Установка котла на твердом топливе: разбор нюансов монтажа

Индукционный котёл

Рассмотрим другой вид котла — индукционный.

Конструкция

Агрегат содержит несколько рядов труб, помещённых в индукционный трансформатор. В этом трансформаторе образуется магнитное поле, которое создаёт переменный ток. Нагреваются трубы. От них нагревается теплоноситель. Конструкция такого устройства прочна и долговечна. Трубы сделаны из стали. В индукционном агрегате не образуется накипь. Больше того, благодаря магнитным полям, старая отопительная система очищается от солей. Такой агрегат может работать на любом жидком носителе.

Таким приборам не нужен плановый ремонт.

Срок службы индукционного отопительного прибора составляет 30 лет.

По сравнению с электрическим, индукционный экономит 1/3 часть электроэнергии.

Есть конечно же и некоторые отрицательные моменты. Самым главным является то, что он дорого стоит. Он имеет большой размер и вес. Монтаж возможен только в закрытые системы. Излучает волны, которые ощущают домашние животные, хотя для человека это безвредно.

Что такое обвязка и из чего ее делают

В системе отопления две основные части — котел и радиаторы отопления или теплый пол. То что их связывает и обеспечивает безопасность — это и есть обвязка. В зависимости от типа установленного котла используются разные элементы, потому обычно рассматривают отдельно обвязку твердотопливных агрегатов без автоматики и автоматизированных (чаще — газовых) котлов. У них разные алгоритмы работы, основные — возможность нагрева ТТ котла в фазе активного горения до высоких температур и наличие/отсутствие автоматики. Это накладывает ряд ограничений и дополнительных требований, которые приходится выполнять при обвязке котла, работающего на твердом топливе.

Пример обвязки котла — сначала идет медь, потом — полимерные трубы

Что должно быть в обвязке

Для обеспечения безопасной работы отопления обвязка котла должна содержать ряд устройств. Обязательно должны быть:

Манометр. Для контроля давления в системе.
Автоматический воздухоотводчик. Для спуска воздуха, попавшего в систему — чтобы не образовывались пробки и не стопорилось движение теплоносителя.
Аварийный клапан. Для сброса чрезмерного давления (подключается к системе канализации так как стравливается некоторое количество теплоносителя).
Расширительный бак. Необходим для компенсации теплового расширения. В системах открытого типа бак ставится в верхней точке системы и представляет собой обычную емкость. В закрытых системах отопления (обязательно с циркуляционным насосом) ставится мембранный бачок. Место установки — в обратном трубопроводе, перед входом в котел. Он может быть внутри настенного газового котла или устанавливается отдельно. При использовании котла для подготовки воды для ГВС также необходим расширительный бак в этом контуре.
Циркуляционный насос. Обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией. Для повышения эффективности отопления может стоять и в системах с естественной циркуляцией (гравитационных). Ставится на подачу или обратку перед котлом до первого ответвления.

Часть этих устройств уже установлена под кожухом газового настенного котла. Обвязка такого агрегата очень проста. Для того чтобы не усложнять систему большим количеством отводов манометр, воздухоотводчик и аварийный клапан собирают в одну группу. Есть специальный корпус с тремя отводами. На него накручиваются соответствующие устройства.

Так выглядит группа безопасности

Устанавливают группу безопасности на подающем трубопроводе сразу на выходе котла. Ставят так, чтобы легко было контролировать давление и можно было вручную стравить давление в случае необходимости.

Какими трубами делать

Сегодня в системе отопления уже редко используют металлические трубы. Их все чаще заменяют на полипропилен или металлопластик. Обвязка газового котла или любого другого автоматизированного (пеллетного, на жидком топливе, электрического) возможна сразу этими видами труб.

Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котла

При подключении твердотопливного котла хотя-бы метр трубы на подаче непроходимо делать металлической трубой и лучше всего — медной. Дальше можно ставить переход на металлопластик или полипропилен. Но и это — не гарантия того, что полипропилен не разрушится. Лучше всего сделать дополнительную защиту от перегрева (закипания) ТТ котла.

При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами

Металлопластик имеет более высокую температуру эксплуатации — до 95°C, чего достаточно для большинства систем. Можно ими делать и обвязку твердотопливного котла, но только в случае наличия одной из систем защиты от перегрева теплоносителя (рассказано чуть ниже). Но металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка: сужение в месте соединения (конструкция фитингов) и необходимость регулярной проверки соединений, так как они со временем текут. Так что обвязку котла металлопластиком делают при условии использования в качестве теплоносителя воды. Незамерзающие жидкости более текучие, потому в таких системах обжимные фитинги лучше не использовать — они все равно будут течь. Даже если заменить прокладки на химически стойкие.

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.

Назначение обвязки

Для ТТК, как и для других типов оборудования, важно правильно объединить в единую систему все компоненты и подключить периферию. Обвязка ТТКО выполняет следующие функции:. Обвязка ТТКО выполняет следующие функции:

Обвязка ТТКО выполняет следующие функции:

Снижение негативного воздействия на окружающих при возникновении любой аварийной ситуации.
Равномерное распределение выделяемого тепла по всему контуру системы отопления.
Сведение фактора периодичности в работе ТТКО, связанной с неравномерностью горения топлива.

Все перечисленные моменты приводят к увеличению безопасности и эффективности работы котла.

Из каких элементов состоит обвязка

Для всех отапливаемых строений единой схемы подключения и комплектации оборудования попросту не существует. Поэтому перед началом монтажа отопления в доме выполняется индивидуальный проект.

Перечень обязательных элементов, которые должны присутствовать в обвязке:

Котел.
Радиаторы или батареи.
Расширительный бачок.
Трубы (чугун, медь, сталь, полипропилен).
Фитинги и арматура (в том числе краны Маевского и манометры).
Циркуляционный насос (если принудительное движение теплоносителя).
Обводные линии.
Термостат.

Правила обвязки котла

Для эффективной и надежной работы системы отопления в целом, следует правильно обвязывать ТТКО.

Необходимо учитывать несколько важных пунктов:

Во избежание образования конденсата следует обеспечить разницу температур между подачей и обраткой не более 20 °С.
Установка манометров позволит контролировать давление в пределах, указанных в инструкциях к оборудованию и нормативных документах.
Для обеспечения максимальной эффективности следует обеспечить герметичность соединений.
В элементах обвязки не допускается использование горючих материалов.
Для того, чтобы избежать образования накипи и засорения трубопроводов, приводящего к выходу из строя оборудования, необходимо следить за чистотой теплоносителя.
Если строение выше одного этажа, следует использовать принудительную циркуляцию теплоносителя.

Каким углем лучше топить котел

Производитель изначально проводит теплотехнические расчеты, и приспосабливает конструкцию топочной камеры и теплообменника к конкретному сорту топлива. Поэтому, чтобы повысить КПД бытового котла, достаточно использовать уголь марки и фракции, указанной в инструкции по эксплуатации.

Какой маркой угля топить

В состав угля входят углерод и негорючие примеси, образующие после сжигания золу и шлак. Соотношение между углеродом и примесями, зависит от выбранного сорта топлива. Уголь имеет (в зависимости от марки) разную степень влажности, рыхлую или твердую структуру, возраст образования.

Чтобы эффективно топить угольный котел, необходимо хорошо понимать, какие характеристики отличают тот или иной сорт топлива:

Лингит – данный сорт топлива имеет рыхлую структуру и большой процент зольного остатка. Лингит используют на промышленных электростанциях. Для обогрева дома, данный вид топлива не подходит.

Каменный уголь – имеет теплотворную способность 5500 ккал/кг. Процентное содержание углерода не менее 75%. Содержание золы от 2 до 4%. Каменным углем топят большинство бытовых котлов классического типа. Для оборудования газогенераторного типа, не подходит по причине влажности выше 20%.

Бурый уголь – теплотворная способность находится в пределах всего 3000 ккал/час. При сжигании, образуется большое количество зольного остатка и коксующихся веществ. Влажность находится на уровне 50%. Бурым углем не рекомендуют топить бытовые котлы, по причине быстрого засорения дымохода и теплообменника.

Антрацит – порог влажности находится в пределах 7%. Имеет высокие показатели удельной теплоты, равные 9000 ккал/час. Доля золы, уносимой газами из котла для угля, не более 7%. Антрацитом, производители отопительного оборудования, рекомендуют топить газогенераторные котлы. Уголь разделяется на несколько сортов по величине: кулак, орех, семечко.

Можно ли топить угольными брикетами

Угольные брикеты изготавливают методом прессования мелких фракций (пыли). В качестве связующего элемента, используют специальные органические или минеральные составы. Последние, сильно увеличивают зольность топлива, но стоят дешевле. Наиболее востребованными считаются угольные брикеты, в которых в роли связующего вещества, выступает каменноугольная смола.

Отопление прессованным углём имеет следующие преимущества:

Простота укладки в топочную камеру.
Хорошая воспламеняемость.
Высокие теплотворные показатели, идентичные антрациту.
Простота хранения и транспортировки – брикеты имеют правильную геометрическую форму, поэтому их легче складировать, и они занимают меньше места.

Единственным недостатком прессованного угля, считается высокая стоимость, превышающая цену на кусковое сырье, приблизительно на треть. Преимуществом считается возможность топить котел на угле, без загрязнения продуктами горения.

Как топить угольной пылью

Наиболее безопасным и эффективным методом сжигания пыли, считается способ с применением специального горелочного устройства.

Можно ли топить древесным углем

При всех этих достоинствах, древесный уголь имеет один серьезный недостаток. Стоимость килограмма покупного древесного угля, обойдется почти в 2 раза дороже, чем стоит каменный уголь. Несколько снизить стоимость сырья можно, наладив его самостоятельное производство. Для получения 1 тонны древесного угля, потребуется пережечь около 10 м³ древесины.

Подключение твердотопливного котла к системе отопления

Основное правило: в работающий котёл не должна подаваться холодная вода, если в нём нет чугунного теплообменника. Иначе в топке будет неизбежно образовываться жидкий конденсат, который начнёт смешиваться с сажей. Получится липкая масса, которая будет снижать эффективность работы системы, и удалить которую будет чрезвычайно трудно.

В связи с этим применяется особая система обвязки с трёхходовым клапаном и байпасом. В клапане фиксируется температура около 50 градусов.

Еще для подключения котла потребуется:

запорная аппаратура;
бачок расширительный;
насос.

После полной установки системы она заполняется водой, и в ней нагнетается давление в 1 Бар.

Первый запуск системы отопления

Перед первой растопкой котла давление в системе должно составлять около 1 атм. Не забудьте открыть шибер на дымовой трубе. Растопочный материал укладывается на колосниковую решётку, после чего в камеру сгорания можно загружать топливо. После 10-15 минут с момента розжига растопочную заслонку следует закрыть. Когда температура теплоносителя в системе достигнет 85оС, следует настроить терморегуляторрегулятор, после чего установить минимальный (около 5 см) зазор между первичной заслонкой и дверцей топки.

Заслонки позволяют отрегулировать объём вторичного воздуха и таким образом повысить экономичность котла отопления.

Установка твердотопливного котла – задача отнюдь не простая, но вполне решаемая

Важно не просто соблюдать требования нормативных документов, но и следовать элементарной логике. И не забывать при этом пользоваться успешным опытом тех, кто уже имел дело с организацией систем отопления на базе теплогенераторов на твёрдом топливе

Самое главное – обеспечить оптимальный режим работы отопительного оборудования. Ведь от этого напрямую зависит его надёжность и долговечность и, конечно же, микроклимат в помещениях вашего дома.

Схема обвязки ТТ котла с естественной циркуляцией

Перебои с электричеством в нашей стране нередки, причем обычно они случаются в самую плохую погоду. Поэтому во многих селах и деревнях предпочитают делать системы отопления с естественной циркуляцией — гравитационные. Они работают независимо от наличия электроэнергии, так что дом без тепла не останется.

Подключение котла на твердом топливе в гравитационную систему отопления

Приведенная на схеме обвязка твердотопливного котла для гравитационной системы — самый простой из возможных вариантов. В системе обязательно наличие расширительного бака. Он необходим для компенсации теплового расширения: во время нагрева объем теплоносителя увеличивается, и он вытесняется в расширительный бак. В системах с естественной циркуляцией расширительный бак ставят открытого типа. Это обычная емкость, в которой находится некоторое количество теплоносителя (около половины объема или меньше). Чтобы теплоноситель меньше испарялся, на бак ставят крышку. А чтобы одновременно еще и отводить воздух из системы, поднимают его в самую высокую точку системы.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

В системах этого типа теплоноситель движется благодаря уклону труб. Для обеспечения циркуляции котел должен находиться в самой нижней точке, все отопительные приборы — выше него. Кроме этого, приходится использовать трубы большого сечения — чтобы снизить сопротивление при движении теплоносителя.

От котла труба поднимается вверх, затем, постепенно понижаясь, труба подачи обходит все отопительные приборы. Обратка подключается с обратным уклоном — к котлу. Работает схема так: нагретый теплоноситель за счет высокой температуры поднимается вверх по вертикальной трубе, с небольшим уклоном идет подача (немного выше уровня радиаторов). Эта часть называется разгонная петля. Далее по наклонной трубе подачи, за счет силы гравитации и набранной скорости, обходит все отопительные приборы.

Основной принцип работы естественной циркуляции — перепад высот и разница температур

Проходя по трубам и радиаторам теплоноситель остывает. Остывший теплоноситель имеет большую массу, чем горячий. Более холодный теплоноситель стремится вниз, создавая давление. За счет этого и происходит циркуляция — нагретый теплоноситель стремится вверх, холодный — вниз. Но система работает только при правильно подобранном диаметре труб и их уклоне.

Что еще необходимо

В приведенной выше схеме есть масса недостатков:

Нет предохранительного клапана — это устройство ставят на выходе котла. С его помощью происходит сброс лишнего теплоносителя при его закипании. Если этот клапан не установить, возможен разрыв труб, радиаторов, теплообменника, расширительного бака (если он закрытого типа).
Нет воздухоотводчика. Если система открытого типа (расширительный бак в этом случае просто емкость с крышкой), воздух может выходить через расширительный бак. Но при разветвленной системе необходимы дополнительные устройства для отведения воздуха на радиаторах.

Указанные два устройства обязательны, но еще желателен манометр и термометр. Они нужны для контроля за системой. Термометров желательно иметь два — на выходе и на входе котла. Чтобы можно было оценить эффективность работы системы, подстроить и отрегулировать теплоотдачу радиаторов.

Недостатки

Основное достоинство гравитационной схемы обвязки твердотопливного котла — независимость от наличия электроэнергии. Недостатков намного больше:

Невысокая эффективность и невозможность регулировки. Скорость движения теплоносителя в таких системах невысокая. Поэтому добиться высокой эффективности не получается. Регулировать ее тоже нет возможности. Так что подстроиться под погодные условия невозможно.
Каждый раз когда система разогревается ( утром, например), температура теплоносителя в обратке очень низкая. Из-за этого образуется конденсат, разъедающий теплообменник. И бороться с этим нет возможности.
Неэстетичность исполнения. Для обеспечения циркуляции трубы подачи должны располагаться выше радиаторов. Обвязка твердотопливного котла в гравитационной системе делается трубой 32 мм или более. Иногда подачу тянут над ними — на уровне метра (или чуть выше) от пола, иногда — пускают под потолком. А трубы имеют немалый диаметр, так что вид тот еще.

Все эти недостатки приводят к тому, что системы отопления с естественной циркуляцией делают все реже. Люди предпочитают сделать резервированное электропитание (поставить аккумуляторные батареи или/и генератор) и иметь более удобную и регулируемую систему отопления.

Требования к установке твердотопливных котлов

Твердотопливные установки необходимо размещать в сухом помещении. В зависимости от размера оборудования определяются параметры котельной. В среднем допускается площадь строения 7 кв.м. Кроме того, нужно место, где будет храниться топливо, защищенное от воздействия атмосферы.
Стены помещения нужно покрыть штукатуркой толщиной до 3 см или асбестом и листовым железом (до 8 мм). Если потолок котельной незащищён от огня, то расстояние между ним и верхней частью котла должно составлять от 120 см.
Оборудование нужно размещать на горизонтальном огнеупорном помосте толщиной около 7 см. Деревянное покрытие допускается только с наличием кирпичной кладки и стальным листом 3-4 мм или цементной стяжки толщиной до 5 см

Со стороны топочной камеры должна быть обустроена зона безопасности (до 40 см).
При установке твердотопливного котла в деревянном доме нужно уделить особое внимание защите деревянных конструкций. Помещение котельной нужно покрыть кирпичной кладкой.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Процесс горения древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан – простое неорганическое соединение, разлагающееся при высокой температуре на углекислый газ и воду с некоторой примесью угарного газа. Дерево и уголь – это сложные органические вещества, которые при сжигании образуют несколько веществ и газов, часть из них агрессивны. Это накладывает свой отпечаток на долговечность работы теплогенератора. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Одна из особенностей работы водогрейных агрегатов, сжигающих твердое топливо, проявляется после розжига топки и выхода на рабочий режим. Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и намертво пристает к металлической или чугунной поверхности. Результаты следующие:

Стальные стенки камеры сгорания разъедаются коррозией.
Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует прилипанию налета, который удалить очень трудно. Такой же налет появится и на стенках камеры из стали.

Для успешной борьбы с конденсатом надо выполнить малый контур циркуляции с трехходовым клапаном, подключение твердотопливного котла к системе отопления не рекомендуется осуществлять напрямую.

Еще одна особенность работы отопительных установок на дровах – инерционность. Когда температура воды в системе достаточна, автоматика закрывает доступ воздуха в топку и останавливает процесс. Тем не менее еще какое-то время горение продолжается, температура теплоносителя превышает заданную. Такое же явление наблюдается при остановке циркуляционного насоса в результате отключения электроэнергии. Вода в рубашке может вскипеть, образуя пар, и разрушить оболочку либо порвать трубы. Чтобы этого избежать, на подающий трубопровод или прямо в бак котловой воды устанавливается группа безопасности со сбросным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.

Установка котла на твердом топливе: разбор нюансов монтажа котла своими руками