Твердотопливный котел с аккумулятором тепла. Какой дровяной котел для отопления частного дома с батареями лучше выбрать. Что необходимо учитывать при выборе теплоаккумулятора

Особенности твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы для получения тепла используют различное твердое топливо: уголь, торф, горючие сланцы, дрова. По организации горения их можно разделить на виды: классические, пиролизные, автоматические, длительного горения.

Особенностью горения твердотопливного котла является его температурная цикличность, обусловленная необходимостью закладки новой порции топлива. Т. е. прослеживается последовательность операций: розжиг с минимумом температуры, горение при максимальной температуре, затухание с постепенным снижением температуры. Цикличность температуры в топке сказывается соответствующими колебаниями температуры теплоносителя.

Проблема температурных колебаний решена в большей степени у автоматических котлов, поддерживающих стабильность температуры автоматической подачей топлива и наддувом вентилятора горелки.

Тепловые процессы

Рассмотрим более подробно, что происходит с твердотопливным котлом, системой отопления и помещением в целом, как единой системой отопления.

Начало цикла - розжиг: резкое повышение температуры в топке с 40С после загрузки топлива, до 600С в течение 5-10 минут. В зависимости от параметров системы, обусловленной теплоемкостью, способностью аккумулировать тепло, в теплообменнике топки может быть температура от 40С до 70С. При минимальной температуре — наихудший сценарий: тепловой удар по теплообменнику и системе отопления.

Чугунные теплообменники, как самые хрупкие, долго такого режима не выдерживают, лопаются. Чаще такой режим возникает ночью, когда необходимость новой закладки топлива попросту проспали, котел тухнет, температура теплоносителя значительно понижается. При недостаточной скорости циркуляции при быстром прогреве возможно закипание теплоносителя, что является гидравлическим и тепловым ударом по системе отопления. Пластиковые трубы страдают от перепадов температуры первыми.

В помещении начинают теплеть трубы, воздух холодный.

Середина цикла - дальнейшийнагрев теплоносителя. Температура в топке повышается до 1000С для дров, до 1300С для угля, нагревая теплоноситель. При отсутствии контроля происходит нагрев теплоносителя до максимальной температуры котла - 95С. Но современные твердотопливные котлы позволяют контролировать в некоторых пределах температуру теплоносителя, регулируя задвижкой подачу воздуха. Не позволяют подняться до опасно высокой температуры, поддерживать заданную температуру до полного сгорания топлива.

В помещении трубы горячие, начинает прогреваться воздух.

Конец цикла - топливо прогорает до образования тлеющих углей, температура в топке падает до 600-400С, — самый комфортный режим для системы. Происходит медленное остывание теплоносителя, воздух в помещении остывает незначительно. После образования тлеющих углей процесс охлаждения теплоносителя и воздуха в помещении ускоряется.

История, пути решения

Не может быть, чтобы за всю историю твердотопливного отопления человечество не придумало способ решения неравномерного прогрева. Решение напрашивается само - увеличить тепловую емкость прибора отопления, компенсируя паузы без обогрева.

Национальный способ решения этой проблемы заключается в использовании массива кирпичной печи как аккумулятора тепла. Даже в условиях значительных запасов леса средней полосы России постоянно топить печь очень накладно: заготовка, транспортировка, резка и колка дров. Рационально топить печь 2 раза в сутки, совмещая отопление с приготовлением пищи. Русская печь весит от 3 до 7 тонн, аккумулируя всем своим объемом тепло и отдавая его равномерно все время между топками.

Индейские вигвамы в зимнее время обкладывали очаг большими валунами - аккумуляторами тепла.

Современные пути решения

Что предлагают современные технологии для решения проблемы аккумуляции тепла? Путей много по изменению агрегатного состояния вещества. Но самым дешевым оказалась вода, как одно из веществ, имеющих самую большую удельную теплоемкость.

Переход от теплоемкости камня к воде позволяет уменьшить объем накопления тепла до емкости в 1-3м3. Много это или мало? — нет разницы. Указанный объем можно разместить в любом удобном месте, хорошо его утеплив, - хоть в чердачном пространстве.

Решение водяного аккумулятора тепла реализуются в современном жилище двумя способами.

Способ №1.

Между отопительным котлом и системой отопления устанавливается соответствующая по объему емкость. Главное назначение которой — в качестве буфера компенсация температурных выбросов котла и накопление тепла от котла, обеспечение длительного обогрева при отсутствии топочного процесса.

Способ №2.

Все в нашем жилище накапливает тепло: стены, потолок, пол, мебель и т. д. Теплые полы с повышенным слоем покрытия над трубами достойное наследие русской печки. Теплые полы во всем помещении являют собой достаточно большой аккумулятор тепла, но гораздо меньший, чем емкостной теплоаккумулятор.

Способ реализации

Наиболее удачный способ практического применения теплового аккумулятора твердотопливного котла реализован в следующей схеме.

Твердотопливный котел.
Насос циркуляции котел-аккумулятор.
Термодатчик включения насоса циркуляции котел-аккумулятор.
Насос циркуляции аккумулятор - система отопления.
Термодатчик системы отопления, показан вариант контроля температуры воздуха.
Змеевик нагрева воды для бытовых нужд.
Бак теплоаккумулятора.

Часто для решения частных проблем отопления выход с котла в тепловой аккумулятор выполнен змеевиком — позиция №7. Например, когда в системе отопления антифриз, нежелательный для котла и насоса циркуляции.

Работает система следующим образом. При начале горении топлива в котле включается датчик температуры, запускающий насос №2 в работу. Этот насос будет работать все время, пока температура в топке не опустится ниже 60С. Нагретая вода с теплового аккумулятора расходуется с помощью насоса №3, необходимая температура в помещении поддерживается с помощью термодатчик №5.

Преимущества и недостатки

Затратив средства на установку термоизолированной емкости и труб к котлу, что мы получили?

Преимущества:

Защита котла и системы отопления от перегрева, разбавляя перегретый теплоноситель с большой емкостью теплоаккумулятора;
Аккумуляция тепла от работающего котла;
Реализуется наиболее экономичный режим работы котла по сгоранию топлива, а не поддержанию заданной температуры;
Снижение количества топок до 1-2 в сутки, отпадает необходимость топить ночью, улучшение температурного комфорта в помещении за счет стабилизации температуры теплоносителя;
Теплоаккумулятор позволяет принимать тепло от любых теплогенераторов: гелиоустановки, тепловые насосы, газовые котлы, камин и т. д.
Просто реализуется нагрев воды для бытовых нужд.

Недостатки:

Высокая стоимость емкости, утепления, подводки труб;
Необходимо место под установку емкости не менее 500л с прочным основанием.

Заключение

Наличие буферной емкости в виде аккумулятора тепла не освобождает систему отопления от приемов защиты превышения — температуры и давления. Необходимо предусмотреть работоспособность системы отопления при отсутствии электроэнергии.

Для расчета минимального объема емкости теплоаккумулятора принята следующая методика расчета: на 1кВт мощности котла необходимо 25л жидкости, оптимально 50л на 1 кВт.

Для системы отопления с теплоаккумулятором предпочтителен котел на 30% больше расчетной мощности.

Тепла вашему дому.

Современные твердотопливные котлы – прекрасная альтернатива газовым и электрическим генераторам теплоты. За счет своих конструктивных особенностей, а также доступности топлива, и их установки удается достичь наиболее качественной и эффективной работы системы отопления, гарантировать ее безотказность и функциональность.

Вариантов подключения твердотопливных котлов к системе обогрева того же загородного дома или любого другого объекта существует огромное множество. Весьма популярным и распространенным вариантом комплектации обвязки агрегата является использование специальных аккумуляционных емкостей – теплоаккумуляторов.

Тепловой аккумулятор: что это такое

Конструктивно твердотопливный теплоаккумулятор представляет собой специальную емкость с теплоносителем, которая быстро нагревается в процессе сгорания топлива в топке котла. После того, как тепловой агрегат перестает работать, аккумулятор отдает свое тепло, тем самым, поддерживая в здании оптимальный температурный режим.

В сочетании с современным котлом, работающим на твердом топливе, тепловой аккумулятор позволяет достичь практически 30%-й экономии топлива и повышения КПД системы. Кроме того, количество загрузок теплового агрегата удается сократить вплоть до 1 раза, да и сама техника работает на полную силу, максимально сжигая все загруженное топливо.

Выполнены все тепловые аккумуляторы (и это можно видеть на многих фото или видео на нашем сайте) в виде неких буферных емкостей – баков, которые утеплены специальными материалами. При этом объем подобных баков может достигать 350-3500 литров. Использовать устройства можно как в открытых, так и в закрытых системах отопления.

Принцип работы отопительной системы с аккумулятором теплоты

Как правило, основное отличие системы с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором от обычной заключается в цикличной работе.

В частности, выделяют два цикла:

Произведение двух закладок горючего, сжигание его в режиме максимальной мощности. При этом все избыточное тепло не вылетает «в трубу», как при традиционной схеме отопления, а скапливается в аккумуляторе;
Котел не топится, а оптимальный температурный режим теплоносителя поддерживается за счет отдачи тепла от бака. Следует отметить, что при использовании современных теплоаккумуляторов можно добиться простоя теплового генератора до 2-х дней (все зависит от теплопотерь здания и наружной температуры воздуха).

Совет. Чтобы добиться максимальной экономии и простоя котла отопления, следует использовать тепловые аккумуляторы повышенной емкости.

Основные функции теплоаккумуляторов

Твердотопливный котел с теплоаккумулятором – очень выгодный и производительный тандем, за счет которого можно сделать систему отопления более практичной, экономичной и производительной.

Тепловые аккумуляторы выполняют сразу несколько функций, среди которых можно выделить:

Аккумуляция тепла от котла с последующим его расходом по требованию отопительной системы. Зачастую, данный фактор обеспечивается применением трехходового клапана или же специальной автоматики;
Предохранение обогревательной системы от опасного перегрева;
Возможность простой увязки в одной схеме нескольких разных источников теплоты;
Обеспечение работы котлов с максимальным показателем КПД. Собственно, данная функция появляется за счет работы техники на повышенных температурах и снижения расхода топлива;

Теплоаккумуляторы как на подбор

Стабилизация температурных режимов в здании, снижение количества загрузок горючего в котел. При этом данные показатели довольно значимые, что делает установку подобного оборудования более эффективным и финансового выгодным решением;
Обеспечение здания горячей водой. Требуется обязательная установка на выходе из бака теплового аккумулятора специального термостатического защитного клапана, так как температура воды может достигать более 85С.

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла можно производить различными способами. Но, если необходимо быстро выполнить все расчеты, то лучше воспользоваться проверенным на практике вариантом – на 1 кВт мощности твердотопливного котла должно приходиться не менее 25 литров объема. Чем выше мощность теплотехники, тем большего объема потребуется установить аккумулятор.

Важно. Объем теплоаккумулятора следует выбирать с запасом. Таким образом, можно будет достичь наиболее производительной работы теплового агрегата, сократить количество потребляемого топлива, повысить КПД.

Применение теплового аккумулятора: когда необходима техника

Инструкция к тепловым аккумуляторам твердотопливных котлов говорит о том, что подобные агрегаты следует применять в нескольких основных случаях:

Необходимость в эффективном горячем водоснабжении в больших объемах. Например, если в доме имеется два или более санузлов, большое количество кранов, то без теплоаккумуляторов не обойтись, ведь техника существенно увеличивает выработку воды без лишних финансовых затрат;
При использовании твердого топлива с различными коэффициентами тепловыделения. За счет такой техники удается сгладить пики горения и снизить количество закладок;
Если в доме имеется необходимость в зарядке аккумуляторов теплом по «ночному тарифу»;
При использовании тепловых насосов. В том случае, если кроме твердотопливного котла в здании имеется еще и альтернативная система отопления, то аккумулятор поможет оптимизировать время работы компрессора установки.

Выбор теплоаккумулятора: на что обратить внимание

Если речь идет о выборе теплоаккумулятора своими руками, то важно обязательно учитывать целый ряд особенностей и характеристики оборудования. Следует отметить, что от этого зависит не только цена, но еще и долговечность, производительность и безотказность работы оборудования.

Среди основных рабочих параметров аккумуляторов теплоты можно выделить:

Габаритные размеры, вес, объем. Именно объему и весу следует уделять особое внимание в процессе подбора тепловых аккумуляторов. Как мы оговаривали ранее, объем бака подбирается в зависимости от мощности котла. Но, следует отметить, чем больше объем теплоаккумулятора, тем лучше, ведь удается добиться максимальной производительности и экономичности системы.

Нельзя не отметить, что если по каким-то причинам габариты баков аккумуляторов не позволяют установить их в доме (например, это касается объемных 2000-литровых емкостей), то можно заменить их на несколько, но уже меньшего объема;

Совет. Так как теплоаккумуляторы имеют довольно значимые габариты, то лучше всего заранее предусмотреть место под установку подобных агрегатов. Это может быть подвал жилого дома или специальная капитальная пристройка.

Давление в отопительной системе. Очень важный и значимый фактор, от которого зависит толщина стенок бака, а также формы крыши и донышек. В том случае, если максимальное давление в системе обогрева здания не превышает 3 бара, то достаточно будет обычных теплоаккумуляторов.

В том же случае, когда рабочее давление колеблется в пределах 4-8 бар, потребуется выбрать баки с торосферическими крышками. Конечно же, цена такой техники несколько выше, но и по своим характеристикам они более предпочтительны;

Материалы. Практически каждый твердотопливный теплоаккумулятор, изготовленный в странах Европы, состоит из обычной углеродистой стали, покрытой влагостойкой краской. Но, следует отметить, выбирать лучше всего баки из нержавеющей стали, устойчивые к коррозии и воздействию различных добавок, которые содержат теплоносители.

Преимущества использования тепловых аккумуляторов для твердотопливных агрегатов

Повышение срока эффективной и безотказной эксплуатации системы;
Производительная и безотказная работа техники при различных эксплуатационных режимах;
Отсутствие резких скачков температуры при передаче тепла от котла в систему отопления дома;
Экономия твердого топлива вплоть до 30%;
Возможность получения тепла даже при полном сгорании топлива.

Заключение

В настоящий момент тепловые аккумуляторы – техника современная и эффективная, позволяет существенно повысить производительность работы тепловых генераторов, обеспечив их безотказность, экономичность и безотказность. Поэтому если вы стремитесь создать экономную систему, то должны обратить внимание на это оборудование.

Для отопления загородных объектов используют твердотопливные котлы, если иные виды топлива недоступны или неоправданно дороги. К каждому отопительному сезону владельцу коттеджа приходится заготавливать необходимый запас дров и угля, объем которого зависит от площади объекта и качества его теплоизоляции, а также суровости климатических условий в регионе проживания.

Большинство моделей твердотопливных котлов могут обеспечивать комфортную температуру в доме, если их протапливать два раза в сутки в строго определенное время. Если сдвинуть время розжига топлива в камере сгорания агрегата, то в жилом помещении становится холодно. Исключением являются котлы длительного горения, которые могут поддерживать необходимую температуру в доме в течение нескольких суток. Добиться такого же результата можно и от обычного твердотопливного котла, если в систему отопления включить дополнительный узел, способный аккумулировать излишнее тепло, вырабатываемое агрегатом при сжигании порции топлива. К таким узлам относят буферные емкости или , которые еще иначе называют накопителями.

Установка теплоаккумулятора позволяет:

организовать обслуживание котла в удобное время суток;
увеличить время между очередными загрузками топлива без понижения комфорта проживания в доме;
оптимизировать расходы на содержание дома за счет уменьшения закупок твердого топлива.

Использование твердотопливных котлов совместно с буферными емкостями позволяет сократить расходы твердого топлива в разы, при этом обеспечить требуемый уровень комфорта в доме. Отдачу от установки бака-накопителя можно существенно увеличить, если применять в работе системы отопления интеллектуальные регуляторы и датчики. При достижении в помещениях дома установленных температурных значений, подача теплоносителя в отопительные приборы прекращается.

Тепло, выделяемое продолжающим работу котлом, аккумулируется в буферной емкости, а затем отдается остывшему теплоносителю, начинающему циркулировать по системе, минуя прогоревший котел. Чем больше объем буферной емкости, тем дольше будет обогреваться дом за счет тепловой энергии, накопленной в ней.

Преимущества использования термоаккумулирующей емкости в системе отопления загородного дома, подключенной к нескольким генераторам тепла

Как устроен теплоаккумулятор?

Буферная емкость, как правило, изготавливается в форме цилиндра из листовой стали (черной или нержавеющей). Объем теплоаккумулирующего бака может варьироваться от сотни до нескольких тысяч литров. Чем больше объем емкости, тем больше ее габариты. Из-за внушительных линейных размеров баков-накопителей возникают сложности с их размещением в помещении котельных. Производители готовых теплоаккумуляторов выпускают модели как с теплоизоляцией, поставляемой в отдельной упаковке, так и без нее. Толщина слоя утеплителя обычно составляет 10 см, которые необходимо учитывать при монтаже оборудования. На бак с утеплителем надевается кожух, сшитый из качественного заменителя кожи. Утеплитель замедляет остывание теплоносителя, находящегося в теплоаккумулирующей емкости.

В зависимости от конструкции буферные емкости бывают:

пустыми (без теплообменников);
с одним или двумя змеевиками (теплообменниками);
с встроенными баками-бойлерами меньшего диаметра, используемыми для обеспечения автономной работы системы горячего водоснабжения загородного объекта.

В стальном корпусе бака предусматривается несколько резьбовых отверстий, которые используются для подключения аккумулирующего устройства к котлу и трубной разводке системы отопления дома.

Внешний вид и внутреннее устройство термоаккумулятора (буферной емкости) с нижним теплообменником и слоем минераловатного утеплителя

Как быстро расходуются запасы энергии?

Однозначного ответа на данный вопрос дать невозможно. Длительность работы отопительной системы объекта за счет энергии, накопленной в буферной емкости, зависит:

от объема бака;
от объема теплопотерь в помещении;
от температуры наружного воздуха и времени года;
от выставленных значений термодатчиков.

Обогрев загородного дома при пассивном участии котельного оборудования может осуществляться от нескольких часов до нескольких суток. Пока работает теплоаккумулятор, котел «отдыхает», а значит, сохраняет свой ресурс, которого хватит на большее количество отопительных сезонов.

Как подобрать подходящую модель?

При выборе модели подходящей буферной емкости для обогрева загородного объекта исходят из мощности отопительного котла. Разработаны онлайн калькуляторы, позволяющие в интерактивном режиме определять объем накопительного бака в зависимости от мощности твердотопливного котла и времени, которое понадобится агрегату для нагрева теплоносителя в буферной емкости. Можно воспользоваться и готовыми таблицами, содержащими рекомендации по объемам баков-накопителей для конкретных моделей твердотопливных котлов.

Подбирая модель термоаккумулятора, важно учитывать и его габариты. Специалисты рекомендуют устанавливать буферные емкости в непосредственной близости от котла отопления. При использовании в системе отопления циркуляционных насосов баки-накопители могут размещаться в доме, гараже, подсобных помещениях.

Как работает теплоаккумулятор будучи в системе?

Циркуляционный насос, врезанный на участке трубопровода, соединяющего котел отопления с буферной емкостью, обеспечивает подачу нагретой воды в верхнюю часть теплоаккумулятора. При этом из нижней части происходит выталкивание холодного теплоносителя по обратке в котел отопления.

Второй циркуляционный насос, установленный между буферной емкостью и радиаторами, обеспечивает подачу горячего теплоносителя по трубной разводке до тех пор, пока термостат не отключит его из-за достижения в помещении заданной температуры воздуха.

При остывании нагревательных приборов в доме станет холоднее, датчики сработают, и насос опять начнет подавать нагретый теплоноситель в трубную разводку системы отопления. Аккумуляция тепловой энергии будет осуществляться в периоды бездействия второго циркуляционного насоса.

Схема подключения термоаккумулятора к системе отопления загородного объекта, отапливаемого в автономном режиме с помощью твердотопливного котла

Если теплоаккумулятор не используется, то весь теплоноситель уходит в систему и дом перегревается. Лишнее тепло выводится из комнат через открытые форточки и окна. «Топить улицу», выбрасывая деньги на ветер, в настоящий момент является непозволительной роскошью и даже преступной расточительностью.

После прогорания всего топлива, заложенного в топку котла, происходит отключение оборудования. Первый циркуляционный насос прекращает свою работу, а второй продолжает функционировать, обеспечивая подачу горячего теплоносителя, припасенного в емкости, в трубопроводную и радиаторную разводку системы отопления. Назад возвращается в термоаккумулятор охлажденный теплоноситель, который каждый раз понижает температуру воды, находящейся в емкости-термосе.

О том, какое топливо лучше использовать для обогрева дома и как правильно топить печь, вы узнаете в нашей следующей статье: .

Что еще можно подключить, кроме котла?

Помимо котельного оборудования к теплоаккумулирующему баку могут быть подключены альтернативные источники тепла ( , каминная топка и др.). Наличие таковых источников позволит в летнее время вообще не протапливать котел, так как отданной ими тепловой энергии будет хватать на подогрев горячей воды для системы ГВС.

К недостаткам использования готовых буферных емкостей можно отнести их высокую стоимость и большие размеры. Затраты окупаются в зависимости от объема теплоаккумулятора в течение нескольких лет. При желании накопительный бак можно сделать своими руками. В данном видеоролике показан пример выполнения подобного проекта.

Твердотопливные котлы – отличное оборудование для отопления частного дома в сельской местности или в пригороде, вдали от газовых магистралей. Как и любое другое оборудование котлы на твердом топливе претерпевают изменения, модифицируются и усовершенствуются, поэтому современные модели представлены пиролизными аппаратами, котлами с теплоаккумуляторами, пеллетным оборудованием, оснащены автоматикой и средствами контроля параметров. Стандартная схема отопления с теплоаккумулятором заслуживает особого внимания, так как экономит топливо, которое и без того стоит недешево – ведь платить приходится не только за дрова, торф, пеллеты или уголь, но и за их доставку. Теплоаккумулятор для электрических и твердотопливных котлов отопления эффективнее себя проявит, если подсчет электроэнергии ведется по дневному и ночному тарифам.

Устройство отопления с ТА

Тепловой аккумулятор (ТА) для котлов отопления – составная часть отопительной системы, работающая на увеличение временного отрезка между циклами подачи топлива в топочную камеру. Конструктивно это герметичная утепленная емкость большого объема, наполненная теплоносителем из системы отопления, который постоянно циркулирует по контуру (контурам). В качестве теплоносителя используются традиционные жидкости – дистилированная вода, антифриз, водно-глюколевые растворы.

Единственная особенность, которую обязательно нужно учитывать при принятии решения о включении в схему ТА – объем отапливаемых помещений. Чем он меньше, тем меньше смысла в установке теплоаккумулятора – мощности котла и нагревательных приборов (радиаторов, батарей) вполне достаточно для обогрева небольших помещений. Как функционирует отопление с тепловым аккумулятором – упрощенная схема подключения:

Теплоаккумулятор включается в разрыв между котлом и трубной разводкой, то есть, нагретая в котле жидкость сразу направляется в емкость;
Из аккумулятора горячая жидкость перетекает в отопительные приборы посредством трубной разводки;
По обратной подаче жидкость снова направляется в аккумулятор, а из него – в котел для нового цикла нагревания.

Потоки подачи и обратки должны постоянно смешиваться – это условие эффективной работы теплового аккумулятора. Но нагретый теплоноситель поднимается вверх, а остывший – опускается вниз, поэтому сложность обеспечения работоспособности системы заключается в том, чтобы создать такие условия, при которых некоторый объем горячей жидкости опускался на дно аккумулятора для нагрева остывшей жидкости из обратки. Заряженный аккумулятор – это резервуар, в котором весь объем теплоносителя имеет одинаковую температуру.

После сгорания очередной порции твердого топлива котел перестает нагревать воду, и начинает работать ТА. Горячий теплоноситель продолжает двигаться в системе, отдавая тепло и охлаждаясь в батареях. Циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока теплоноситель не остынет полностью, или в котел не загрузится новая порция дров или угля.

При наличии системы автоматики критическое охлаждение теплоносителя не допускается, так как подача твердого топлива в системе контролируется датчиками температуры: при достижении определенного значения, означающего, что котел перестал поддерживать горение, датчик подает сигнал в исполнительную систему, которая открывает задвижку подачи топлива – угля, пеллет или торфа.

Недостатки работы системы отопления с теплоаккумулятором для дачных и садовых домиков с сезонным проживанием:

Помещения прогреваются дольше;
Из-за маленьких размеров ТА увеличивается объем отопительного контура, поэтому самый дешевый теплоноситель для таких систем – вода. Антифриз и другие синтетические жидкости обойдутся слишком дорого.

Но каждый раз по приезде вновь наполнять систему водой – занятие хлопотное, а, если выездите на дачу два-три раза в месяц – просто бессмысленное. Поэтому в ТА встраиваются дополнительные стальные спиральные трубы, выполняющие роль отопительных контуров. Теплоноситель, протекающий по спиралям, не контактирует с теплоносителем в ТА, а является отдельным и автономным контуром отопления или ГВС. Реализацией такого несложного приема можно добиться универсальности применения любого котла, даже простейшего одноконтурного. Причем КПД такого оборудования будет использован максимально.

Роль таких пассивных спиралей могут выполнять и активные элементы – электрические ТЭНы, которые могут подключаться к электрической сети или быть автономными – работать от энергии солнца (солнечных аккумуляторов). Такой способ нагрева теплоносителя или ГВС считается вспомогательным.

Схема обвязки с тепловым аккумулятором

Схем отопления с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором можно разработать сколько угодно – все будет зависеть от реальных условий эксплуатации отопления, расположения помещений, их площади, применяемого оборудования, и т.д. Традиционная и стандартная обвязка твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором работает следующим образом:

На рисунке ниже стрелками указаны перемещения теплоносителя по системе, при этом обратка вверх двигаться не может. Чтобы забирать теплоноситель из обратки, в схему включается циркуляционный насос между аккумулятором и котлом, который перекачивает больше жидкости, чем насос до ТА. Таким образом, образуется перепад давлений в трубах, и жидкость забирается из трубы обратной подачи в резервуар. Небольшой недостаток этой схемы заключается в том, что контур будет нагреваться дольше.

Для уменьшения этого временного отрезка реализуется такое устройство отопления (рисунок ниже по тексту) с замкнутым циклом прогревания котла. Работает схема так: теплоноситель не поступает из ТА в котел до тех пор, пока она не нагреется в рубашке котла до заданной температуры. После достижения заданного значения некоторый объем жидкости из трубы подачи поступает в аккумулятор, а часть смешивается в системе с жидкостью из ТА, и снова подается в котел.

В результате реализации такой схемы котел всегда принимает нагретую жидкость, что поднимет его КПД, уменьшает время прогрева отопительного контура и позволяет организовать автономный режим работы включением двух байпасов:

При неработающем насосе и перекрытом вентиле нижнего байпаса работает обратный клапан;
При неработающем насосе и обратном клапане работает нижний байпас.

Из-за высокого сопротивления обратного клапана потоку теплоносителя его можно не включать в схему:

При аварийном отключении электричества шаровый вентиль открывается вручную. При работе схемы только с принудительной циркуляцией теплоносителя обвязка с ТА делается по следующей схеме:

Как рассчитать требуемый объем теплоаккумулятора

Слишком большой или слишком маленький резервуар для накопления тепла в виде нагретого теплоносителя– это неэффективное решение, поэтому требуемый объем резервуара подлежит математическому расчету, точные результаты которого получить сложно из-за приблизительных первоначальных данных – тепловых потерь в помещении, свойств утеплителя стен и фундамента дома, теплоизолирующих качеств стройматериалов стен, перекрытий и перегородок, этих же параметров оконных и дверных проемов. Но приблизительно провести расчет теплоаккумулятора все же можно, и рассчитан такой прием именно на незнание точных тепловых потерь здания, тем более, если его только предстоит построить.

Выбор размеров и объема резервуара под тепловой аккумулятор можно сделать, отталкиваясь от следующих параметров:

Общая площадь отапливаемых помещений;
Тепловая мощность нагревательного оборудования.

Эти два параметра и определяют объем ТА.

Допустим, необходимо вычислить объем теплового аккумулятора для отопительной системы, исходя из отапливаемой площади помещения. Формула для расчета простая: площадь в квадратных метрах умножается на четыре (Sx 4). Например, для дома общей отапливаемой площадью 50 м 2 потребуется резервуар на 200 литров. При таком объеме ТА, как показывает практика, загружать котле твердым топливом можно всего одни раз в сутки. Это – очень хорошая экономия и очень хороший КПД.

Знающие хозяева скажут, что можно просто установить пиролизный котел, который будет работать так же. Но работа такого котла немного сложнее и менее эффективна, так как:

Сначала топливо возгорается и разгорается;
Затем ограничивается подача воздуха;
Последним активируется тление топлива (пиролиз).

При возгорании топлива температура теплоносителя резко возрастает, а пиролизный процесс поддерживает ее на заданном уровне, причем во время протекания пиролиза много тепловой энергии просто исчезает в трубу дымохода, не обогревая почти ничего. Еще один минус – при на пиках разогрева теплоноситель может закипать и выплескиваться из расширительного бачка, а при использовании ПВХ труб для разводки отопления они быстрее выходят из строя от высокой температуры.

Дровяные котлы для отопления дома до сих пор популярны, несмотря на многообразие моделей газовых и электрических котлов, и этому есть простое объяснение: дрова – это самый доступный вид топлива для загородных домов, не подключенных к магистральному газу.

Эффективность современных дровяных котлов довольно высока, их КПД достигает 85%, при этом в качестве топлива могут использоваться не только дрова, но и пеллеты, а также отходы деревообработки.

Дровяные котлы, применяемые для отопления загородного дома, просты в подключении и использовании – обращаться с ними даже проще, чем с печкой. При соблюдении правил установки и эксплуатации они безопасны. Единственным серьезным недостатком дровяных котлов является низкий уровень автоматизации процесса: загрузку топлива в котел необходимо производить вручную. Выходом из ситуации может стать котел с функцией длительного горения или комбинированный котел, работающий на твердом топливе и имеющий дополнительную дизельную или газовую горелку или электрический тэн.

Несмотря на огромный выбор моделей дровяных котлов, устройство их различается не так уж сильно. Любой дровяной котел для отопления дома обязательно имеет камеру сгорания топлива, водный теплообменник, дымоход и зольник. Простейший дровяной котел по устройству напоминает буржуйку с водяной рубашкой: при сгорании дров в топке вода нагревается и поступает в систему отопления. Эффективность такого котла невелика, а расход дров – значительный, из-за неполного сжигания топлива часть денег улетает в трубу в буквальном смысле слова. Конструкция современных котлов с функцией длительного горения, конечно, сложнее, устройство такого котла и его основные элементы показаны на рисунке.

Дрова в котел загружаются через верхнюю загрузочную дверку сразу в большом объеме. Начальное сжигание топлива происходит в камере газификации. Поступление воздуха, а вместе с ним и необходимого для горения кислорода, в эту камеру ограничено – так регулируется интенсивность горения. В таком режиме дрова не горят, а тлеют с образованием большего количества тепла, при этом происходит нагрев воды в теплообменнике. Но процесс горения на этом не заканчивается: при тлении образуется дым, содержащий горючие газы. Эти газы попадают во вторую камеру – камеру сжигания, которая служит одновременно зольником. Подача воздуха в эту камеру уже не ограничена, и при достаточном количестве кислорода происходит дожигание газов. Температура горения газовоздушной смеси очень высока, и эффективность нагрева водяного теплообменника в этой камере тоже. В результате дым очищается от золы и вредных горючих газов, что делает дровяные котлы нового поколения весьма экологичными.

Пиролиз — процесс длительного горения

Видео — принцип работы дровяного котла длительного горения

Отведение дыма осуществляется через дымоходный канал, присоединенный к дымоходу и трубе. Для подачи холодной и отвода горячей воды из теплообменника котел оснащен патрубками. Они подключаются к системе отопления по выбранной схеме. Котлы нового поколения оснащены автоматикой, позволяющей максимально упростить обслуживание котла:

датчиком температуры, подающим сигнал на вентилятор подачи первичного воздуха;
датчиком давления, сигнализирующим о превышении нормального значения;
датчиками давления воды в системе.

Эффективность твердотопливных котлов напрямую зависит от вида и качества топлива. Если котел предназначен для работы на дровах, нельзя загружать в него уголь и торфяные брикеты! Это снизит эффективность котла и может вывести его из строя. Также не рекомендуется использовать для топки дровяного котла плохо просушенные дрова и древесину хвойных пород – они горят с образованием большого количества пара, смол и сажи, и котел придется подвергать чистке значительно чаще.

Дровяные котлы – выбор

Выбор дровяного котла необходимо начинать с расчета необходимой мощности – этот параметр указывается в паспорте на котел и измеряется в киловаттах. Одного киловатта мощности котла достаточно для обогрева десяти квадратных метров хорошо утепленного помещения. Например, в условиях средней полосы для обогрева дома площадью 100 квадратных метров необходим котел с мощностью 10 кВт. Для морозных дней и плохо утепленных помещений необходим запас мощности в 20-30%. При выборе стоит обращать внимание не только на номинальную мощность, но и на весь диапазон, в котором может работать котел – осенью и весной нецелесообразно топить котел на полную мощность. Если вы планируете использовать котел также для получения горячей воды, то вам понадобится внешний бойлер и дополнительный запас мощности котла в расчете на количество постоянно живущих в доме людей.

Важную роль играет материал котла – сталь или чугун. Стальные котлы легче и имеют более простую конструкцию топки, которую легче чистить – достаточно удалить золу из зольника. Дымовой канал у стальных котлов длиннее, поэтому нагрев теплоносителя происходит эффективнее. У чугунных котлов дымовой канал более короткий, и большая площадь теплообмена достигается за счет ребристой поверхности, в которой оседают продукты горения, чистить чугунный котел придется с применением щеток, скребков и кочерги. При этом показатель теплоемкости самого котла у чугунных моделей выше.

Отдельным видом можно выделить электро дровяные котлы, которые при помощи электричества еще больше повышают КПД. Современная автоматика следит за процессом горения и влияет на него при помощи задвижек, которые регулируют поток приходящего объема воздуха в топку, таким образом можно контролировать температуру в топке на заданном уровне!

Стальной дровяной котел Wirbel

Важный показатель – отношение объема загрузочной камеры к мощности котла. Выражаясь проще – сколько раз за сутки вам придется подходить к котлу для загрузки топлива. У стальных котлов этот показатель обычно выше – в среднем 1,5-2,5 л/кВт против 1,1-1,4 л/кВт у чугунных — следовательно, загрузка осуществляется реже.

Обязательно убедитесь в наличии системы аварийного охлаждения и уточните принцип ее работы. Эта система может понадобиться в случае перегрева котла и закипания воды в теплообменнике. Более безопасными являются котлы с отдельным контуром аварийного охлаждения, если же аварийное охлаждение устроено за счет резкого слива воды из теплообменника с заменой ее на холодную воду, убедитесь, что котел стоек к тепловому удару.

Защита от ожогов – важный показатель, особенно если в котельную открыт доступ посторонним людям или детям. Полезной опцией являются теплоизолированные ручки топки, защитные кожухи и решетки, теплоизоляция наиболее греющихся плоскостей котла.

Тепловая защита котлов — обязательное условие безопасности

Дровяные котлы – требования к установке

Эффективная и безопасная работа дровяного котла невозможна без правильной установки. Ккак установить котел своими руками, не нарушив правил безопасности?

Место установки

Любой дровяной котел при работе потребляет довольно большое количество воздуха, поэтому для котлов небольшой мощности, которые можно устанавливать в общих помещениях дома, выполняют приточно-вытяжную вентиляцию, а при мощности котла более 50 кВт обязательно обустройство отдельной котельной с полезным объемом помещения от 8 кубометров. Дровяные котлы устанавливают на твердое, ровное основание с несгораемым покрытием – бетон, кафель, керамогранит. Стены также должны быть облицованы негорючими материалами. Котельную оборудуют принудительной вентиляцией.

Требования к дымоходу

Дымоход для дровяного котла выполняют из нержавеющей стали, керамики или толстостенной металлической трубы. Оптимальным выбором являются дымоходы из нержавейки типа «сэндвич». Они легко собираются из различных элементов – труб, скрепляемых хомутами, кровельных проходов, разгрузочных платформ. При изгибах такого дымохода используют отводы под определенным углом. Допускается выводить дымоход котла не через кровлю, а через стену здания. Высота прямой части дымохода для устойчивой тяги в котле должна быть не менее 6 метров для котла мощностью 16 кВт и не менее 10 метров для котла 32 кВт, при диаметре трубы 200 мм.

Сервис и обслуживание

Также необходимо уточнить условия сервиса и гарантийного обслуживания выбранной модели котла, близость сервисных центров и возможность вызова специалистов для установки и ремонта. Может случиться, что обслуживание более дешевой модели обойдется значительно дороже, чем у аналогов известных фирм, имеющих сервисные центры в крупных городах.

Видео — самостоятельная установка твердотопливных котлов

Дровяные котлы для отопления дома после установки присоединяются к системе водяного отопления. Для бесперебойной работы системы можно дополнительно установить в нее бак-нагреватель на электрических тэнах, в этом случае вам не придется подбрасывать дрова во время ночного отдыха или отлучки из дома.