На відміну від природного газу, дизельного палива або електроенергії - дрова є загальнодоступним ресурсом. У регіонах, що володіють значними лісовими ресурсами вартість, по якій можна купити дрова, обумовлюється часом лише складністю їх доставки до споживача, а ціна кіловата теплової енергії, що отримується в процесі спалювання дров, значно менша за вартість такого ж кіловата, отриманого від спалювання газу, мазуту, дизельного палива, або за допомогою електричного нагрівання. І такий стан справ характерний практично для всієї території нашої країни.
У цих умовах застосування дров'яних котлів для опалення стає не тільки можливим, але і вигідним з точки зору зниження витрат. Одним з видів дров'яних котлів, є котли тривалого горіння з водяним контуром. Використання таких котлів дозволяє максимально ефективно розподіляти тепло по будинку за допомогою системи водяного опалення.
Історія металевих опалювальних котлів і печей
Литі чавунні дров'яні грубки, каміни і котли на дровах для нагріву води використовуються людиною вже кілька сотень років. Але особливості чавуну, як матеріалу, не дозволяли формувати на базі таких котлів ефективні системи водяного нагріву. Чавунним виробам досить важко надати складну форму, а сам матеріал настільки чуйний до швидкого перепаду температур, що може раптово тріскатися, роблячи експлуатацію опалювальних котлів з чавуну складною і небезпечною.
Сучасний стан
З розвитком технологій зварювання стали, стало можливим виробництво дров'яних котлів і камінів з тугоплавких сортів стали зі складною внутрішньою структурою. Ця можливість дозволяє нам сьогодні купити і своїми руками встановити у себе вдома котли складних форм, з ефективними внутрішніми водяними контурами, або системою труб - теплообмінників. ККД у таких котлових систем значно виріс, термін служби збільшився, а невибагливість і надійність в експлуатації стали на порядок краще.
При цьому і сучасні дров'яні опалювальні каміни, котли і печі зі сталі, які можна купити на ринку, не мають складних електронних систем контролю горіння і забезпечення роботи обладнання. Якщо, в якихось моделях електронні системи контролю та присутні, то в мінімально необхідному, для забезпечення безпечної експлуатації, кількості. Звичайно, це момент позитивно позначається на ціні таких котлів опалення.
На базі забезпеченого водяним контуром котла на дровах, своїми руками можна зробити досить якісну систему опалення заміського будинку.
конструкція котла
-
Отже, будь-який котел який ви можете купити складається з:
Камера згоряння - це серце дров'яного котла, або каміна. У ній відбувається згорання деревини і виділення тепла. Летючі продукти згоряння потрапляють з топкової камери в димохід, що виводить їх назовні. Надходження свіжого повітря в топку здійснюється через нижню піддавали (зольник), або через регульовані жалюзі в топкової дверцятах. Також топкова камера забезпечена дверцятами для завантаження палива. Вона може бути виконана як з матеріалів корпусу котла, так і зі скла, як, наприклад, біля каміна.
У нижній частині камери згоряння розташований колосник. Через нього залишилися від згоряння деревини вугілля і зола потрапляють в камеру для збору твердих продуктів згоряння.
У зольной камері передбачена дверцята, яка використовується для очищення її від незгорілих залишків і для регулювання інтенсивності горіння шляхом посилення або зменшення припливу свіжого повітря в нижню частину камери згоряння. Ви можете робити це і своїми руками і за допомогою спеціального механічного термостата, що регулює приплив свіжого повітря в камеру згоряння в залежності від досягнення заданої температури рідини у водяному контурі.
Теплообмінником може служити водяний контур, який є як би другим корпусом камери згоряння. У такому варіанті нагрівається котлом рідина циркулює навколо топки, ізолюючи її від зовнішнього корпусу опалювального котла на дровах. Такий теплообмінник досить ефективний з точки зору швидкості прогрівання рідини і зменшення нецільових втрат тепла, але при його пошкодженні по будь-якої причини, ремонт цього контуру може бути вельми скрутний.
Також в якості теплообмінника може бути використана система труб, що проходять у внутрішньому просторі котла в місцях найбільш ефективної віддачі тепла топкової камерою. Така система є більш зручною в ремонті, ніж система суцільний водяний сорочки, тому що кожну трубу, або всю систему труб, можна легко витягти і замінити на справну.
Внутрішній простір котла
Камера згоряння, система теплообмінників, ізолюється від зовнішнього корпусу негорючими матеріалами з низьким коефіцієнтом теплопровідності. Це може бути азбест, мінеральна вата, шамотна глина, керамічний наповнювач і т.п. матеріали.
Така теплоізоляція переслідує дві мети:
- по-перше, за рахунок зменшення тепловіддачі корпусу котла в навколишній простір, значно збільшується ККД самого котла, в плані ефективності нагріву робочої рідини;
- по-друге, підвищується безпека експлуатації самого котла, при установці його в приміщенні з схильними займання матеріалами конструкцій будівлі будинку.
Опалення сучасного будинку котлом
І своїми руками і за допомогою підрядника сьогодні кожен домовласник має можливість купити і організувати систему опалення заміського будинку на базі дров'яного котла. При цьому котел, або камін, з водяним контуром. розташований в одному з приміщень будинку, або навіть в окремо розташованому будові бойлерної, буде ефективно опалювати ізольовані один від одного стінами і перекриттями приміщення будинку. Котел, сконструйований саме для нагріву води, здатний протягом багатьох опалювальних сезонів надійно справлятися із завданнями опалення.
При цьому система може бути організована як з примусовим перекачуванням теплоносія, так і з його природною, що не залежить від зовнішнього джерела живлення, циркуляцією.
Одним з варіантів водяних котлів для опалення будинку, є котли т.зв. тривалого горіння.
Це можуть бути пелетні котли, що використовують в якості палива не звичайні дрова, а спеціально приготовлені дров'яні пелети, є продукцією сублімації відходів виробництв, що використовують в своєму циклі деревину.
Крім цього, котли тривалого горіння створюються і для звичайних дров. В цьому випадку складна система внутрішніх димоходів ускладнює і пригнічує стрімкий процес горіння, збільшуючи інтервали між завантаженнями чергової партії дров в топку і дозволяючи збільшити ККД котла за рахунок більш раціонального використання енергії, що виділяється при згорянні дров.
Правильно організований димохід дуже важливий і для ефективності роботи самого котла. Якщо закінчення труби димоходу буде розташовано занадто низько, в топці котла може формуватися недостатня тяга, і процес горіння буде відрізнятися від того, який конструктивно закладався виробником котла. Закінчення труби димоходу має бути розташований над 50 сантиметрів треба рівнем коника даху. В цьому випадку при будь-яких погодних умовах буде забезпечена правильна тяга в димоході.
У нижній частині димоходу обов'язково потрібно передбачити і зробити збірку для конденсату, який утворюється всередині труб димоходу при їх охолодженні. Якщо цього не зробити надмірна волога буде потрапляти всередину котла і викликати його корозію, що, звичайно, знизить термін його служби.
Загалом, нічого складного, або особливого в системі опалення будинку на базі водяного котла немає. Її можна легко спроектувати і зібрати своїми руками. У цьому випадку котел можливо без істотних витрат (так ціна установки невелика), врізати в уже існуючу опалювальну систему, використовуючи його як запасний, або, навіть, як головне джерело отримання тепла в будинку.
Контроль і безпека
Звичайно, кожна опалювальна система потребує коштів контролю і автоматики. Особливо це важливо, якщо ви робите цю систему своїми руками і вона розташовується всередині будинку, де будь-яка несправність може служити причиною пожежі, здатного привести до втрат майна і навіть людських жертв.
Складні багаторівневі системи контролю процесу горіння, здатні забезпечити максимальну безпеку котла, або каміна існують, але обладнання, на якому вони застосовуються, як правило, коштує дорого і не всі його собі можуть дозволити купити. Але і у простих і недорогих дров'яних котлів існують системи захисту і контролю.
Сама найпростіша система, про яку вже йшлося вище, складається з нескладного термостата, що вимірює температуру теплоносія в робочому контурі котла і регулює за рахунок механічної передачі, заслінку, що відповідає за процес доступу свіжого повітря в топку. Коли температура робочої рідини досягає заданого параметра, тяга свіжого повітря скорочується, і процес горіння сповільнюється. При падінні температури нижче заданої межі, заслінка відкривається, і горіння дров в топці стає інтенсивніше. Така система робить експлуатацію котла не тільки безпечніше, за рахунок регулювання температури теплоносія і ліквідації можливості його закипання в контурі нагріву, але і дозволяє ефективніше використовувати паливо, скорочуючи його непотрібний витрата на надлишковий нагрів робочої рідини.
У деяких котлах, з більш складною системою контролю, процес горіння регулюється за допомогою припливного вентилятора, що нагнітає повітря в топку і плавно регулює процес горіння відповідно до заданих параметрів. Така система автоматики не тільки робить процес горіння більш плавним і безпечним, а опалення будинку більш рівномірним, але і дозволяє рідше здійснювати чергову завантаження дров в топку котла.
Особливості експлуатації подібних котлів
- невисока ціна (може собі дозволити кожен домовласник)
- тривалий термін експлуатації
- надійність (при правильній експлуатації там просто нема чому ламатися)
- доступність і низька вартість палива
- налагодження та обслуговування своїми руками (не вимагає високої кваліфікації)
- відносно невисоку ККД (в порівнянні з котлами на газу, або дизельному паливі)
- потрібно періодична завантаження дров (один раз в 3-8 годин)
Як бачимо, такі котли мають як свої плюси, так і свої мінуси. Однак, те що вони повсюдно поширені в нашій країні, говорить про те, що використання такого обладнання для нагріву будинку в зимовий період дуже ефективно.