Опалення приватного будинку на твердому паливі: котли і печі своїми руками

1. Основні параметри котлів і печей на твердому паливі
2. Схеми твердопаливного опалення
3. Котли прямого горіння
4. Піролізні твердопаливні котли
5. Котел на твердому паливі тривалого горіння
6. Самостійне виготовлення котла

Процес проектування та монтажу опалення на твердому паливі відрізняється від аналогічних особливими вимогами. Враховуються не тільки характеристики котла або печі, а й правила безпеки і ефективність роботи всієї системи. Знання цих нюансів допоможуть самому зробити опалення приватного будинку на твердому паливі: котли, печі та димохідну систему.

Основні параметри котлів і печей на твердому паливі

Твердопаливне теплопостачання характеризується відносно невеликими початковими витратами. На ринку представлені доступні за вартістю домашні котли опалення на твердому паливі. Однак процес установки обладнання і всієї системи в цілому повинен виконуватися за певними правилами.

Твердопаливний котел в системі опалення

Практично всі печі та котли на твердому паливі для водяного опалення мають однакові характеристики. Їх знання і вміння правильно використовувати інформацію допоможуть правильно підібрати обладнання для теплопостачання будинку. При виборі слід звертати увагу не тільки на технічні аспекти, а й на якість виготовлення. Котли опалення для будинку на твердому паливі повинні виготовлятися зі спеціальних сортів сталі. Товщина корпусу складає мінімум 2 мм. Для топкової камери застосовують жароміцних сталь товщиною від 3 мм і більше.

Перевагою буде гарантія від заводу-виробника і продавця опалювального обладнання. Також потрібно звертати увагу на наявність мережі сервісних центрів з обслуговування та ремонту. Для того щоб відгуки про котлах опалення на твердому паливі носили тільки позитивний характер при виборі обладнання слід вивчити такі параметри:

• Номінальна потужність. Вона визначається шляхом попередніх розрахунків теплопостачання. Для формування невеликого запасу опалення приватного будинку твердим паливом повинно мати потужність на 15-20% більше розрахункової;
• Матеріал виготовлення теплообмінника. Найбільш надійними є чавунні котли опалення на твердому паливі. Їх недолік - великий показник інертності і можливі руйнування при сильному механічному впливі. Альтернативою є легші і дешевші моделі зі сталевим теплообмінником;
• Тип котла. Крім класичного обладнання прямого згоряння можна вибрати піролізні або котли тривалого горіння.

Нерідко роблять котли опалення на твердому паливі своїми руками. Але для виконання цієї роботи потрібно правильно підібрати схему виготовлення і матеріали. Перевагою подібних конструкцій є можливість адаптації по вищевикладеним параметрам до конкретної системи опалення.

Всі печі для повітряного опалення на твердому паливі розраховані на використання вугілля, дров, паливних брикетів або торфу. Винятки становлять пелетні котли, що відрізняються конструкцією і призначені тільки для пелет.

Схеми твердопаливного опалення

Монтажу опалювального обладнання передує вибір схеми. Від неї залежить комплектація теплопостачання, параметри роботи системи, а також тип теплоносія. У деяких випадках доцільна схема парового опалення на твердому паливі. Але найчастіше вибирають водяне теплопостачання будинку.

Схема водяного опалення будинку

Вибір визначається характеристиками будинку - його площею, тепловими втратами і необхідним температурним режимом роботи опалення. Для рівномірного теплового розподілу рекомендована схема установки котла опалення на твердому паливі в водяний контур. Якщо ж площа будинку невелика - можна застосовувати повітряне теплопостачання. У рідкісних випадках застосовуються парові саморобні котли опалення на твердому паливі.

На першому етапі вибору схеми установки котла опалення на твердому паливі складно визначитися з типом теплопостачання. В даний час найбільш поширеними видами є наступні:

• Водяне з природною циркуляцією. Стосується для невеликих приватних будинків і дач. Це обумовлено максимально можливої ​​протяжністю магістралі до 30 м. Навіть при потужному котлі опалення для будинку на твердому паливі показник циркуляції води буде невеликим;
• Водяне з примусовою циркуляцією. Для цього типу теплопостачання можна продумати виготовлення котла опалення на твердому паливі з вбудованим насосом. Завдяки такій конструкції площа обігріву значно збільшується;
• Повітряне. Може бути реалізовано за допомогою спеціальних котлів опалення на твердому паливі своїми руками, у яких в конструкції передбачені канали для циркуляції теплого повітря. Альтернативою є установка повітряного теплообмінника і системи каналів для розподілу нагрітого повітря по кімнатах будинку;
• Парове. В автономному опаленні застосовується вкрай рідко через дорожнечу обладнання і необхідності постійного контролю за станом теплоносія. Більшість схем парового опалення на твердому паливі призначені для теплопостачання великих будівель.

Оптимальним варіантом для установки домашнього котла опалення на твердому паливі є водяне теплопостачання з примусовою циркуляцією. Воно володіє хорошими експлуатаційними якостями, недорого в обслуговуванні. Також можна відзначити велику кількість схем, згідно з якими можна самостійно виконати розрахунок котла опалення на твердому паливі.

У будь-якої опалювальної системи незалежно від обраної схеми обов'язково повинні бути присутніми елементи безпеки. Для котлів на твердому паливі для водяного опалення це воздухотводчікі, спускні та зворотні клапани.

Котли прямого горіння

Найпростіший пристрій котла опалення на твердому паливі мають класичні моделі. Вони складаються з камери згоряння, зольника, теплообмінника і димоходного патрубка. Передача теплової енергії воді відбувається за рахунок згорання палива в топці.

Конструкція котла прямого горіння

Перевагою подібних моделей є надійність і простота конструкції. Для самостійного виготовлення котла опалення на твердому паливі цього типу знадобляться мінімум інструментів і матеріалів.

Але поряд з позитивними якостями ці котли мають ряд недоліків. Основний з них - велика витрата палива. У відгуках про котлах опалення на твердому паливі прямого горіння вказують на необхідність постійного додавання дров або вугілля. Якщо цього не робити - температура води в трубах буде неминуче знижуватися.

Також слід зазначити такі особливості опалення приватного будинку твердим паливом за допомогою котлів цього типу:

• Великий показник інерційності. Час нагріву води в трубах до необхідної температури може скласти від 10 до 30 хв залежно від виду системи і її характеристик;
• Проблеми з регулюванням потужності. Як і в печах для повітряного опалення на твердому паливі це можна здійснити тільки обмеживши приплив повітря через зольник. Тому при проектуванні системи теплопостачання потрібно передбачити монтаж пристроїв безпеки;
• Низький показник ККД. Зазвичай він становить близько 60-65%. Це пов'язано з тим, що деяка частина теплової енергії йде разом з чадним газом через димохід;
• Комплектація. До складу сталевих і чавунних котлів опалення на твердому паливі не входить циркуляційний насос, група безпеки.

Також варто відзначити відсутність другого контуру для гарячого водопостачання. В якості альтернативи можна розглядати можливість підключення бака прямого або непрямого нагріву, якщо таке передбачено конструкцією. У такому випадку при розрахунку котла опалення на твердому паливі слід враховувати монтаж додаткового обладнання.

У більшості випадків в пристрої котла опалення на твердому паливі передбачено час роботи на одній партії дров або вугілля від 4 до 6 годин. Чим більше інтенсивність горіння - тим менше час для одного циклу.

Піролізні твердопаливні котли

Для оптимізації витрат палива і підвищення ККД були розроблені піролізні домашні котли опалення на твердому паливі. Незважаючи на схожість процесів, що протікають всередині конструкції, їх принцип роботи відрізняється від описаних моделей прямого горіння.

Конструкція піролізного котла

Подібні котли на твердому паливі для водяного теплопостачання також називаються газогенераторними. Їх принцип роботи заснований не на прямому згорянні дров, а на формуванні летючої суміші. При відносно невеликому температурному впливі на дрова і з мінімальним припливом кисню відбувається процес їх тління. В результаті цього утворюється так званий деревний газ. Піднімаючись по спеціальних каналах, він потрапляє в камеру згоряння, де змішуючись з потоком повітря запалюється.

Перевагою експлуатації газогенераторних котлів теплопостачання для будинку на твердому паливі є економну витрату пального. В середньому однієї партії дров вистачає на 12-18 годин роботи. Крім цього піролізні чавунні котли теплопостачання на твердому паливі характеризуються такими якостями:

• Підключення до електромережі. Для ефективної роботи котел повинен бути обладнаний вентилятором або турбіною (зустрічається рідко);
• Якість палива. Перед завантаженням дрова повинні пройти етап просушки. Оптимальна вологість для опалення приватного котеджу твердим паливом повинна становити 8-10%;
• Мінімальний обсяг чадних газів. Їх велика частина згорає у вторинній камері. Завдяки цьому при розрахунку опалювального котла на твердому паливі можна передбачити димар меншого діаметру. Але він повинен бути утеплений, так як велика ймовірність утворення конденсату на його поверхні;
• Види палива. Пристрій піролізного котла опалення на твердому паливі зроблено таким чином, що можна використовувати поліна, тирса і деревні відходи. Важливо, щоб вони мали необхідний рівень вологості і не містили сторонніх домішок.

Для регулювання потужності котли опалення на твердому паливі, зробленого своїми руками, можна підключити вентилятор до блоку управління. Він буде регулювати потужність роботи пристрою в залежності від температури в приміщенні і на вулиці. Таким чином можна зменшити витрату палива і оптимізувати роботу опалення.

Поліпшити характеристики газогенераторного саморобного котла теплопостачання на твердому паливі можна за допомогою облицювання його зовнішньої поверхні. Це знизить теплові втрати конструкції.

Котел на твердому паливі тривалого горіння

Однією з альтернатив піролізні котли опалення є моделі тривалого горіння. Це відносно нова опалювальна конструкція, яка характеризується низькою витратою палива і тривалим періодом його згоряння.

Котел тривалого горіння

Класична схема установки котла теплопостачання на твердому паливі передбачає значне нагрівання води в теплообміннику. В даний час велику популярність набирають низькотемпературні системи. Саме для таких схем буде оптимальний котел тривалого горіння. Він відрізняється від класичних моделей відсутністю зольника і способом подачі повітря для підтримки процесу згоряння палива. У відгуках про котлах тривалого горіння опалення на твердому паливі вказується на їх високу ефективність і надійність роботи.

Конструктивно він складається з великої камери згоряння, що займає близько 90% від загального обсягу котла. Подача повітря здійснюється через верхній патрубок, який опускається під дією сили тяжіння в міру згоряння палива. Фактично відбувається процес тління, через що температура теплоносія не перевищує + 70 ° С.

Споживачеві буде корисно знати такі властивості котла тривалого горіння:

• Наявність автоматичного регулятора тяги. Це механічний пристрій, що має в своїй конструкції термоелемент. При його нагріванні відбувається зменшення припливу повітря. Зворотний процес провокує зменшення температури впливу на термоелемент;
• Не потрібно підключення до електромережі;
• Очищення від золи здійснюється 1 раз в 3-4 дня роботи. Однак при великій кількості продуктів згоряння відбувається різке погіршення роботи котла;
• Горіння відбувається тільки вгорі. Завдяки цьому спостерігається істотне зниження витрати палива.

Одним з недоліків котлів тривалого горіння є їх висока вартість. Однак при правильному проектуванні системи опалення компенсація первинних витрат станеться після 4-5 опалювальних сезонів. Також необхідно забезпечити захист конструкції від вологи.

Необхідний контроль швидкості циркуляції теплоносія. Його інтенсивне охолодження може спровокувати випадання вологи на поверхні теплообмінника.

Самостійне виготовлення котла

Найчастіше виготовлення котла теплопостачання на твердому паливі необхідно для опалення невеликих площ - підсобних приміщень, складів і гаражів. Тому подібних конструкцій пред'являються менш жорсткі вимоги, ніж заводським моделями.

Саморобний котел з бочки

Для виготовлення твердопаливного котла можна використовувати різні сталеві ємності. Важливо, щоб товщина стінок у них становила не менше 1,5 мм. У конструкції облаштовують камеру згоряння, зольник, монтують димохідну трубу. Потім в ній вирізують отвори для установки дверцята для топки і зольника.

Для виготовлення саморобного твердопаливного котла найчастіше використовують такі ємності:

• Газові балони ємність 50 л. Це оптимальний варіант для конструкції з невеликою ємністю;
• Сталеві бочки. Важливо, щоб вони були герметичними і мали необхідну товщину стінок.

Основним недоліком саморобних моделей є недовгий термін служби. Для виготовлення більш складних котлів будуть потрібні великі фінансові вкладення. Тому вигідніше придбай заводську модель економ класу за прийнятною ціною.

У відеоматеріалі наводиться детальна інструкція по виготовленню піролізного твердопаливного котла: