Защита твердотопливного котла от низкотемпературной коррозии
В режиме растопки котла при температуре теплоносителя менее 55-65 град. на поверхности теплообменника в котле из дымовых газов выпадает конденсат. Конденсат смешивается с продуктами сгорания топлива и постепенно забивает теплообменник, что снижает КПД котла. Кроме того, отложения содержат кислоту, которая ускоряет коррозию металла и значительно сокращает срок службы котла и дымохода.
Для защиты котла от низкотемпературной коррозии температуру воды в обратном трубопроводе, на входе в котел, при растопке необходимо как можно быстрее поднять выше 55-65 градусов и не снижать её в дальнейшем.
|
| Схема защиты котла от низкотемпературной коррозии. При растопке котла теплоноситель циркулирует только по котловому контуру КК |
Узел защиты котла от низкотемпературной коррозии, (поз.6 на схеме отопления) делит схему на два контура — на схеме защиты котла, КК — котловой контур и ОК — отопительный контур.
При растопке котла трехходовой клапан направляет циркуляцию теплоносителя по котловому контуру, мимо отопительных приборов. В результате теплоноситель и котел быстро прогреваются.
После повышения температуры теплоносителя в котловом контуре более 55-65 градусов, трехходовой клапан начинает постепенно подмешивать, добавлять воду из отопительного контура.
Таким образом, циркуляция теплоносителя в отопительном контуре начинается только после того, как котловой контур быстро прогреется. Температура воды в обратном трубопроводе на входе в котел, пока горит топливо в котле, всегда остается выше 55-65 градусов.
Преимущества и недостатки котлов на дровах
Если обобщить, дровяные котлы хороши следующим:
- Они абсолютно автономны, особенно энергонезависимые модели.
- Топливо по сравнению с природным газом стоит дешевле и является более безопасным.
- Для установки не требуется получать разрешение каких-либо служб, также не придется подводить лишних коммуникаций.
Теперь о недостатках:
- Дровяные котлы имеют значительный вес. Особенно отопители длительного горения, топка которых увеличенных размеров.
- Независимо от конструкции, требуется участие пользователя. Даже владельцу пеллетного котла придется заправлять бункер пеллетами каждые 5 — 7 суток.
- Выхлоп содержит много сажи, поэтому часто приходится чистить дымоход.
- Из-за большого количества кислотообразующих оксидов в выхлопе конденсат получается очень агрессивным, что негативно сказывается на сроке службы дымохода. В особенности это касается угольных котлов.
- Требуется место для хранения топлива.
- Из-за инерционности применяется сложная обвязка (рекомендуется даже для пеллетных котлов). Сложность состоит в устройстве смесительного узла, посредством которого в «обратку», если она слишком холодная, подается горячая среда из «подачи».
От чего зависит длительность горения дров?
Собственники частных домов, которые приняли решение установить отопительный твердотопливный котел на дровах, в первую очередь интересуются тремя характеристиками – ценой, тепловой мощностью и длительностью горения с одной загрузки. Данные характеристики связаны между собой, чем дольше продолжительность работы и выше мощность, тем дороже стоит агрегат.
Многие владельцы частных домов хотели бы установить котел на твердом топливе, который нет необходимости каждые 4-6 часов загружать топливом. Исходя из этого, многие производители и продавцы используют приставку «продолжительность горения» абсолютно ко всем теплоагрегатам, даже к пеллетным, которые могут самостоятельно работать до 7 суток.
Продолжительность процесса горения, как правило, основывается на использовании режима тления с ограниченной подачей кислорода. Но сжигание угля и дров таким образом является неэффективным потому что:
- КПД угольных и дровяных котлов 70-75% достигается только в момент максимального горения. При тлении эффективность падает до 40-50% (это КПД обычной буржуйки).
- Дрова при тлении выделяют достаточно мало тепловой энергии. А кому нужен агрегат продолжительного горения, который не обогревает дом должным образом?!
- Свежесрубленные деревья определенных пород (ива, тополь), а также низкокалорийное топливо не может быть сожжено должным образом в режиме тления.
Как правило, твердотопливные дровяной котел для отопления частных домов – это те приборы, у которых увеличенная топливная камера, именно ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях.
Принцип действия достаточно простой: чем больше в топку загружено дров – тем дольше они горят и выделяют тепло.
Дровяные котлы – выбор
Выбор дровяного котла необходимо начинать с расчета необходимой мощности – этот параметр указывается в паспорте на котел и измеряется в киловаттах. Одного киловатта мощности котла достаточно для обогрева десяти квадратных метров хорошо утепленного помещения. Например, в условиях средней полосы для обогрева дома площадью 100 квадратных метров необходим котел с мощностью 10 кВт. Для морозных дней и плохо утепленных помещений необходим запас мощности в 20-30%
При выборе стоит обращать внимание не только на номинальную мощность, но и на весь диапазон, в котором может работать котел – осенью и весной нецелесообразно топить котел на полную мощность. Если вы планируете использовать котел также для получения горячей воды, то вам понадобится внешний бойлер и дополнительный запас мощности котла в расчете на количество постоянно живущих в доме людей. Важную роль играет материал котла – сталь или чугун
Стальные котлы легче и имеют более простую конструкцию топки, которую легче чистить – достаточно удалить золу из зольника. Дымовой канал у стальных котлов длиннее, поэтому нагрев теплоносителя происходит эффективнее. У чугунных котлов дымовой канал более короткий, и большая площадь теплообмена достигается за счет ребристой поверхности, в которой оседают продукты горения, чистить чугунный котел придется с применением щеток, скребков и кочерги. При этом показатель теплоемкости самого котла у чугунных моделей выше
Важную роль играет материал котла – сталь или чугун. Стальные котлы легче и имеют более простую конструкцию топки, которую легче чистить – достаточно удалить золу из зольника. Дымовой канал у стальных котлов длиннее, поэтому нагрев теплоносителя происходит эффективнее. У чугунных котлов дымовой канал более короткий, и большая площадь теплообмена достигается за счет ребристой поверхности, в которой оседают продукты горения, чистить чугунный котел придется с применением щеток, скребков и кочерги. При этом показатель теплоемкости самого котла у чугунных моделей выше.
Отдельным видом можно выделить электро дровяные котлы, которые при помощи электричества еще больше повышают КПД. Современная автоматика следит за процессом горения и влияет на него при помощи задвижек, которые регулируют поток приходящего объема воздуха в топку, таким образом можно контролировать температуру в топке на заданном уровне!
Стальной дровяной котел Wirbel
Важный показатель – отношение объема загрузочной камеры к мощности котла. Выражаясь проще – сколько раз за сутки вам придется подходить к котлу для загрузки топлива. У стальных котлов этот показатель обычно выше – в среднем 1,5-2,5 л/кВт против 1,1-1,4 л/кВт у чугунных — следовательно, загрузка осуществляется реже.
Загрузка дров в котел
Обязательно убедитесь в наличии системы аварийного охлаждения и уточните принцип ее работы. Эта система может понадобиться в случае перегрева котла и закипания воды в теплообменнике. Более безопасными являются котлы с отдельным контуром аварийного охлаждения, если же аварийное охлаждение устроено за счет резкого слива воды из теплообменника с заменой ее на холодную воду, убедитесь, что котел стоек к тепловому удару.
Защита от ожогов – важный показатель, особенно если в котельную открыт доступ посторонним людям или детям. Полезной опцией являются теплоизолированные ручки топки, защитные кожухи и решетки, теплоизоляция наиболее греющихся плоскостей котла.
Тепловая защита котлов — обязательное условие безопасности
Подробная инструкция по монтажу
Твердотопливные агрегаты отличаются высокой инерционностью (исключение составляют пеллетные модели) и склонностью к образованию в топливнике конденсата. Длительная безаварийная работа оборудования возможна при условии качественно выполненного монтажа.
Мастера придерживаются следующей последовательности действий:
- Подготовка помещения (устройство вентиляции, освещения), площадки из негорючего материала.
- Инсталляция котла согласно проекту с выравниванием корпуса по вертикали, выдержкой соосности патрубка дымохода.
- Устройство теплоизолированной системы отвода продуктов сгорания высотой от 5 м при допустимом количестве поворотов менее 3.
- Подключение к отопительному контуру (обвязка).
- Пробный пуск.
Параллельная работа котлов на дровах и газе
Этот вариант теплоснабжения дома от двух котлов предусматривает их раздельное подключение к циркуляционной системе. На входе обратной линии каждого источника тепла должен быть установлен собственный циркуляционный насос. Для настенного газового котла этого делать не нужно, в нем насос уже установлен изготовителем. В случае прогорания твердого топлива температура теплоносителя снизится и газовый котел автоматически включится.
Важным конструктивным моментом является обвязка твердотопливного котла металлическими трубами и наличие аварийного сбросного устройства с одновременной подачи холодной воды в линию обратки.
1 схема (отрытая и закрытая системы)
Данный способ удобен тем что жидкости двух систем не смешиваются. Это позволяет использовать разные теплоносители.
Преимущества и недостатки
| Плюсы | Минусы |
| Возможность использовать разные теплоносители | Большое количество дополнительного оборудования |
| Безопасная эксплуатация, резервный бак сбросит лишнюю воду в случаи закипания | КПД ниже за счет лишней воды в системе |
| Возможность использования без дополнительной автоматики |
2 схема, две закрытые системы
Здесь используется закрытая система, что позволяет обойтись без тепло аккумулятора. Контроль производится термостатами и трехходовыми датчиками. Безопасность эксплуатации обеспечивает автоматика.
Здесь мы используем аккумулятор для излишком тепла. Тем самым мы увеличиваем эффективность системы и устраняем необходимость в термодатчиках и автоматике.
Подача тепла через 3х ходовой клапан
Конструкция разделителя или гидрострелки предусматривает раздельное подключение котлов и частичное смешение теплоносителя из обратной и подающей магистрали. При этом подача из более мощного котла должна подключаться к разделителю выше, чем от менее мощного. Обратные линии подключаются наоборот.
Каждый котел должен быть оснащен собственным циркуляционным насосом, а еще один насос потребуется для обеспечения циркуляции через приборы системы отопления. В верхней точке гидравлического разделителя должен быть установлен автоматический воздухоотводчик, а в нижней кран для аварийного слива воды.
Система с теплоаккумулятором, зачем он
Тепло, выработанное котлом на дровах, поступает в эту емкость. Из не, через змеевик, теплообменник или без них, в газовый котел. Автоматика второго понимает что вода имеет необходимую температуру и отключает газ. Так будет пока в теплоаккумуляторе достаточно температуры.
Аккумулятор тепла или это теплоизолированная емкость с встроенным змеевиком, предназначенная для накопления нагретого теплоносителя и подачи его в систему отопления. В этой схеме газовый котел, отопительные приборы и аккумулятор соединены трубопроводами в одну систему закрытого типа. Твердотопливный котел подключен к встроенному змеевику аккумулятора и таким образом нагревает теплоноситель в закрытой системе. Организация работы отопления в этой схеме происходит в следующем порядке:
- в твердотопливном котле горят дрова, и происходит нагрев теплоносителя от змеевика в емкости;
- твердое топливо прогорело, теплоноситель остыл;
- газовый котел включается автоматически;
- снова закладываются дрова, и разжигается твердотопливный котел;
- температура воды в аккумуляторе поднимается вы той, которая задана на газовом котле, который останавливается автоматически.
Эта схема требует наибольших затрат на приобретение материалов и оборудования, однако имеет целый ряд преимуществ:
- твердотопливный котел может работать в схеме открытого типа;
- самый высокий уровень безопасности;
- отсутствие необходимости постоянного пополнения топки дровами или углем;
- циркуляция теплоносителя по системе закрытого типа;
- возможность одновременной работы двух котлов одновременно и каждого в отдельности.
В числе дополнительных затрат необходимо учесть покупку бака аккумулятора со змеевиком, двух расширительных баков и дополнительного циркуляционного насоса.
Так же важно правильно рассчитать необходимый объем емкости
Самые надежные и экономичные дровяные котлы
Дрова сгорают довольно быстро. Чтобы продлить это процесс, как можно дольше, добиваются процесса тления топлива. Для этой цели выполнены особые топочные конструкции, которые позволяют на одной загрузке работать от 4-х часов.
Получились очень недорогие востребованные конструкции котлов: Эван WARMOS-TК-12,0 и Лемакс Форвард-12.5.
Основные характеристики Эван WARMOS-TК-12,0:
- Страна бренда — Россия.
- Производство — Россия.
- Теплопроизводительность на дровах – 9 кВт.
- Тип котла — энергонезависимый.
- Количество контуров — одноконтурный, отопление.
- Топка — открытая.
- Автоматика — по воздуху.
- Металл теплообменника — стальной.
- Время сгорания дров – 5 часов.
- Дымоход – 114 мм.
- Габариты – 620х440х930 мм.
- Вес – 250 кг.
- Гарантия – 1 года.
- Цена – 20.500 руб.
Основные характеристики Лемакс Форвард-12.5:
- Страна бренда — Россия.
- Производство — Россия.
- Теплопроизводительность на дровах – 12 кВт.
- Тип котла — энергонезависимый.
- Количество контуров — одноконтурный, отопление.
- Топка — открытая.
- Автоматика — регулировка уровня питание горелки воздухом.
- Металл теплообменника — стальной.
- Время сгорания дров – 4 часа.
- Дымоход – 140 мм.
- Габариты – 121х109х917 мм.
- Вес – 70 кг.
- Гарантия – 3 года.
- Цена – 16.500 руб.
Дровяные котлы – требования к установке
Эффективная и безопасная работа дровяного котла невозможна без правильной установки. Ккак установить котел своими руками, не нарушив правил безопасности?
Место установки
Любой дровяной котел при работе потребляет довольно большое количество воздуха, поэтому для котлов небольшой мощности, которые можно устанавливать в общих помещениях дома, выполняют приточно-вытяжную вентиляцию, а при мощности котла более 50 кВт обязательно обустройство отдельной котельной с полезным объемом помещения от 8 кубометров. Дровяные котлы устанавливают на твердое, ровное основание с несгораемым покрытием – бетон, кафель, керамогранит. Стены также должны быть облицованы негорючими материалами. Котельную оборудуют принудительной вентиляцией.
Котельная, отделанная негорючими материалами
Требования к дымоходу
Дымоход для дровяного котла выполняют из нержавеющей стали, керамики или толстостенной металлической трубы. Оптимальным выбором являются дымоходы из нержавейки типа «сэндвич». Они легко собираются из различных элементов – труб, скрепляемых хомутами, кровельных проходов, разгрузочных платформ. При изгибах такого дымохода используют отводы под определенным углом. Допускается выводить дымоход котла не через кровлю, а через стену здания. Высота прямой части дымохода для устойчивой тяги в котле должна быть не менее 6 метров для котла мощностью 16 кВт и не менее 10 метров для котла 32 кВт, при диаметре трубы 200 мм.
Сервис и обслуживание
Также необходимо уточнить условия сервиса и гарантийного обслуживания выбранной модели котла, близость сервисных центров и возможность вызова специалистов для установки и ремонта. Может случиться, что обслуживание более дешевой модели обойдется значительно дороже, чем у аналогов известных фирм, имеющих сервисные центры в крупных городах.
Видео — самостоятельная установка твердотопливных котлов
Дровяные котлы для отопления дома после установки присоединяются к системе водяного отопления. Для бесперебойной работы системы можно дополнительно установить в нее бак-нагреватель на электрических тэнах, в этом случае вам не придется подбрасывать дрова во время ночного отдыха или отлучки из дома.
В чем особенность подключения твердотопливного котла. Важные нюансы
На данный момент в быту используется довольно разнообразные схемы подключения котлов на твердом топливе к индивидуальной системе отопления
В каждом отдельном случае берется во внимание вид котла, каким топливом снабжается отопительный прибор и какова его мощность. Основные задач и требования, которые ставятся перед отопительными приборами – это обогрев помещений, работа системы ГВС, необходимый уровень комфорта и условия эксплуатации
Как подключить твердотопливный котел к системе, если уже на стадии разработки и планирования возникло желание наладить взаимодействие твердотопливного котла с электрическим прибором. Когда дело касается непосредственно установки агрегата и его подключения ко всем элементам всего отопительного комплекса, возникает масса вопросов.
Тем более что от того, насколько правильно подключено нагревательный прибор на твердом топливе зависит последующая работа всего отопления, рентабельность индивидуального отопления.
К примеру: вы используете отопительный прибор в рабочем режиме на температуре ниже допустимых переделов. Температура теплоносителя в обратном контуре ниже 55 0С (точка росы) приводит к образованию чрезмерного количества конденсата, который начинает вытекать с котла наружу. Во-первых, на стенках топки образуется в большом количестве сажа, которая оседает на теплообменнике и скапливается на стенках дымохода, уменьшая его сечение. Как результат, теряется драгоценные показатели КПД нагревательного прибора, возникают сложности с его обслуживанием. Во-вторых, котельное помещение приобретает неаккуратный вид.
* Установке котла предшествует работа, связанная с подключением нагревательного оборудования к системе трубопровода. Схема, несмотря на сложное и дорогостоящее оборудование должна быть простой и понятной. Для подключения изделия конфигурация отопления должна отвечать следующим минимальным требованиям:
- обязательно присутствуют большой и малый контур, по которым циркулирует вода;
- трубопровод должен иметь хорошую проходимость;
- монтаж трубопровода должен быть выполнен в соответствии с параметрами, указанными на спецификации.
Не последнее место в домашнем отоплении занимает вентиляция. Прибор должен быть подключен к системе вентиляции, устройство которой выполняется строго по с существующим нормам и стандартам. Правильно оборудованная вытяжка и вентиляция не только способствуют повышению эффективности работы котла, но и гарантируют безопасную эксплуатацию сложного агрегата в жилом доме.
Схема отопления с насосом
Контур с принудительной циркуляцией лишен недостатков гравитационной системы. Длина труб и их диаметр могут быть любыми, нужно только установить мощную помпу.
Инструменты и материалы
Дополнительно потребуются:
- индикатор фазы;
- кусачки;
- стриппер (приспособление для снятия оболочки с жил) или нож.
Из инструментов вам понадобится индикатор фазы.
Нужны такие материалы и изделия:
- медные провода с сечением, соответствующим потребляемому насосом току;
- клеммы типа WAGO или самоизолирующие зажимы;
- диэлектрическая клейкая лента;
- короб для кабеля.
Кроме труб, фитингов и радиаторов, для монтажа контура понадобятся:
- Мембранный расширительный бак. Из-за создаваемого помпой избыточного давления систему делают закрытой, поэтому вариант для гравитационного отопления не подойдет. Нужен красный мембранный бак – для технической воды. Синий для питьевой стоит дороже.
- Манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан. Вместе они называются группой безопасности.
- Трехходовой вентиль с термоголовкой.
- Фильтр.
Что делать с конденсатом
Чтобы избежать поступления в котловой бак теплоносителя с температурой ниже +50…+55°С, вызывающего образование кислоты на его стенках, вблизи отопителя монтируют смесительный узел.
«Подачу» и «обратку» соединяют перемычкой с 3-ходовым вентилем, управляемым сигналами от термодатчика. При остывании теплоносителя на впуске в агрегат ниже критической температуры клапан поменяет положение, и произойдет подмес горячего потока в холодный.
Инструкция
Систему отопления собирают по следующим правилам:
- Используют трубы ДУ25, при большой протяженности контура – ДУ32.
- Горизонтальные участки прокладывают с малым уклоном, необходимым только для дренирования трубопровода, – 2-3 мм/м.
- Разгонного коллектора не делают.
- Группу безопасности устанавливают со стороны подающего патрубка котла не далее 0,5 м от него. Между теплогенератором и приборами запрещено размещать запорную арматуру.
- Насос с фильтром и мембранный расширительный бак подсоединяют к «обратке», чтобы они работали в щадящих условиях при относительно низкой температуре.
- Помпу размещают между 3-ходовым вентилем и отопителем.
Схема отопления твердотопливным котлом с насосом.
Нужно предусмотреть возможность аварийного сброса избыточного тепла.
Для этого используют:
- ветку с радиаторами в неотапливаемых помещениях (например, в кладовой или на веранде);
- змеевик в котловом баке, подключаемый к водопроводу с одной стороны и канализации – с другой.
Процесс сборки
Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.
Устройство подачи воздуха
Отрезаем от толстостенной трубы диаметром 100 мм отрезок, длина которого будет равна высоте топки. К нижней части привариваем болт. Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра, как труба или большего. Просверливаем в круге отверстие, достаточное для прохождения болта, приваренного к трубе. Соединяем круг и воздуховодную трубу, закрутив гайку на болт.
В итоге мы получим трубу для подачи воздуха, нижняя часть которой может закрываться свободно двигающимся металлическим кругом. В процессе эксплуатации это позволит регулировать интенсивность горения дров и, следовательно, температуру в помещении.
С помощью болгарки и диска по металлу делаем в трубе вертикальные прорези толщиной приблизительно 10 мм. Через них воздух будет поступать в топочную камеру.
Корпус (топка)
Для корпуса потребуется цилиндр с герметичным дном диаметром 400 мм и длиной 1000 мм. Размеры могут быть иными, в зависимости от имеющегося свободного пространства, но достаточными для закладки дров. Можно использовать готовую бочку или приварить к стальному толстостенному цилиндру днище.
Иногда котлы для отопления изготавливают из баллонов из-под газа для более длительного срока службы.
Дымоход
В верхней части корпуса формируем отверстие для отвода газов. Его диаметр должен быть не менее 100 мм. К отверстию привариваем трубу, через которую будет осуществляться отвод отработавших газов.
Длина трубы выбирается в зависимости от конструктивных соображений.
Соединяем корпус и устройство подачи воздуха
В днище корпуса вырезаем отверстие диаметром равным диаметру воздухоподающей трубы. Вставляем трубу внутрь корпуса таким образом, чтобы поддувало выходило за пределы днища.
Теплорассеивающий диск
Из металлического листа толщиной 10 мм вырезаем круг, размер которого немного меньше диаметра корпуса. Привариваем к нему ручку, изготовленную из арматуры или стальной проволоки.
Это значительно упростит последующую эксплуатацию котла.
Конвекционный кожух
Из листовой стали изготавливаем цилиндр или отрезаем кусок трубы, диаметр которой на несколько сантиметров больше наружного диаметра топки (корпуса). Можно использовать трубу диаметром 500 мм. Соединяем вместе конвекционный кожух и топку.
Сделать это можно с помощью металлических перемычек, привариваемых к внутренней поверхности кожуха и наружной поверхности топки, если зазор получился достаточно большой. При меньшем зазоре можно приварить кожух к топке по всему периметру.
Крышка
Из стального листа вырезаем круг такого же диаметра как топка или чуть больше. Привариваем к ней ручки, используя электроды, проволоку или другие подручные средства.
Учитывая, что в процессе эксплуатации котла ручки могут сильно нагреваться, стоит предусмотреть специальную защиту из материала с низкой теплопроводностью.
Ножки
Для обеспечения длительного горения к дну привариваем ножки. Их высота должна быть достаточной, чтобы поднять дровяной котел минимум на 25 см над уровнем пола. Для этого можно использовать различный прокат (швеллер, уголок).
Поздравляем, вы изготовили дровяной котел своими руками. Можно приступать к обогреву дома. Для этого достаточно загрузить дрова и поджечь их, открыв крышку и теплорассеивающий диск.
