Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром

Конструктивные особенности

Отопительная печь с водяным контуром имеет отличительную деталь в виде теплообменника. Его функции может выполнять змеевик или радиатор. В зависимости от мощности обогреваемого агрегата обеспечивается подача неограниченного количества горячей воды. Что касается формы и общих габаритов емкости, то такие показатели напрямую зависят от объема эксплуатируемой топочной камеры.

Значение теплообменника

Существуют модификации печек для обогрева дома и коттеджа, в которых теплообменники монтируются в топочное пространство. Такой способ обустройства конструкции небезопасен, поскольку существует риск протечки и взрыва используемого теплоносителя. Стоит отметить и уменьшение пространства в топочной камере.

Подробнее о печи с водяным котлом для отопления:

Правильный расчет размера и мощности

Человеку, не владеющему инженерно-теплотехническими знаниями, сложно произвести самостоятельный расчет масштабов и мощности отопительной установки с водяным разветвлением. Но приблизительная оценка таких параметров вполне допустима. Из практики известно, что для обогрева площади в 10 м2 со стандартной высотой потолков понадобится примерно 1-1,2 кВт мощности.

Если рассматривать обычную дровяную печку, то она за 1 час может выделить около 6 тысяч кКал, достаточных для отопления дома средних размеров. Уровень комфорта при монтаже водяной системы повышается вдвое. Далее стоит разобраться с мощностью самого теплообменника. Теплосъем с 1 м2 приравнивается примерно к 5-10 кВт. Исходя из такого показателя и определяется потребная мощность.

Нет необходимости с головой уходить в сложные и непонятные формулы. Воспользовавшись услугами квалифицированных специалистов, можно подобрать оптимальный теплообменник для отопительного агрегата частного дома, который в полной мере будет соответствовать общим параметрам здания и обогревательной системы.

Обзор материалов

При выборе конструкции теплообменника для оснащения загородной печки необходимо определиться, из какого материала он должен быть изготовлен.

Чугунные радиаторы отличаются долговечностью

Наиболее распространенные варианты:

Радиаторы из чугуна отличаются высокой устойчивостью по отношению к коррозийным процессам, однако они чрезмерно хрупкие. Деформации, появляющиеся в процессе разогрева и остывания, являются причиной появления трещин и преждевременного износа всей конструкции. Более того, чугунные регистры складываются из отдельно вылитых деталей, скрепленных между собой резьбовыми элементами. Этот фактор ведет к снижению надежности всей отопительной установки.
Большой эффективностью отличаются медные змеевики, ведь они характеризуются лучшей теплопроводностью. При этом следует понимать, что медь начинает плавиться при температурных значениях свыше +1083°C, тогда как в топочной среде эти значения могут достигать 1200°C (нештатные ситуации, которые следует учитывать). По этой причине печь на дровах с водяным контуром не рекомендуется оснащать теплообменниками из меди. Немаловажный фактор заключается и в том, что во время остывания контура появляется конденсат с незначительной примесью химических соединений, вызывающих коррозию меди.
Самой доступной, универсальной и легкой в обработке считается сталь. Для отопительных систем теплообменники обычно изготавливаются из жаропрочного материала, толщина которого начинается от 3 мм. Обязательно в процессе производства задействуются бесшовные трубы

Важно поддерживать правильный отопительный режим, при котором сводится к минимуму выработка конденсата. Не рекомендуется сливать со стального теплоносителя воду, так как может развиться внутренняя коррозия.
Печной радиатор из нержавеющей жаропрочной стали — отличный вариант для загородной отопительной системы

Однако он отличается высокой стоимостью.

В этом видео вы узнаете, как выбрать водяной контур:

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

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.

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.

Zota

Это относительно молодая компания. Торговая марка была зарегистрирована всего 10 лет назад, но информация о производстве отопительных котлов была известна уже в 1999. Компания территориально находится в Красноярске, в самом центре Сибири, где температура воздуха зимой опускается до невероятных отметок, особенно на севере красноярского края. Это внушает доверие к данному производителю, ведь если их котлы пользуются спросом в суровой и холодной Сибири, то и в любом другом уголке страны они смогут эффективно справляться со своими обязанностями. Zota специализируется на производстве именно дровяных котлов, однако выпускает и некоторые сопутствующие товары.

	Zota Master 14	Zota M20	Zota M40	Zota M50
Максимальная тепловая мощность, кВт	14	20	40	50
КПД, %	80	80	80	80
Топливо	Дрова, уголь, природный газ	Дрова, уголь, дизель, природный газ, сжиженный газ	Дрова, уголь, дизель, природный газ, сжиженный газ	Дрова, уголь, дизель, природный газ, сжиженный газ
Температура теплоносителя, oС	95	95	95	95
Оценка

Cоветы владельцам твердотопливных котлов длительного горения

Чтобы оборудование служило долго и с максимальным КПД, его нужно правильно выбирать. Приведенные ниже рекомендации – для тех, кто только собирается купить систему.

Водонагревательный котел с двумя контурами по мощности на 1/4 превосходит одноконтурный аналог. Поэтому мощность первого должна быть не менее 15 кВт, тогда как для второго достаточно 12 кВт. Чем больше обогреваемая площадь, тем мощнее должно быть оборудование.

Для хорошего снабжения горячей водой вторая камера и теплообменник котла должны быть изготовлены из стали или меди. Чугунная топка отличается долгим сроком службы.

Двухконтурный твердотопливный котел с накопительным баком для горячей воды

• Двухконтурная система отопления способна выдавать в минуту около 8 литров воды. Если этого количества для бытовых нужд мало, рекомендуется приобрести котел с бойлером.
• Обслуживание агрегата довольно простое – нужно только чистить зольник и загружать время от времени топливо. Котлы длительного горения способны продержаться на одной закладке 5-7 дней.

1. Группа безопасности; 2. Термоаккумулирующий бак; 3. Термосмеситель; 4. Расширительный бак мембранного типа; 5. Клапан подпитки системы; 6. Циркуляционный насос системы отопления; 7. Радиаторы; 8. Смесительный трехходовой кран; 9. Обратный клапан; 10. Циркуляционный насос системы ГВС.

Рекомендации по обслуживанию и безопасности

Перед первым запуском владельцу нужно внимательно осмотреть трубы на предмет течи и сам котел – он не должен пропускать дым в помещение. То же касается и системы дымохода. Раз в год дымоход, трубопровод и радиаторы требуют чистки.

Для профилактического обслуживания необходимо слить из системы воду. Для этого в обратном контуре с помощью тройника крепят дополнительную трубу, на конце которой устанавливается заглушка.

Котлы длительного горения на твердом топливе в разных размерах

Меры безопасности:

1. Нельзя, чтобы во время работы котла дверца топочной камеры оставалась открытой.
2. Запрещено осуществлять розжиг топлива при помощи бензина.
3. Во избежание пожара нельзя укладывать на котел вещи для сушки.
4. Для загрузки топлива следует пользоваться специальными рукавицами.
5. Запрещено поручать загрузку топочной камеры детям.
6. Нельзя хранить топливо в непосредственной близости к котлу, между ними должен быть минимум метр расстояния.
7. Перегрев оборудования очень опасен, поэтому не следует перегружать топку.

Твердотопливный котел с блоком автоматического управления и бункером для пеллетных гранул

Твердотопливный котел с большим резервуаром

Современные вариации твердотопливных систем длительного горения с водяным контуром идеально справляются с функцией тепло- и водоснабжения в частном доме, а также на большом производстве, заменяя при этом газ.

https://www.youtube.com/embed/qZQNmocGHfU

 

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.

Совмещение котла с отопительной водяной системой

Система труб и радиаторов, подсоединенная к водяному контуру, позволяет равномерно распределить тепло по всей площади строения. В качестве простейшего вида теплообменника может выступать водяной резервуар, когда непосредственно снизу под ним расположен источник тепла. Но такой нагрев малоэффективен, так как нагрев жидкости будет осуществляться только снизу.

Твердотопливный котел позволяет устроить систему равномерного обогрева всего дома

Гораздо действеннее в плане передачи тепловой энергии будет так называемая «водяная рубашка». Более сложный вид водяного контура представляет собой двойные верх и стенки по всему контуру котла, внутри которых происходит циркуляция теплоносителя. За счет постоянного циркулирования вода не застаивается, а толщина в 3-5 см между стенками дает возможность жидкости прогреваться максимально быстро.

Еще один не менее эффективный тип водяного контура — сваренный из стальных толстых труб, изогнутых волнами по стенам и верху топочной камеры по типу «змеевика». Теплоноситель медленно движется по трубам, диаметр которых 5-6 см, обеспечивая отличную теплопередачу

К тому же данный тип контура имеет важное преимущество — улучшенную ремонтопригодность

Блок управления и контроля

Котлы оборудованы специальными системами для регулирования температуры воды в водяном контуре. Самая простая система строится на работе термостата — при достижении требуемой температуры прикрывается заслонка поддувала и таким образом уменьшается приток воздуха. Как только вода остынет, система сработает в обратном порядке.

Блоки управления

Более усовершенствованные системы контроля работают с включением точнейших температурных датчиков и принудительной электрифицированной воздухоподачи. При монтаже принудительной вентиляции осуществляется верхняя подача воздуха, за счет чего топливо сжигается практически полностью. Котельное оборудование данного типа нуждается в подключении к электросети, но при отсутствии электричества не в состоянии работать.

Оборудование циркуляционным насосом может спасти систему от ее полного размораживания. Оставленный в зимний период без присмотра котел, израсходовав все топливо, будет не в силах долго поддерживать температурный уровень воды в системе, в результате чего она со временем замерзнет. В такого рода критической ситуации система управления включит циркуляционный насос, что приведет к циркуляции теплоносителя — в небольшие морозы проточная вода не замерзнет.

Причины сбоев при эксплуатации системы

В процессе работы самодельного котла могут возникнуть определённые сложности. Это не обязательно связано с ошибками, допущенными при монтажных работах. Наиболее часто встречаются следующие неполадки:

1. Подтекает конденсат из агрегата. Причина в низком температурном режиме обратки. Для устранения потребуется проследить, чтобы температура не опускалась ниже 60 градусов.
2. Происходит перегрев котла. Причины для этого самые разнообразные:

• вырабатывание излишнего тепла — случается в случае, когда на небольшую площадь аппарат регенерирует дополнительную энергию, закипает вода, ненужное тепло выходит через защитный клапан;
• остановка циркуляционной помпы: при обесточивании насоса стопорится цикличность тепловой подачи. Вскипает система, сбрасывая лишнее тепло через клапан защиты.

Справка. Чтобы оградить аппарат с контуром отопления от перегрева, потребуется приобрести аккумулирующий резервуар и источник бесперебойного питания.

1. Через дверцы просачивается дым. Надлежит прочистить дымоход.
2. Из дымоходного отверстия вытекает вода. Придётся утеплить вытяжку.
3. Перерасход топлива. Некачественно утеплено помещение, низкий КПД горючих материалов.