Высокоэффективное отопление домов дровяными котлами

22.10.2019 11,081 Просмотров

Подробный обзор

Общие сведения об электрических котлах

Теплосиловые агрегаты этой категории привлекают высоким КПД и неприхотливостью в эксплуатации, поэтому пользуются особой популярностью среди потребителей. Производители электрических котлов предлагают следующие виды оборудования:

  1. ТЭНовые электрокотлы. Работа отопительного устройства обеспечивается нагревательным элементом в теплообменнике. Прибор выделяется простотой монтажа и подключения, удобством эксплуатации.
  2. Электродные устройства. Теплоноситель прогревается в процессе прохождения электричества через воду с солями. Подача тока вызывает движение частиц воды, их энергия превращается в тепло. Электроды со временем растворяются в рабочей среде, поэтому требуется периодическая замена элементов.
  3. Индукционные котлы отопления. Теплообменник представляет собой диэлектрическую трубу с ферромагнитным стержнем.

При работе последнего устройства возникают вихревые токи, и образуется тепловая энергия.

Отличительные особенности

Главная особенность таких агрегатов — наличие водяного контура. Они могут быть одноконтурными и двухконтурными. Первые способны только отапливать помещение, а вторые — дополнительно подготавливать горячую воду для последующего использования.

Топливо подается вручную или автоматически, в зависимости от модели. Если это автоматика, то котел имеет резервуар для размещения сырья. Топливо может загружаться в систему в течение недели без посторонней помощи.

Такие модели имеют высокую цену, поэтому человек предпочитает выбирать котел с ручной кладкой.

Чтобы составить образ твердотопливного котла с водяным контуром, необходимо рассмотреть принцип его действия:

  1. Установка необходимой температуры в теплоносителе, подача топлива.
  2. Нагрев теплообменника в водяном контуре.
  3. Получаемая тепловая энергия аккумулирует со стенок водяной рубашки и происходит нагрев воды.
  4. Несмотря на вид циркуляции воды в системе (естественный или принудительный), дом наполняется теплом за короткий промежуток времени.

Преимущества и недостатки водяного отопления в бане

Было бы удивительно неправильным иметь в своем распоряжении в сауне полноценную печь на дровах, а для обогрева помещения устанавливать электрические калориферы, или использовать для бани котел с водяным контуром отопления, установленный рядом в доме.

Зачастую хозяева не решаются на переоборудование существующей печки-каменки на двухконтурную банную печь по самым банальным причинам:

  • В отличие от бака для кипятка на каменку, самая простая двухконтурная печь промышленного изготовления стоит достаточно дорого. На то, чтобы проложить систему труб и радиаторов водяного отопления, тоже потребуются расходы, поэтому кажется, что проще греть банное помещение электрокалориферами;
  • Нет желания затевать ремонт в парилке и переделывать уже построенную печную систему. При этом мало кто знает, что серьезная переделка может коснуться лишь небольшой части топки.

Можно, конечно, купить печь для сауны с водяным контуром известного бренда, но обойдется такая обновка достаточно дорого. Тот же Ермак или Гармония с встроенным водяным контуром обойдутся не менее чем в 600-700 долл. без монтажа.

К сведению! Дооборудование уже установленной в бане печки будет стоить втрое меньше, но собственных времени и сил на переоборудование старой каменки в модифицированную банную печь с водяным контуром уйдет намного больше.

В использовании для нужд бани печки с водогрейным контуром есть одно неоспоримое преимущество. Такой способ обогрева практически независим от наличия или отсутствия электроэнергии в банном помещении. То есть установка в печь водяного контура позволяет использовать баньку в качестве летней кухни, гостевого домика, или даже обеспечивать теплом мини-бассейн под навесом.

Преимущества и недостатки отопления частного дома с использованием газового котла

Вначале, перечислим несомненные преимущества газового отопления:

  • Доступная стоимость, как топлива, так и необходимого оборудования;
  • Высокая эффективность. В зависимости от марки котла от 80% до 90% газа будет использовано на нагрев теплоносителя. Некоторые бренды регламентируют энергоэффективность их продукции на уровне 96-98% КПД, это есть не что иное, как рекламный трюк и манипулирование цифрами;
  • Компактные размеры в сочетании с высокой мощностью оборудования;
  • Эксплуатация газового котла не требует особых знаний, частого технического обслуживания, или тщательного ухода. Большинство моделей автоматически поддерживают требуемую температуру теплоносителя или воздуха внутри помещений;
  • Газовый котел не требует систематической очистки и наполнения его топливом и выгрузки золы;
  • Использование двухконтурного котла позволит не только обогреть помещение, но и получить горячую воду.
Читайте также:  Выбор и монтаж теплого пола под линолеум на бетонное основание

Однако у газового отопления существуют определенные недостатки и технические ограничения:

  • Функционирование системы, особенно с высокими показателями автоматизации, достигается за счёт использования программируемого микроконтроллера, зависимого от источника электроэнергии;
  • Перебои в энергоснабжении, скачки напряжения могут привести к выходу из строя отопительного оборудования, плата управления гарантировано сгорит без надлежащей защиты;
  • Помещение, в котором расположен газовый котел, должно быть оборудовано естественной или принудительной вентиляцией, дымоходом, иметь размеры и месторасположение котла в соответствии с нормативами;
  • Установка газового оборудования требует соответствующих разрешений и может проводиться только специалистами, имеющими допуск для работ такого типа.

Кроме газового существует целый ряд других способов отопления, использующих «альтернативные» виды топлива:

  • Электричество. Несмотря на то, что это наиболее распространенный вид используемой в быту энергии, ее применение для отопления частных домов на несколько этажей является экономически невыгодным. Хотя современные технологии не стоят на месте, и некоторые типы электрических котлов отопления конкурируют с газовыми, при обогреве квартиры средней площади.
  • Твердое топливо. Цена угля и древесины в некоторых регионах России, в пересчете на стоимость килоджоулей выделяемой для обогрева энергии, сопоставима с газом. Однако следует учитывать необходимость обустройства отдельной котельной и склада для топлива. Кроме того, твердотопливные котлы периодически загружаются и очищаются от золы. Периодичность, в зависимости от типа, составляет от нескольких часов до нескольких дней.
  • Пеллетные котлы. Они более эффективны, чем обычные твердотопливные, имеют высокий уровень автоматизации, но их стоимость несопоставимо выше остальных устройств отопления, за исключением жидкотопливных;
  • Жидкое топливо. Дорогостоящие импортные дизельные котлы чувствительны к качеству топлива. Отечественное оборудование, относится к разряду универсального и может быть настроено на потребление пеллет, мазута, дизеля. Однако его уровень автоматизации, надежности систем безопасности и КПД оставляет желать лучшего.

Схемы со смесительным клапаном

В частных домах специалисты советуют отдавать предпочтение схеме отопления комбинированного типа, с использованием смесительного клапана, он бывает 2-х или 3-х ходовым.

С 3х-ходовым смесительным клапаном

В данной комбинированной схеме для радиатора жидкость нагревается до 80 градусов, а для тёплых полов требуется 40 градусов.

Главная задача — снизить температуру воды, которая поступает от радиаторов, до требуемого градуса для тёплых полов. Именно эту проблему и решает 3-х ходовая термостатическая головка.

Принцип работы системы — нагретая вода подаётся от источника тепла через это устройство в коллектор, где она разбавляется до нужного градуса охлаждённым теплоносителем из обратной трубы ТП. В таком состоянии жидкость и подаётся в контуры пола.

У этой комбинированной схемы есть недостаток — нет возможности произвести регулировку и ограничить поступление остывшей воды из обратки. В связи с этим, в магистраль будет поступать как чрезмерно охлаждённая вода, так и горячая, а это может привести к перегреву пола, или недостаточному ему обогреву.

Но данные температурные перепады могут пройти незаметно, так как они компенсируются бетонной стяжкой.

Схема с трёхходовым клапаном проста в монтаже, и имеет не высокую стоимость. Она особенно подходит для одноэтажного частного дома, или помещений с небольшой площадью.

Если используется трёхходовой клапан с байпасом, смешивание нагретого и охлаждённого теплоносителя производится внутри устройства.

Монтаж прост:

  • на подачу устанавливается тройник;
  • после, подсоединяется циркуляционный насос.

С 2х-ходовым смесительным клапаном

Двухходовой клапан — его термостатическая головка контролирует температурный уровень на входе в трубопровод пола.

Схему рекомендовано использовать в помещениях с большой площадью, но не более 200 м. кв. Наличие балансировочного крана даёт возможность регулировать степень смешивания жидкости для контуров тёплого пола. Он способен перекрывать или открывать поток горячей воды.

Циркуляционный процесс теплоносителя устроен так, что жидкость движется по кругу, а добавление нагретой воды происходит при падении температуры. Так как пропускная способность устройства небольшая, то регулировка осуществляется плавно, без скачков.

Монтируется он также на подаче, и требуется установка прибора для принудительной циркуляции жидкости.

Обвязка твердотопливного котла — схема с теплоаккумулятором и без него

Сегодня посмотрим, как делается обвязка твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором и без оного.

Вообще, мы уже с вами разбирали, как производится обвязка твердотопливного котла отопления. Схема с теплоаккумулятором отличается от указанной тем, что здесь наличествует собственно тепловой аккумулятор и трехходовой клапан подмеса.

Простая схема обвязки твердотопливного котла отопления

Как уже отмечалось выше, схема обвязки для твердотопливного котла максимально простая и содержит следующие элементы:

  1. Теплогенератор – твердотопливный котел.
  2. Группа безопасности на выходе ТТ котла.
  3. Подающий трубопровод – металлический участок (в случае ПП труб СО).
  4. Циркуляционный насос на обратке котла.

Из всего этого стоит пояснить лишь 4 основных момента:

  1. Группа безопасности ставится на выходе котла и не может быть отделена от котла никакой запорной арматурой.
  2. Металлический участок на выходе из котлы (примерно 2-3 метра) необходим для того, чтобы в случае использования полипропиленовых труб в системе отопления они не были повреждены при закипании ТТ котла.
  3. Циркуляционный насос в обязательном порядке должен быть подключен к ИБП и АКБ. В противном случае при отключении электричества ТТ котел легко перегреть и «вскипятить» систему.
  4. Иногда логично добавить в стандартную систему так называемую «буферную емкость». Это не ТА, это буфер между ТТ котлом и системой отопления.
Читайте также:  Дрова и электричество в одном котле – универсальное решение

Что касается буферной емкости, то про нее уже подробно писали и вроде все «разжевали» — смотрите соответствующие материалы в категории «Твердотопливные котлы».

Стоит только сказать, что при наличии буферной емкости появляется возможность использования ТТ котла совместно с теплыми жидкостными полами в доме.

Схема обвязки твердотопливного котла с тепловым аккумулятором

Фактически это та же обвязка твердотопливного котла отопления. Схема с теплоаккумулятором добавляет сюда сам тепловой аккумулятор и трехходовой клапан подмеса.

Если мы используем такую схему, то стоит также прояснить еще 3 момента в дополнение к тем, что были уже описаны для стандартной ТТ схемы:

  1. Основная функция трехходового узла подмеса – следить за температурой в системе отопления и добавлять в нее горячую воду из теплоаккумулятора.
  2. Чтобы нагревать объем воды в тепловом аккумуляторе, нужно использовать твердотопливный котел избыточной мощности.
  3. Объем теплового аккумулятора подбирается исходя из объема внутренних помещений дома и степени его утепленности.

Итак, если вы хотите нагревать теплоаккумулятор ТТ котлом примерно номинальной мощности, то вас ждет разочарование. Скажем для дома в 200 квадратных метров вы поставили ТТ котел на 20 киловатт и к нему теплоаккумулятор на 2,5 тонны, то есть объемом на 2 500 литров или 2,5 кубометра.

Мощности твердотопливного котла с такими характеристиками хватит, чтобы отапливать хорошо утепленный дом указанной площади. Но не хватит, чтобы одновременно отапливать дом и еще нагревать теплоноситель в теплоаккумуляторе.

Для этой цели вам понадобится ТТ котел с минимальной мощностью в 40 кВт. А еще лучше в 50-60 кВт. Таким котлом вы относительно быстро нагреете воду в ТА и далее уже температуру в системе будет поддерживать трехходовой узел подмеса.

Примечание. Вообще-то, нагреть ТА можно будет и ТТ котлом в 20 кВт. Но если котлом в 60 кВт вы нагреете такой объем за один подход, то 20-тикиловаттный котел вам придется «жарить» круглые сутки.

Еще по этой теме на нашем сайте:

Монтаж твердотопливного котла своими руками – правильное подключение и обвязкаВот мне тут сразу три оппонента в комментариях говорят, что установка твердотопливного котла своими руками не может быть сделана. Что.

Правильная обвязка настенного двухконтурного газового котла – устройство, схема, подключениеПравильная, грамотная, качественная организация отопления дома способствует равномерному распределению тепла по всей жилой площади. Обвязка газового настенного котла с двумя.

Предохранительные клапаны, воздухоотводчик и циркуляционный насос.

Предохранительные клапаны не используется при открытой системе отопления. Основным назначением клапана является защита котла от повреждений в случае резкого скачка давления в системе. Как правило о клапане забывают или устанавливают модель или группу безопасности с другими характеристиками. Во время реагирования клапана часть воды естественно будет сбрасываться из системы, это обеспечивает сброс давления и защиту.

Воздухоотводчик необходимо устанавливать сразу после монтажа котла, это необходимо во избежание «завоздушивания системы». Воздушник должен стоять строго вертикально вверх. Если воздушник начинает протекать, перед ним устанавливается отсечной клапан, для удобства замены на новый.

Циркуляционный насос будет исправно работать только при горизонтальном положении оси, и такое положение заметно продлит «жизнь» подшипникам. Механизм насоса следует защитить от грязи и мусора извне.

Как соединить два котла в одной котельной?

Двухкотловая схема очень широко применяется в последнее время, и интерес вызывает достаточно большой. Когда появляются два тепловых агрегата в одной котельной, сразу возникает вопрос, как согласовать их работу между собой. Попробуем ответить на вопрос подключения двух котлов в одну систему отопления.

Эта информация будет интересна тем, кто собирается построить свою котельную сам, кто хочет избежать ошибок и для тех, кто своими руками строить не собирается, но хочет донести свои потребности до тех людей, которые будут котельную собирать. Не секрет, что у каждого монтажника есть свои представления о том, как должна выглядеть котельная и часто они не совпадают с потребностями заказчика, а приоритетнее в данной ситуации желание заказчика.

Разберем примеры, почему в одном случае котельная работает в автоматическом режиме (котлы между собой согласовываются без участия потребителя), а в другом требуется, чтоб ее включили.

Целесообразность применения автоматического и ручного переключения между двумя котлами

Рассмотрим следующие пять вариантов с различными агрегатами в связке с электрическим котлом, который стоит в резерве и обязан включиться в нужный момент:

  • Газ + Электро
  • Дрова + Электро
  • Сжижений газ + Электро
  • Соляровый + Электро
  • Пеллетный (гранульный) + Электро
Читайте также:  Как сделать отопление в теплице: от дедовских методов до инноваций

Монтаж дровяного котла

Дровяной котёл отопления очень экономичен. Энергозатраты при использовании такого устройства сводятся к нулю. Так же монтаж этого агрегата гораздо проще, чем его собрата газового. Начинаем с дымохода — делаем отверстие в крыше и проводим трубу, на которую одеваем заглушку. Внизу этой трубы будет размещён отводчик конденсата. Рядом размещён патрубок, через который проводится чистка дымохода. К котлу дымоход крепится хомутами. Теперь своими руками устанавливаем сам дровяной агрегат. Для более прочной установки прикручиваем ножки устройства саморезами к полу. Предварительно под дровяной тепловой прибор подкладывается асбестовая изоляция. С помощью балансировочных кранов будет регулироваться подача тепла в радиаторы.

Дровяной котёл отопления

Монтаж дровяного котла
Монтаж дровяного котла
Монтаж дровяного котла

Схемы обвязки газовых котлов

Если обвязка газового котла производится классическим способом, теплоноситель движется вверх по подающему трубопроводу. Дальше вода направляется в стояки, в которых имеются специальные приборы, не позволяющие их размыкать.

Когда обвязка двухконтурного газового котла выполняется владельцем дома самостоятельно, нужно подготовить следующие инструменты и комплектующие изделия для проведения работы:

  • насос для циркуляции;
  • термоголовка или распределительный клапан;
  • расширительный бак;
  • сливные и шаровые краны;
  • проходной фильтр;
  • балансировочный кран;
  • обратный и воздушный клапаны;
  • уголки и тройник.

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.

Основы проектирования

Для того чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и удобный в эксплуатации – твердотопливный котёл, необходимо понимать физику процесса его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип действия отопительного котла на твёрдом топливе:

топливо загружается в камеру сгорания;нагретые в процессе сгорания топлива воздух и другие газы поднимаются вверх и отводятся через дымоход;по пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в с вою очередь нагревает тепловой агент (в большинстве бытовых систем отопления – воду);нагретый тепловой агент вытесняет холодный, проходя всю систему отопления и возвращаясь после остывания назад в теплообменник.

Всё дело в свойстве любой нагреваемой среды подниматься выше холодной — это один из основополагающих законов термодинамики.

Принцип работы водяной отопительной системы

Для реализации этого принципа помимо корпуса, выполненного из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали, в конструкцию твердотопливного котла включаются следующие элементы:

Камера сгорания

Её объем определяется сложной формулой, которую, впрочем, довольно легко отыскать в интернете, равно как и готовое решение – объем камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальной площади отопления.

Расположение топки твердотопливного котла

На практике размеры топки зависят не только от параметров котла и свойств топлива, а также особенностей самой отопительной системы – схематической, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребностей в горячем водоснабжении и пр.

Камера отвода горячих газов

Этот узел является продолжением камеры сгорания и выполняет функцию выходного коллектора для вывода продуктов горения.

Система отвода нагретых газов

Внутренняя система подачи и отвода теплоносителя

Речь идёт о теплообменнике (теплообменном регистре), а также его основных патрубках – входном и выходном, который служит для приёма остывшего теплового агента, его нагрева и отвода в систему отопления.

Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла