Автор: Котлы на щепе для обогрева личного дома
Подъем тарифов на электрическую энергию и газ вынуждают собственников жилья в предместье и деревенской местности подумать о том, насколько может быть удобно теплоснабжение загородного дома дровами.
Теплотехники, разрабатывающие котлы на щепе для обогрева приватного дома, задействуют для создания хорошего оборудования опыт и знания, накопленные не только в строительстве печей, но также и в остальных областях науки (органической химии и физике твёрдых материалов).
В прошлые VEKA вопрос: чем отопить дом за городом? имел единственный ответ -дрова. Большие русские печи, небольшие печи – голландки, камины (очаги, которые напоминают о первобытном прошлом) – таким было теплоснабжение домов из дерева в местах богатыми лесами.
Конструкция классического твердотопливного котла
Первоначально распространенный чугунный корпус поэтапно уступил место корпусу, сваренному из стали высокого качества. Плюсом чугуна была высокая инерция тепла, позволявшая потихоньку отдавать тепло в пространство вокруг. Литые печи из чугуна были наиболее популярны в трех прошедших веках. Но у чугуна есть недостаток: при случайном быстром остужении (прохладная вода, угодившая на корпус) он потрескается. Сварить чугунный монолит довольно нелегко, понадобится особенное оборудование (при этом качество сварки не гарантировано).
Дровяные пиролизные котлы с гидроконтуром
Отсутствие технологий сварки конструкций из стали мешало прогрессу формирования теплотехники. Образование электрической сварки изменило ситуацию.Сегодняшние стальные агрегаты сделаны из сортов стали с большими теплопроводными параметрами. Сварка дает прекрасную возможность создавать криволинейные конфигурации стальных плоскостей и труб в середине котла.
Конструкция котла на щепе состоит из таких элементов:
- Топка;
- Колосник;
- Зольная камера;
- Водяной контур (теплообменный аппарат).
Топка (или же просто «топочная камера») занимает центральную часть котла. Объемный короб, сваренный из толстых стальных пластин (толщина металла не меньше 4 мм), плотно закрывается створкой из подобного же материала.
В днище камеры топки вмонтирован колосник. Это решётка из прутьев металла или толстая стальная пластина с прорезанными параллельными щелями. Ее назначение – пропускать падающие вниз отходы прогоревшего топлива. Воздушный приток через нижнее поддувало (отверстие с заслонкой), который проходит через щели колосника, поддерживает активное горение слоя снизу древесины.
Теплоснабжение домов из дерева
Часть находящаяся внизу корпуса, куда проникают отходы горения, зовется зольной камерой (или «зольником»). Широкая (но низкая) створка зольной камеры плотно закрывается, чтобы убрать нерегулируемый воздушный приток. Поддон для золы легко достается при очистке от «производственных отходов тепла». Над створкой зольника находится поддувало, через которое изменяется подача воздуха в топочную камеру.
Большое внимание производственники отдают качеству тепловой изоляции камеры сгорания. Чтобы уменьшить отдачу тепла за пределы корпуса, не направленную на нужное воздействие, в стенки ставятся пластины из материалов для утепления. Асбест, керамика, шамотная глина и теплоизоляционная плита качественно делают меньше потери тепла, что дает возможность уменьшить кол-во топлива. На внутреннюю дверь камеры сгорания также крепится асбестовая пластина.
Замки на створках топочной и зольной камер создаются с учетом потенциального износа. Замки с эффектом притягивания не разрешают створкам самопроизвольно открываться.
Сочетание котла с гидравлической системой отопления
Системное дровяное теплоснабжение дает возможность применять один дровяной котел с гидроконтуром для обогрева личного дома с несколькими помещениями, отделенными один от одного перекрытиями и стенами внутри. Сегодняшние котлы спроектированы именно чтобы нагреть воду. Идея сделать котел неотъемлемой частью водяной (или паровой) отопительные системы стала причиной созданию систем теплопередачи. Система теплопередачи воде от горящего топлива зовется «теплообменный аппарат» или водяной контур. Совмещенная с гидроконтуром система труб и радиаторов одинаково делит тепло горячей воды по всем помещениям.
Отопительная схема с котлом на дровах
Самый примитивный вид трубного змеевика – резервуар с водой, под которым находится тепловой источник. Водонагрев происходит только снизу, что не достаточно эффективно.
Намного сложнее вид гидроконтура зовется «водяная сорочка». Топочная камера котла имеет двойные стенки и верх, в середине которых течет вода — тепловой носитель. Топочная камера «одета в водяную сорочку». Результативность передачи тепла конструкции на 20-25% выше предыдущей. Толщина промежутка между стенками в 3-5 см позволяет воде быстро разогреваться, а систематическая циркуляция не дает возможность стоять снизу резервуара.
Водяной контур, сваренный из толстых труб из стали, идущие по стенкам и верху камеры, изогнутых волнами («змеевиков»), не меньше резельтутативен, чем «водяная сорочка». Толщина труб 5-6 см достаточна для медленного продвижения воды (в толстой трубе скорость воды уменьшается пропорционально отношению диаметров труб трубного змеевика с трубами подачи).
Помимо хорошей передачи тепла у подобного контура есть еще одно положительное качество: усовершенствованная возможность ремонта. При поломке сменить трубу намного легче, чем заварить отверстие в прохудившейся стенке или треснувший шов. И залить камеру сгорания из подобного трубного змеевика сложнее.
Системы контроля и управления
Отопительные твердотопливные котлы для личного дома оснащаются системами температурные регулировки воды в гидроконтуре. Довольно простой терморегулятор связан с рычажком, к которому прицеплена железная цепочка. Второй конец этой цепочки прицеплен к заслонке поддувала. При достижении комфортной температуры терморегулятор поворачивает рычажок и прикрывает заслонку. Воздушный приток уменьшается, и процесс горения подавляется до той поры, пока вода не остынет до температуры обратного срабатывания системы управления. Механическое управление подачей воздуха примитивно, но надежно.
Пульт управления
Довольно непростые системы контроля в себя включают электрифицированную принудительную подачу воздуха и более точные температурные датчики. Маломощный электровентилятор (до 35 Вт), встроенный в систему воздушных каналов может подать очень сильный воздушный поток не только снизу.
Подача воздуха сверху делает в пламени ненастоящий эффект «активного тления», что дает возможность сжигать горючее намного подробнее. Подобные котлы просят подсоединения к электрическим системам и если нет электроэнергии становятся беспомощнее собственных механических «собратьев». Но экономия топлива в границах 10-15% позволяет говорить, что подобные системы оправдуют установку механической вентиляции.
Котел считается не только самостоятельным агрегатом, но и частью отопительные системы личного дома. Благодаря этому мощность оборудования должна подходить объему и схеме циркуляции теплового носителя в системе. Если система выстроена с учетом циркуляции принудительного типа воды и быстрота нагрева помещений находится под контролем одновременно с процессом горения топлива в котле, результативность системы увеличивается. Бачок — термос поможет сберечь большую температуру воды при угасании котла.
Основание под оборудование должно быть исполнено из бетона, под зольной камерой на пол уложен металлический лист площадью не меньше 1 кв.м. Расстояние до стен помещения должно быть не меньше 30 см, тем более если они из дерева. Прекраснее всего сделать изолированное помещение в подвальном помещении или первом этаже дома (мини – котельную установку) с запасом дров.
Преимущества, и недостатки котлов
Относительно невысока цена (если сравнивать с котлами иных типов), большая надежность и высокий эксплуатационный срок выполняют котлы на щепе с гидроконтуром распространенными в регионах, где цена дров не большая. Но КПД котлов на щепе считается очень невысоким из различных типов котлов (70-80%) при самом большом расходе топлива.
Периодичность загрузки дров может меняться от 3 до 8 часов. Чем выше качество котла, эффектнее теплообмен в гидроконтуре, точнее контроль температуры воды, тем ниже будет стоимость изготовления каждого полученного киловатта тепла.
Котлы на щепе, выпускаются компаниями «SAS», «Sime», «Aton», «Wichlaczh», «Galmet», пользуются большой популярностью. Компании также выпускают отопительные дровяные пиролизные котлы с гидроконтуром, которые назвать можно другим этапом формирования оборудования для отопления.
