Котел своими руками – с чего начать?
Не всегда имеется возможность организовать газовое отопление в частном доме, а стоимость электрического отопления не позволяет его использовать. Кроме этого, нередко домовладельцы желают иметь дублирующую систему отопления для меньшей зависимости от поставок энергоносителей. В таких случаях домовладельцы обращаются к проверенному годами дедовскому способу отопления с использованием твердого топлива. При этом возникает вопрос, какое твердотопливное отопительное устройство даст возможность эффективно обогреть жилище.
Сравнительный анализ отопительных устройств: котел или печь
Основные определения
Печь
Отопительный агрегат, работа которого основана на сжигании твердого топлива, в результате чего происходит выделение тепловой энергии с последующей передачей его в атмосферу помещения, называется печью. Устройство современных печей позволяет достичь максимально возможной эффективности для устройств подобного рода. Их КПД может составлять до 90%, что в определенной степени зависит от умений истопника.
Принято считать, что мощность печи достаточна только для домов с небольшой площадью, не более 70 кв. м. Усовершенствованные их конструкции, относящиеся к системам Булерьян и Кузнецова, могут отопить большие площади, размер которых составляет более 150 кв.м. Несмотря на простоту конструкции Булерьяна, он обладает значительной мощностью и привлекательным внешним видом. Булерьян представляет собой буржуйку, имеющую определенные конструктивные особенности в виде наличия труб, вмонтированных в металлический корпус. За счет перемещения воздуха по этим трубам при помощи конвекции нагревается помещение.
Печь Кузнецова характеризует применение специфического механизма движения дымовых газов за счет собственной массы. В этом устройстве создается повышенное давление и присутствует турбулентность, что позволяет повысить передачу тепла его стенками. Это повышает КПД и снижает расход энергоносителя. Конструкция гармонично вписывается в интерьер помещения.
Котел
Основным отличием котлов от печей является способ передачи тепла. В этом случае происходит нагрев теплоносителя, который в свою очередь передает тепловую энергию отапливаемым помещениям. Таким образом, теплогенератор непосредственного участия в обогреве помещений не принимает. Котел, работающий на твердом топливе, имеет техническую возможность осуществлять отопление значительных площадей. В качестве теплоносителя, в большинстве случаев, используется вода, возможно применение антифриза или масла, что менее распространено. В домах с большим числом комнат и большой этажности использование котлов предпочтительнее. Иногда использование котлов является единственно возможным способом организации отопления частного домостроения.
Монтаж отопительных устройств
Печь
Кладка печи возможна в процессе возведения дома, но очень проблематично ее сооружение в уже готовом здании. Исключением являются металлические конструкции печей. Процесс их установки связан с необходимостью создания дымохода. Кладка традиционной кирпичной печи требует творческого подхода с отступлением от типовых проектов. Также возникает необходимость в адаптации конструкции устройства, выполняемой по системе Кузнецова. Планировка должна быть произведена таким образом, чтобы помещения имели сопряжение с печью. Также при сооружении печи необходимо предусмотреть фундамент и проход для дымохода.
Котел
Конструкция котлов не имеет особых требований к планировке дома, что подразумевает возможность их монтажа в доме, который уже введен в эксплуатацию. В случае, если твердотопливный котел используется как альтернатива газовому, то имеется возможность их подключения в одну общую систему. Для перехода с одного вида топлива на другое достаточно осуществить переключение подачи теплоносителя.
Установка котельного оборудования подразумевает организацию для него отдельного помещения. Котел должен быть оборудован дымоходом, а помещение — системой вентиляции.
Таким образом, организация печного отопления сопряжено с определенными сложностями, в число которых входит дефицит квалифицированных специалистов-печников.
Эксплуатация отопительных агрегатов
Любая конструкция устройства, работающего на твердом топливе, требует ухода в процессе эксплуатации и периодической загрузки энергоносителя. Подача топлива может быть реализована в автоматическом режиме при использовании пеллетных котлов, что в любом случае требует технического обслуживания.
Независимость от других источников энергии имеет свою цену, которая выражается в необходимости участия человека в процессе эксплуатации котельного оборудования. Закладка топлива должна осуществляться несколько раз в день, в зависимости от конструктивных особенностей отопительного прибора и отапливаемых площадей. Печи классической конструкции нуждаются в большем количестве топлива по сравнению с котлами. Кроме того, твердотопливные котлы имеют более продолжительный интервал между загрузками.
Такая работа этих устройств обеспечивается увеличенным размером топки и более полным сжиганием топлива с применением оригинальных технических решений. Снижение числа закладок с интервала 2-3 часов до 2-3 раз в сутки является приемлемым показателем.
Современное котельное оборудование имеет в своем составе автоматику, что значительно упрощает его эксплуатацию. При этом теряется элемент энергонезависимости, так как автоматическое управление работой котла требует наличия электроэнергии.
Котлы на твердом топливе имеют определенную специфику, касающуюся использования различных видов топлива. Нежелательно загружать в дровяной котел уголь и наоборот. Универсальные котлы имеют стоимость, по сравнению со специализированными устройствами, на 30-50% выше.
При отоплении дровами печи и котлы потребляют его примерно в равных количествах. Более экономична печь Кузнецова.
При сравнении котлов и печей, последние не являются явными лидерами по эксплуатационным характеристикам. Стоимость отопительных котлов, простота монтажа, возможность обогрева большей площади, а также более комфортный процесс обслуживания и значительная долговечность говорят в пользу использования их для отопления частных домов.
Классификация котлов по способу сжигания топлива
В зависимости от характера процессов, происходящих при горении топлива в котле, они могут быть:
- прямого горения;
- пиролизными;
- длительного горения;
- пеллетными.
Существуют также конструктивное решение с возможностью применения комбинации различных видов топлива.
Выбираем котел
Традиционный котел
Наиболее дешевый вариантом отопительного котла является устройство, топливом которого служат дрова или уголь. Самые простые из них энергонезависимы, так как не требуют электроэнергии для работы автоматики, что имеет существенное значение при естественной циркуляции теплоносителя. Загрузка устройства дровами происходит довольно часто, нормальная эксплуатация его требует очистки камеры сгорания и зольника. При сжигании угля интервал между загрузками его увеличивается по сравнению с дровами. Следует понимать, что для стабильной работы подобного теплогенератора требуется сооружение склада для хранения запаса теплоносителя.
Пиролизный котел
Стоимость пиролизного котла существенно выше, чем у классической конструкции. Это обусловлено наличием дополнительной камеры, необходимой для реализации процесса дожигания топлива при его тлении. КПД таких агрегатов может достигать 85%, а периодичность загрузки составляет около 8 часов. Такие показатели являются явными преимуществами пиролизных котлов.
При эксплуатации этих аппаратов важно, чтобы влажность дров не превышала 25%. В противном случае котел теряет все свои преимущества при более высокой стоимости оборудования.
Котел длительного горения
Характерной особенностью котлов, имеющих длительный период горения, является направление горения топлива. Оно может происходить как снизу вверх, так и в противоположном направлении. Горение может происходить на протяжении 12 часов при использовании дров, и до двух суток — на угле. Это обстоятельство значительно упрощает эксплуатацию устройства. Эффективность его достаточно высокая, КПД находится на уровне 75%.
Достичь столь продолжительного времени горения стало возможно за счет увеличения размера топки и организованной специальным образом подаче воздуха в ее пространство. Достоинство этого котла является одновременно его недостатком, так как нет возможности загружать топливо по ходу процесса горения до полного прогорания предыдущей закладки.
Пеллетные котлы
По стоимости эти отопительные устройства наиболее дорогостоящие. При этом уровень автоматизации максимален для подобных агрегатов. Обслуживание оборудования не требует постоянного контроля со стороны человека. Важно, чтобы в бункере было достаточное количество пеллет, тогда в течение периода от одних до шести суток горение будет осуществляться в автоматическом режиме. Преимуществом пеллетного котла является экономичность и высокий КПД, находящийся на уровне 80-85%.
Обвязка котла
Обвязка твердотопливного котла своими руками представляет собой комплекс оборудования и деталей, необходимых для создания системы отопления. Помимо котла в нее входят трубы, отопительные и контрольно-измерительные приборы, расширительный бачок и иные элементы.
Обвязка требуется для достижения следующих целей:
- обеспечение циркуляции теплоносителя и равномерного распределения тепла в помещениях;
- безопасность и бесперебойность функционирования;
- отсутствие воздуха в системе;
- создание условий для организации нескольких контуров.
Схемы циркуляции теплоносителя
Обвязка котла может быть выполнена с применением различных систем. Одна из них предусматривает применение гравитационного контура и применяется для организации отопления в небольших домах. Перемещение теплоносителя по трубам происходит естественным путем. В этом случае котел располагается в точке, которая находится ниже радиаторов. Для предупреждения гидроударов используется расширительный бачок. С целью стабилизации давления в системе может быть использован насос.
Другой вариант обвязки котла своими руками использует естественную циркуляцию жидкости в отопительной системе. Основным условием реализации этой схемы является подмешивание в обратной линии теплоноситель из контура, служащего для подачи. Это возможно при установке трехходового вентиля.
Теплообменный регистр
Теплообменник для котла своими руками — одна из основных его деталей, от него зависит мощность всей системы. Котлы, устанавливаемые в частных домах, могут быть оборудованы теплообменниками в виде водяной рубашки, выполняться трубчатыми, горизонтально или вертикально.
Дымоходы для котлов
Требования к дымоходу твердотопливного котла своими руками подчиняются общим требованиям. Его не следует выполнять с малым поперечным сечением, чтобы тяга находилась на достаточном уровне. Чрезмерно широкий дымоход приведет к возникновению риска проникновения холодного воздуха в топку и выстуживания системы.
