Котлы длительного горения на дровах для дома: правила подбора и рекомендации по установке

В течение многих веков древесина служила верным источником энергии для отопления домов. Но традиционные печи давно устарели и по большей части оказываются непрактичными конструкциями. Гораздо правильнее использовать сейчас котельные установки, обеспечивающие продолжительное сжигание топлива.

Котлы длительного горения на дровах отлично обогревают дома различной формы и площади. Они полностью совместимы с водяными отопительными контурами, хотя могут употребляться и для непосредственного нагрева воздуха. В отличие от простого твердотопливного котла, полностью сжигающего заложенное топливо за 2-3 часа, эти конструкции могут работать иногда несколько дней подряд.

Увеличение продолжительности горения достигается за счет первоначального окисления деревянной массы при недостаточном количестве кислорода. Обугленное топливо выделяет много углекислого и специальный топочный газ. Его перенаправляют в другую камеру и дожигают. Поскольку сгорание газов происходит при очень высокой температуре, почти всегда второй отсек отделывается шамотным кирпичом. Исключения составляют случаи, когда используются другие жаростойкие материалы.

Дополнительно увеличить продолжительность сжигания топлива, а также нарастить интервалы между загрузками помогает увеличение емкости рабочей камеры. Отвод газообразных продуктов горения производится через дымоход ломаной формы. Мощность и размер, окраска и форма могут быть самыми разными, выбор здесь субъективен. Как и у обычных твердотопливных котлов, большое значение имеет производительность. При одинаковой генерации тепла удается потратить меньше топлива, потому что система отличается повышенным КПД.

Долго работающий отопительный котел может оказаться настоящей находкой только при грамотной эксплуатации. Пиролизные установки хорошо работают главным образом для подогрева. Несколько хуже они справляются с получением горячей воды для бытовых целей. Стандартным требованием к котлу длительного горения является минимальный выброс углекислоты в атмосферу.

В качестве топлива могут применяться самые разные органические вещества:

• дрова;
• пеллеты;
• уголь бурый;
• уголь каменный (антрацит);
• коксующиеся угли;
• брикеты торфа;
• разнообразные отходы деревообрабатывающего производства (их тоже гранулируют или брикетируют).

Непременным требованием к любому горючему, закладываемому в котел продолжительного горения, является минимальная влажность. Особенно это важно при использовании древесины. Да, часть производителей указывает, что их оборудование позволяет сжигать и влажное топливо.

Традиционно дровяной очаг (речь еще о классических печах) делался из чугуна. Но качество таких изделий оказывалось слишком малым, под действием резких рывков температуры они могли внезапно покрываться трещинами или даже распадаться на части. В ХХ веке котлы стали производиться из трудно плавящихся сортов стали, а другим достижением технологии оказалось создание у них замысловатой внутренней структуры.

В результате:

• поднялся КПД;
• вырос в несколько раз период гарантированной работы;
• сократились требования при эксплуатации;
• многократно упала капризность и вероятность внезапного отказа.

Даже наиболее продвинутые конструкции редко оснащаются автоматикой. Если она и есть, то только в том объеме, который позволяет гарантировать тотальную безопасность для потребителей. Различия часто касаются исполнения теплообменника. Модели с водяным контуром обеспечивают максимально скорый прогрев и кардинально сокращают неоправданный расход тепла. Однако такое изделие в случае поломки ремонтируется тяжело.

В других конструкциях теплообменник выполняется из целого комплекса труб. Их расположение неслучайно, а соответствует тем зонам, где отдача тепла происходит эффективнее всего. В случае возникновения дефекта всю «рубашку» или ее отдельную часть гораздо проще извлечь наружу и сменить исправным оборудованием. Что касается средств автоматизации, простейший вариант их предусматривает наличие термостата и заслонки. Подобная связка регулирует поступление воздуха в рабочий отсек и, соответственно, интенсивность сжигания твердого топлива.

Более изощренные конструкции содержат вентилятор, нагнетающий приточный воздух. Он регулирует процесс горения более плавно и прерывисто. Что немаловажно, повышается и безопасность, и эффективность работы системы. Котлы длительного горения могут подавать тепло и в батареи парового отопления. Схематически организация такого контура близка к водяному варианту, но он рассчитывается на существенно большие давления и температуры.

Открытый паровой контур обычно требует значительной концентрации сухого насыщенного пара. Недостаток его оборачивается затруднениями для стока конденсата и стягиванием холодного воздуха в нижней части отопительной аппаратуры. Герметичные системы отличаются тем, что вода сразу поступает на теплообменник.

Паровая система создается на основе простой печи гораздо легче, чем водяная. Темп прогрева дома будет выше. Исключена ситуация, когда вся вода собралась бы в накопителе или внутри теплообменника, а трубы и батареи опустели бы. Также исключается и промерзание отопительных приборов, удается сократить размеры нагревательной аппаратуры.

Слабостями парового отопления оказываются:

• непригодность труб из поливинилхлорида;
• повышенный риск ожогов;
• значительный шум;
• усложненная регулировка.

Работающие исключительно на дровах печные системы и котлы считаются не слишком удобными. Большинство конструкций сейчас комбинированные, то есть позволяют использовать и уголь, а иногда и некоторые другие виды топлива. В обычных условиях внутрь загружается дерево, а когда наступают сильные морозы, оправдано уже применение угольного горючего. Такие системы отлично работают в связке с контурами горячего водоснабжения. Сложность их довольно велика.

В них используются:

• патрубки;
• воздухоотводы;
• зольники;
• трубопроводы;
• теплообменники;
• разделительные детали;
• подсоединительные блоки и многие другие части.

Все более активно при создании дровяных котлов применяют стальные сплавы последнего поколения. На стали не образуется нагар, она проводит тепло гораздо лучше, нежели чугун, по прочности не уступая ему и при этом отличаясь меньшей хрупкостью. Коррекция разрушений, если они и будут возникать, окажется максимально простой и легкой. Но стальной котел довольно сильно страдает от коррозии. По этому показателю чугун гораздо лучше, только к сожалению, он легко покрывается нагаром, что может даже помешать замене деформированных частей.

В значительной степени этот недостаток компенсируется тем обстоятельством, что повреждение чугуна в условиях жилого дома происходит крайне редко. Что касается мощности оборудования, в большинстве случаев она варьируется от 5 до 30 кВт. Важное значение имеет длина загружаемых дров, в основном, это от 40 до 50 см, но чем больше такой параметр, тем выше количество получаемого от одной закладки тепла. За 60 минут может сгорать от 4 до 6 кг дров, в зависимости от конструкции котла и режимов его работы. Но эта классификация условна, поскольку на точный расход топлива влияет множество нюансов.

Еще сравнительно недавно большое значение имел присоединительный диаметр дымохода. Ситуация изменилась вследствие того, что почти все отопительные системы проектируются исходя из габарита 15 см. Если в составе котла есть бойлер, он обеспечивает стабильный подогрев воды в процессе сжигания топлива. Использование резервуаров позволяет решить ту же задачу, однако оказывается дороже и отрицательно сказывается на надежности. Вместимость бойлера для дома колеблется от 20 до 200 л, меньший объем не оправдывается, а больший избыточен даже в крупном коттедже.

Как автоматический, так и обычный дровяной котел может быть с верхней загрузкой. Основной принцип работы тот же самый, что и у более традиционных устройств, в которые топливо помещают сбоку. Но не стоит полагать, что такие системы отличаются только расположением дверцы, как будто у стиральной машины.

Большинство теплогенераторов газообразные продукты горения поднимают наверх. В конструкциях с вертикальным введением топлива дымовой канал имеет несколько конвективных ходов. Шахтный режим, при котором горение происходит снизу, а вверху топливо только сушится, обеспечивает впечатляющую эффективность работы. Сама загрузка производится быстро и без чрезмерных усилий. Расходы на обслуживание сокращаются.

Но есть у вертикальной загрузки и свои слабости:

• придется очень тщательно и аккуратно выкладывать поленья;
• повышенная восприимчивость к изменениям тяги;
• значительное накопление смолы в рабочей камере.

Если закидывать внутрь дрова как придется, то эффективность сжигания их значительно понизится. А в наиболее сложных ситуациях процесс горения может вовсе остановиться. Потому только наиболее аккуратным людям удается нормально обслуживать такие котлы. Крайне важна тщательная подготовка вытяжных каналов. Она не удастся, если не произвести скрупулезных инженерных расчетов по протяженности магистрали, по числу поворотов и так далее.

Стенки топочной камеры нужно систематически очищать при использовании сырых дров. А вот если их высушить как следует до загрузки, вполне получится исключить эту проблему. Специалисты полагают, что котлы дровяные с верхней загрузкой оптимальны для обогрева не снабженных газовыми магистралями частных домов небольшой площади.

Но даже столь достойный и проверенный аппарат нужно выбирать максимально внимательно. Только при этом условии можно рассчитывать на оптимальный результат при отоплении частного дома или бани. Российские и зарубежные дровяные котлы работают примерно на одном техническом уровне, так что надо ориентироваться скорее на свойства конкретной модели, а не на марку. Конечно, при этом общая известность производителя довольно важна. Также следует обращать внимание на получаемую тепловую мощность, которая не должна быть чрезмерной (а многие компании стараются поставлять наиболее мощное оборудование).

Повысить интенсивность нагрева помогает размещение специальных ребер, размещенных на внешней части корпуса. Если нужна «каменка», выбирают печи с особой емкостью, обычно закрепляемой над корпусом. Иногда встречаются варианты с сеткой, окружающей топку по периметру. Именно за это сетку и придется засыпать камни. Очень важен правильный выбор конструкционного материала. Самые лучшие результаты дают котлы, производимые из особого кирпича либо из натурального камня.

Долговечность подобных аппаратов оправдывает самые взыскательные требования, а эстетические параметры будут оптимальны. Наличие в продаже полностью готовых комплектов упрощает монтаж, но общая стоимость их весьма значительна.

Качественные конструкции часто производятся из чугуна с добавкой хрома, что позволяет переносить резкие рывки температур без образования трещин. Общий срок эксплуатации в результате составляет до 25 лет. Единственным ограничением, препятствующим широкому распространению чугунных дровяных котлов, оказывается их значительная цена. Сэкономить можно, выбрав изделие из устойчивой к нагреву стали, однако она не слишком долговечна, поскольку сварные швы подвергаются колоссальной нагрузке.

При этом отсутствие водяной рубашки негативно отражается на стабильности материала. Горящий внутри огонь прогревает конструкцию до 1000 градусов. И довольно скоро возникает окалина, при отпадении которой может со временем появиться своеобразное «сито».

Даже чугун не является абсолютной гарантией качества. Если в конструкции присутствуют тонки детали, велик риск их быстрой поломки. Рекомендуется осматривать рабочие части камер сгорания и литые элементы. На них не должно быть ни малейших трещин, отколотых участков, поверхностных раковин. Чем меньше изогнут и замысловат путь дыма по внутреннему дымоходу, тем лучше котел справится с прогревом бани; особенно важно это требование для стальных изделий.

Дровяные котлы иногда используют и для нагрева воды в бассейнах. Не секрет, что погодные условия часто не доставляют удовольствия людям, но даже в самый жаркий день вода в бассейнах нередко оказывается чрезмерно холодной и непригодной для купания. Если туда прыгнут дети или просто люди со слабым здоровьем, велик риск переохлаждения, да и просто это неприятно.

Выбирая дровяной котел продолжительного горения для дачи, стоит ориентироваться прежде всего на количество комнат. Водяной обогрев хорошо проявляет себя в больших домах, особенно если там будут жить весь отопительный сезон или основную часть его. Если же дача станет использоваться только в течение вегетативного периода растений, целесообразно выбирать конструкции, напрямую прогревающие воздух. Они дадут тепло максимально быстро и исключат воздействие холодной погоды ранней весной или поздней осенью. Но бывает так, что воздушные потоки наталкиваются на преграду и не могут обогреть все помещение; тогда выбор следует делать в пользу водяной схемы.

Системы с одним контуром чаще всего мощнее двухконтурных аналогов, и при идентичных расходах топлива способны обогреть крупное помещение. Зато двухконтурные аппараты позволяют получать еще и горячую воду, что очень ценно для дачных хозяйств. Принципы выбора между принудительной и естественной циркуляцией примерно те же самые, что и в других случаях. Отапливаемые круглогодично дачи должны обогреваться простой водой, которую нежелательно сливать даже летом. Когда на даче живут летом и эпизодически посещают ее зимой, стоит выбирать антифриз; но он гораздо активнее воды вытекает из любого отверстия, что повышает требовательность к монтажу контуров.

Высокая цена изготовленных на предприятиях котлов долгого горения заставляет искать ответ на вопрос, как сделать своими руками такой аппарат. Ничего экстремально сложного при наличии навыков и некоторого набора инструмента в этом нет. Более того, существуют разнообразные вариации самодельных котлов, учитывающие те или иные нюансы их применения. Как и в фабричных изделиях, придется формировать две камеры – одну для простого горения, другую – для пиролиза. Первичной заготовкой может выступать простая бочка из металла, рекомендуемая вместимость которой – 200 л.

Крышка должна быть подрезана, вместо нее приваривается борт. Берут массивную заготовку или еще что-то тяжелое, и делают поршень круглой формы. Основное требование – чтобы его диаметр был чуть ниже, чем внутреннее сечение бочки. В крышке далее режется отверстие, в которое поставят трубу воздуховода диаметром 10 см. Минимальное превышение этой трубы над бочкой составляет 200 мм.

Заводящаяся сбоку дымоходная конструкция подготавливается из металлопроката сечением 10 см. Воздуховод полагается приваривать к поршню. Верхний торец трубы оснащается заслонкой, при помощи которой нужно будет дозировать поступление воздуха. Снизу к поршню варят ребра, помогающие трамбовать массу топлива.

Чтобы добиться полного успеха, понадобятся:

• подробные схемы;
• трубы разной длины и диаметра;
• листы стали толщиной не менее 0,4 см;
• металлопрокат для получения ножек;
• жаростойкая смесь, предназначенная для выкладки печей и каминов;
• сварочный аппарат;
• сварочные электроды (их подбирают по марке и размеру, в большинстве случаев хватает электродов сечением 0,3-0,4 см);
• УШМ.

Сначала отрезают от трубы с толстыми стенками отрезок, который по длине равен высоте будущей топки. Внизу приваривают болт, а из листа стали отрезают круг как минимум того же сечения, что и труба. Пробив в круге дрелью отверстие, через которое сможет зайти болт, соединяют круг с воздуховодом, используя гайку. Свободное движение круглой части позволяет легко и изящно закрывать нижнюю долю воздуховодной трубы. Но на этом работы еще не завершены.

Далее берут «болгарку», и, используя диск по металлу, формируют вертикальные прорези, толщина которых составляет около 1 см. Корпус делается на основе цилиндра с герметичным днищем. Обычный диаметр – 40 см при длине 100 см; точные размеры могут отличаться, если пространства меньше или больше, но они должны позволять закладывать все необходимые дрова.

К сведению: если сделать отопительный котел из газового баллона, период нормальной службы вырастет. Верх корпуса служит для формирования отверстий, через которые отводятся газы. Длина дымохода подбирается индивидуально. Воздуховод должен подключаться так, чтобы поддувало оказывалось вне днища. Важно: труба, по которой подается свежий воздух, должна оканчиваться в 5-7 см, прежде чем начнется дымоход.

Большую роль в нормальной работе самодельного пиролизного котла играет рассеивающий тепло диск. Для его изготовления берут круглый лист металла толщиной 1 см, а диаметр подбирают таким образом, чтобы он немного уступал величине корпуса. К диску следует приваривать ручку (ее делают на основе арматуры либо проволоки). Котлы без диска, как показывает практика, работают менее эффективно. Далее наступает очередь работы над конвекционным кожухом.

Это цилиндр или отрезок трубы на 2-3 см шире по диаметру, чем внешний контур корпуса. Кожух должен быть соединен с топкой. Для связки между ними монтируются перемычки из металла. Но если разрыв не слишком большой, можно не делать таких перемычек, а попросту приваривать кожух к внешней оболочке топки на всем протяжении. Так как все детали, снабженные ручками, будут нагреваться (в том числе и крышка), желательно смонтировать защитное покрытие с малой теплопроводностью.

Котлы длительного горения обязательно оборудуются ножками. С их помощью аппарат приподнимается над полом или грунтом как минимум на 0,25 м. Ножки делают из швеллеров либо уголков. Когда все эти манипуляции завершены, осталось только загрузить порцию дров и зажечь их. Вскоре по всему дому распространится волна приятного тепла. Но есть еще несколько тонкостей, которые необходимо учесть при проектировании и сооружении твердотопливного котла. Наилучший дымоход – прямой, круглый по форме. Это обеспечивает очень сильную тягу, поскольку горячий воздух будет двигаться по спирали.

Наименьшая допустимая толщина нержавеющей стали в дымоходе составляет 0,5 мм. Применять в нем черный (ржавеющий) металл недопустимо. Точный диаметр всегда подбирают не меньше, чем величина патрубка котла. Если все же приходится делать повороты или изгибать магистраль для дыма, таких мест должно быть от 1 до 3, причем радиус каждого хотя бы равняется диаметру трубы. При выборе кирпичного дымохода его разделяют на несколько ходов, в нижней части каждого хода ставится камера, собирающая сажу.

Все камеры следует оснащать дверцами, помогающими прочищать отсеки, как только тяга сокращается. Прямые как стрела трубы стоит монтировать в двухэтажных домах, чтобы повысить отдачу тепла на верхнем ярусе. Вывод дымохода сквозь стену имеет другие достоинства – внутри дома будет свободнее и безопаснее. Даже при нарушении целостности конструкции исключается почти полностью отравление угарным газом. Но такой дымоход не рекомендуется для местностей с жестким климатом, где его быстрое остывание превращается в серьезную проблему.

При формировании кирпичного дымохода насаживаемую трубу кладут метод «в перевязку» сообразно заранее продуманному порядовому чертежу. Приближать эту часть к потолку нужно не более чем на 5-7 линий кирпича. Точное расстояние оценивают по высоте стен, учитывают и нюансы конструкции нагревательного прибора. Потом делается распушка, то есть участок, где наружная часть трубы расширяется, а внутренняя – нет. Особенно важна распушка в домах с деревянными перекрытиями; ее заводят на чердак или в помещение второго этажа по меньшей мере на 1 или 2 линии кладки.

Основную часть на верхнем ярусе (если только дом не одноэтажный, оканчивающийся сразу кровлей) называют стояком. Вблизи стропил стояк становится шире на ½ кирпича. Очередное расширение (выдру) делают из 8-9 кладочных линий. Роль выдры не ограничивается теплозащитой стропил и кровельных конструкций. Она мешает осадкам просачиваться в промежутки, отделяющие кровлю от трубных стенок. После выдры делается цементная скатная отделка.

Она плавно сливается с шейкой трубы (периметр которой равен периметру стояка). Шейка выкладывается из 6 или 7 рядов кирпича, над которыми располагают оголовок (еще 2-3 линии). Дополнительную защиту от внешнего загрязнения и влаги обеспечивают стальные зонты либо колпаки. При использовании качественного кирпича можно не опасаться, что запас прочности конструкции будет исчерпан твердотопливным котлом.

Но все же стальные элементы считаются самыми лучшими, потому что неизбежные поры кирпича будут вбирать сажу и копоть. Впоследствии этот слой будет нарастать с пугающей быстротой. Компромиссным решением часто оказывается выставление внутри кирпичной магистрали стальной трубы. Более современный вариант – прокладка полимерного канала из особого сырья. Подобная инновационная конструкция, как уверяют ее производители, способна прослужить несколько десятилетий.

Очень важный вопрос – где именно поставить дровяной котел длительного горения в доме. Размещение его на кухне вполне возможно, если только она достаточно просторна. Кроме места под сам котел, нужно предусмотреть и участок для размещения бака с водой. Если система рассчитана на сожжение не только дров, но и угля, следует учитывать вероятность взрыва угольной пыли и принимать соответствующие меры.

Перед котлом непременно выкладывается еще один лист, длина которого составляет минимум 0,6 м, а ширина равна ширине самого нагревателя (можно даже с небольшим запасом). Еще лучше будет, когда такой же лист выложен на полу под котлом. На всех остальных участках пол должен быть выполнен из бетона. Если это правило не соблюдено, придется положить слой несгораемой плитки.

От иных планов задекорировать пространство в кухне придется отказаться ради безопасности. Установленное в комнате, где будет стоять котел, окно должно иметь площадь от 8 см2 на 1 кВт тепловой мощности. Нельзя использовать такое оборудование, если не получится поставить его при ограничении общей длины горизонтальных отрезков дымохода в 120 см. Очень полезно, когда рядом есть водопровод и канализация. Минимально допустимая площадь кухни для твердотопливного котла – от 8 кв. м, даже если кажется, что конкретный образец требует меньше пространства.

Сложность самостоятельного изготовления дровяного котла не стоит преувеличивать. Но все же в целом надежнее и стабильнее проявляют себя образцы, собранные на заводах под руководством опытных инженеров. Разобрать все модели, которые фигурируют в рейтингах лучшего отопительного оборудования, нельзя, конечно. А вот ознакомиться с отзывами об относительно дешевых и наиболее популярных версиях котлов крайне важно.

НМК «Сибирь-Gefest КВО 20 ТЭ» рассчитан на подачу горячей воды только в отопительный контур и способен генерировать 20 кВт тепловой энергии за час. Оборудование этой модели совершенно не зависит от электроэнергии, потому что управляется механической системой. При помощи открытой камеры сжигания, имеющей КПД 80%, удается обогреть до 200 м2. В дополнение к дровяной топке предусмотрен тэн на 4000 Вт.

Еще одной очень привлекательной версией является двухконтурный котел Kiturami KF-35A. Такое устройство тоже оснащено открытой топкой и обеспечивает мощность до 24 кВт. КПД его выше, чем у «Сибири», на 5%. Присоединительный габарит дымохода тот же. Корейский производитель дает официальную гарантию на 24 месяца. Загрузка может содержать до 40 кг дерева, время сожжения достигает 5-6 часов. Допускается закладка дров длиной до 0,85 м.

Как и простая печь, котел на дровах должен эксплуатироваться по строго определенным правилам. Хотя некоторые производители и допускают загрузку сырого дерева, основательно высушенная масса все равно предпочтительнее. Она повышает не только эффективность работы устройства, но и общий срок его службы. В процессе использования нужно внимательно следить за состоянием даже второстепенных вроде бы конструктивных частей. В самом начале закладывают очень небольшие дрова.

Под дровами выкладывают бумагу, стружку, высушенный до предела мох или древесную кору, потом мелкие веточки. Нельзя закладывать дрова очень плотно, ведь если между ними не будет зазоров, нарушится режим работы устройства. Когда нет ни веток, ни щепок или бумаги, разжигать дровяной котел допускается хвойными лапами. Строжайше исключается розжиг какими угодно жидкостями природного или промышленного происхождения, газом. Пиролизная камера освобождается от продуктов горения перед любой новой растопкой.

Шум в дымоходе, сопровождающийся появлением белого огня в топке, показывает чрезмерную интенсивность тяги. А вот красные языки появляются, если поступления кислорода неоправдано мало. Самый лучший и стабильный режим – когда дрова горят желтым цветом.

В следующем видео вас ждет обзор котла 12-часового длительного горения на дровах.