быстрое прогорание и необходимость ручной регулировки заслонок.

Устроение и этапы сгорания

Твердотопливный котел представляет собой устройство, собранное в стальном корпусе и состоящее из следующих узлов:

• теплообменник (змеевик);
• прочистной люк и топочная камера, оснащенная дверцей;
• колосники (решетка);
• терморегулятор.

Принцип работы заключается в сжигании топлива: сначала оно подсушивается, затем окисляется и выделяется древесный газ, все дожигается, превращаясь в золу. Попадая в камеру, топливо распределяется на колосниках, которые располагаются наклонно.

Вся влага, которая есть в топливе, испаряется в процессе взаимодействия с футеровкой камеры и от энергии горения. Все горение проводится принудительным поддувом. Дожиг происходит в топке при температуре в 95С в той части, куда поступает воздух из прослойки между облицовкой и футеровкой.

После сгорания теплообменник передает энергию теплоносителю. Теплообменник представляет собой нехитрое устройство — это бочка, сосуд, сквозь который идут трубы: горячий воздух проходит через трубы и нагревает воду внутри бочки. Вода движется в теплоносителе автоматически при помощи насоса. Для регулирования объема теплоносителя используются впускной и выпускной коллектор с датчиком температуры.

Неделька «КО-90»

Считается идеальным вариантом для частных домов. «Неделька» способна отопить до четырех сотен квадратным метров, а на одной загрузке работает целую неделю.

Интересно, что недостатки, являются продолжением достоинств вице-чемпиона среди твердотопливных котлов.

Так, большой вес и габариты установки (минус) делают ее надежной и безопасной (плюс).

То же самое можно сказать и о конденсате – его наличие минус, но в то же время показатель высокого коэффициента полезного действия.

ZOTA Енисей 12

Глубокая топка позволяет использовать древесный материал длинною до шестидесяти сантиметров. Плотно прилегающие дверцы исключают попадание продуктов сгорания в помещение.

Предусмотрена возможность вспомогательного источника тепла, за счет использования электроэнергии.

Самым большим недочетом производителей считается сложность обслуживания аппарата.

Отопительные регистры

До того как провести печное отопление, стоит определиться с типом отопительного водяного контура, называемого еще регистром, теплообменником, змеевиком или водяной рубашкой. Чаще всего он представляет собой прямоугольную плоскую емкость или же соединенные воедино несколько трубок.

Но перед тем как подключить отопление к печке, к регистру необходимо приварить два патрубка. Первый служит для забора горячего теплоносителя из печи, а второй – подает остывшую воду обратно в теплообменник.

Определить размер теплообменника можно по уровню теплопотерь в конкретном доме. Так, при необходимости в 10 кВт тепловой энергии площадь теплообменника должна составлять 1 м2. При этом стоит учитывать, что работает печь не целый день, а примерно 1,5-3 часа в зависимости от температуры на улице. Этого времени должно быть достаточно, чтобы прогреть воду в теплоаккумуляторе. Следовательно, для расчета площади регистра определяют суточный расход тепловой энергии в доме.

Так, при теплопотерях дома в 12 кВт/час, суточное потребление составит 288 кВт энергии. Допустим, что печь работает 3 часа в сутки. Получается, что каждый час должно выделяться по 288÷3=96 кВт энергии. Тогда площадь отопительного регистра составит 96÷10=9,6 м2. Форма теплообменника в данном случае не важна, главное, чтобы площадь поверхности была не меньше полученных данных.

При использовании антифриза в качестве теплоносителя можно еще больше увеличить объем аккумулятора тепла, поскольку у воды и антифриза разная теплоемкость.

Если буферную емкость дополнительно утеплить, то тепло в ней будет сохраняться дальше, а эффективность печного отопления возрастет.

Теплодар Куппер ОК 15

Один из лучших аппаратов среди топливных котлов длительного горения. На одной закладке древесного топлива может проработать до тридцати часов. С брикетами установка работает до двух суток, а на угле – пять.

Обогревает порядка 150 квадратных метров.

Специалисты отмечают высокое качество сборки и экономичность.

Тяжесть аппарата практически не позволяет перемещать его из одного места в другое.

Kentatsu ELEGANT-03

Долговечная и надежная установка. Не требует подключения к источнику электроэнергии. Устойчив к коррозии и прекрасно переносит температурные нагрузки.

К достоинствам агрегата относятся:

• приемлемая стоимость;
• относительно небольшие габариты;
• продолжительный срок эксплуатации.

Недостатки – неудобно расположенный поддон затрудняет очищение аппарата от продуктов сгорания (золы).