Сколько стоит переделать твердотопливный котел в пеллетный?

Как увеличить время работы твердотопливного котла

Современный твердотопливный котел является самым эффективным и недорогим способом обогрева частного дома, коттеджа, производственного цеха или любого другого объекта. Но даже котельная на твердом топливе имеет один недостаток – необходимость регулярной закладки топлива в камеру горения, будь то дрова, уголь, специальные гранулы или древесные отходы.
Решая купить котел отопления, пользователи обычно не задумываются о такой характеристике, как время горения топлива одной закладки, и только в процессе эксплуатации ищут способы, как увеличить интервал между закладками топлива.

Увеличить время работы на одной закладке можно тремя способами:

• Увеличение объема камеры горения
• Повышение эффективности процесса горения
• Увеличение калорийности (теплоотдачи) топлива

Увеличение объема камеры горения

Расширить камеру горения позволяют далеко не все твердотопливные котлы отопления, а только ограниченное число моделей, имеющих секционную конструкцию, позволяющую при наличии свободной секции и технических возможностей нарастить топочную камеру. Задача увеличения времени горения в этом направлении обычно решается другим способом: установкой автоматической системы подачи топлива, которая монтируется рядом с котлом и подает топливо по мере необходимости. Работают такие системы, как правило, со специальными паллетами и топливными гранулами.

Контроль процесса горения

Одним из самых эффективных способов увеличения времени работы котельного оборудования является оптимизация процесса горения: равномерного распределения теплоносителя в системе, регулирования мощности пиролизного котла и силы тяги в дымоходе. Для этих целей автономное отопление должно включать в себя такие элементы, как специальные клапаны с расходометрами, датчики температуры и давления, насосы и т.д.

Отдельной настройке необходимо подвергнуть систему дымохода и отрегулировать в нем силу тяги, от которой во многом зависит, насколько эффективно будет работать твердотопливный котел. Рекомендуется делать это еще на этапе установки оборудования, что позволит сэкономить время и деньги. Перед установкой дымохода рассчитывается его высота с учетом характеристик системы отопления и внешних факторов, таких как перепады между температурой котла и уличной температурой, среднегодовое количество осадков, сила ветра и т.д. Для регулирования силы тяги устанавливается регулятор тяги и шибер.

Увеличение калорийности топлива

Увеличить время горения топлива за счет увеличения калорийности загружаемого топлива может любой пользователь. Для этого достаточно выбрать один из следующих способов:

• Контролировать влажность топлива: загрузка сухих дров с влажностью 15-20% уменьшает энергию, которую водогрейный котел на твердом топливе затрачивает на их сушку, что повышает эффективность горения.
• Использование вместо дров или древесных отходов специальных паллетов – спрессованных брикетов высокой плотности и низкой влажности.
• Использование высококачественного древесного угля увеличивает время горения в 2-3 раза по сравнению с дровами. При этом практически отсутствует дым и уменьшается образование золы.

Твердотопливный котел – это не только топка и труба. Выработанным в топке теплом надо еще правильно распорядиться. Можно ведь все это тепло отправить прямиком в трубу и способствовать таким образом всеобщему потеплению климата планеты. А правильно для нас – это так, чтобы максимально все тепло использовать на обогрев жилища, а в трубу отдать ровно столько тепла, сколько требуется для создания приемлемой тяги, не больше.

Вряд ли имеет смысл приводить какие либо цифры, отражающие, скажем, теплоемкость стенок котла, теплоотдачу в целом и т.д. и т.п. Эти цифры ничего не дадут, потому что мы сегодня не проводим научных экспериментов с отдельно взятым котлом, с конкретной печкой. Нам важно добиться понимания, КАК сделать так, чтобы добиться означенной цели.

Для этого давай прикидывать, что в котле происходит и как на эти процессы надобно влиять. С топкой мы разобрались, тепло выработали. Правда, немалая часть выработанного тепла используется прямо в топке на нагрев ее стенок, катализатора (если он есть) а также дна и перекрыши.

Еще раз небольшое отступление: тот факт, что часть тепла используется на эти цели, оспариванию не подлежит. Но вот что интересно: стенки топки прогреваются так называемым лучистым теплом от пламени. Нагретые газы здесь в теплопередаче практически не принимают участия, они уходят вверх и далее.

И чем сильнее прогреваются стенки топки, тем меньше расходуется лучистого тепла на их прогрев. Стенки уже не только воспринимают, «впитывают» тепло, но и отражают обратно, будучи нагретыми. И это тепло теперь используется на дальнейшее повышение температуры в топке, что является благоприятным фактором для полноты сгорания топлива.

Что же касается тех топок, в которые встроен теплообменник в виде стальной рубашки с водой, то там вся лучистая энергия от пламени используется в нагреве воды. В результате стальная рубашка никогда не нагревается выше температуры воды, ведь вода постоянно меняется. Каковы последствия этого, уже понятно: высокая температура в топке недостижима.

А вот кирпичные стенки топки – совсем другая песня. Кирпич разогревается быстро, и разогревается до высоких температур, гораздо бОльших, чем может нагреться вода. Тех температур, которые так необходимы для полного сгорания топлива.

Вернемся к нашему вопросу: как распорядиться выработанным в топке теплом, поступающим в каналы печи? Есть определенное множество решений, как организовать эти каналы, как организовать теплообмен. Но мы говорим о котле, и нам важно отдать тепло теплообменнику. Поэтому мы строим колпак, куда помещаем теплообменник.

Здесь надо создать условия, при которых теплообмен был бы максимально эффективен. И первое, что надо сделать, это увеличить объем колпака. Газы, несущие тепло из топки, находятся в движении. Если сделать колпак очень маленьким, не больше сечения дымовой трубы, то скорость движения газов будет максимальной.

Каков реальный КПД твердотопливных котлов

Производители отопительного оборудования, в частности твердотопливных котлов, предлагают большой ассортимент продукции с различными характеристиками.

Исходя из конструкции котла на твердом топливе, все изделия можно разделить на такие группы:

• традиционные отопительные агрегаты;
• дровяные котлы с пиролизным типом горения (газогенераторные);
• длительного горения;
• пеллетные.

Традиционный котел на твердом топливе, самодельный в том числе, по внешнему виду напоминает печь или буржуйку с самыми необходимыми элементами – топочной камерой, дверцей, зольником и дымоходом. С помощью зольника можно регулировать тягу, открывая и закрывая заслонку. Такие конструкции считаются достаточно надежными, поскольку в них нет никаких технологичных элементов, например термодатчиков или градусников, автоматического блока управления или электроники. В данном случае основным элементом конструкции твердотопливного котла является теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю. Теплообменник бывает трубчатым или изготавливается в виде емкости из сплошных стальных листов.

Есть, однако, и более сложные устройства, которые тоже можно отнести к традиционным. Они оснащены перегородками и дроссельными заслонками, чтобы тягу было удобнее регулировать, а горячий воздух проходил большее расстояние до момента выхода в дымовую трубу. Такие перегородки существенно увеличивают КПД котла, поскольку больше тепловой энергии передается теплоносителю, а не просто «вылетает в трубу». Нужно понимать, что КПД котла это очень важный показатель.

Для подобных котлов можно использовать практически любое топливо – дрова, уголь, пеллеты и даже мусор. Главное, чтобы оно было как можно суше. С точки зрения производительности котлы простых конструкций едва ли могут претендовать на 50 % КПД, а в большинстве случаев он составляет всего лишь 15-20 %. Проблема заключается в том, что топливо слишком быстро сгорает, не успевая передать всю тепловую энергию воде в теплообменнике. В результате, большее количество тепла просто выводится в дымоход или его избыток заставляет теплоноситель закипать. Например, дрова нужно добавлять в топку каждый час, а угля хватит на 2-4 часа, но все равно он сгорает с избытком энергии и большими теплопотерями.

Более экономными и производительными являются современные котлы с перегородками и дроссельными заслонками. В них температуру сгорания топлива можно регулировать, а одной загрузки топлива хватает на 8-12 часов. Поэтому КПД таких установок нередко достигает 80 %.

Стоимость оборудования

Твердотопливный котел вместе с пеллетной горелкой и буферной емкостью обошлись Константину примерно в 3000 тыс. долларов.

На данный момент выбор пеллетных устройств на рынке Беларуси огромный. Представлены разные производители в любой ценовой категории. Тоже самое касается автоматики, горелок, теплоаккумуляторов и других устройств. Конечная цена зависит от конкретных потребностей и пожеланий.

Стоимость всей отопительной системы, с монтажом «под ключ» вышла в 11 тысяч долларов. Естественно, цена совсем не маленькая, но зато теперь дача является полноценным загородным жильем, которое может использоваться круглый год.
Материл взят с портала Tut.by, полную статью Вы можете прочитать .

Топливные агрегаты длительного горения

Идея создать своими руками твердотопливные котлы длительного горения наверняка многим покажется привлекательной. Прелесть таких конструкций в том, что закладывать дрова в них нужно лишь пару раз в сутки. Котел длительного горения отличается от традиционного агрегата тем, что в нем горение начинается с верхней части закладки топлива. При этом воздух в топливную камеру также подается сверху.

Схема котла длительного горения на твердом топливе предполагает наличие водяного контура вокруг его корпуса, поэтому вода в нем качественно прогревается на любом этапе процесса. Поскольку при работе котла горит не сразу вся закладка, а лишь верхний слой топлива, его хватает почти на 30 часов. Ряд универсальных твердотопливных котлов при использовании угля могут работать до 7 дней на одной закладке.

Данная конструкция не отличается конструктивной сложностью и не имеет каких-либо точных приборов, нуждающихся в подключении к электричеству. Поэтому цена на них вполне приемлема для потребителя. К тому же, собрать по готовым чертежам котел на твердом топливе своими руками вполне под силу домашнему мастеру. Можно сделать котел отопления своими руками и сэкономить немало денег.

Приведем несколько недостатков у данных конструкций. В работающий котел нельзя добавить топливо. Дрова для котла должны быть хорошо просушены (не более 20 % влажности) и распилены на небольшие поленья. Уголь можно применять только высокого качества, с малым содержанием шлаков. Кроме того, агрегаты данного типа ограничены по мощности – как правило, не более 40 кВт.

Еще одна разновидность котлов на твердом топливе – пеллетные агрегаты. Их отличие состоит в том, что в качестве топлива используются гранулы из отходов деревообработки. Большая часть промышленных моделей имеют особый бункер, из которого гранулы автоматически подаются в топку.

Чугунные и стальные конструкции – в чем отличия

Из какого бы материала ни был изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Разберемся в них более подробно.

В первую очередь стоит обратить внимание на материал теплообменника – чугун или сталь. Если вы хотите воспользоваться готовой схемой твердотопливного котла – своими руками чугунный теплообменник сделать вряд ли получится. Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений. Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают.

Чугунным теплообменникам свойственно покрываться сухой ржавчиной – особой пленкой, защищающей стенки агрегата от разрушения. Кроме того, влажная ржавчина также образуется намного медленнее, чем обусловлен длительный срок эксплуатации чугунных изделий – от 10 до 25 лет. Среди прочих преимуществ чугунных теплообменников можно назвать отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании. Чистка таких устройств требуется нечасто, да и нагар практически не снижает КПД котла. В случае необходимости ремонта или усиления мощности агрегата нужно лишь заменить дефектные секции или увеличить их число.

Недостатки чугунных изделий таковы:

• большая масса котла предполагает наличие отдельного фундамента;
• затруднения в процессе сборки и высокие затраты на транспортировку;
• чувствительность к термическим ударам – чугун не любит перепадов температур, поэтому контакт горячей поверхности с холодными дровами или холодной водой может быть губительным для него;
• большая тепловая инерционность – на разогрев котла требуется длительное время, но и его последующее остывание происходит медленно.

Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными объектами. Это свойство позволяет при сборке котлов отопления на твердом топливе по чертежам оборудовать их чувствительными автоматическими элементами. А благодаря небольшой инерционности такие агрегаты быстро прогреваются и остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. При этом, можно сделать чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, что позволит учесть все нюансы.

Сборка котла по готовому проекту

Проще всего будет построить своими руками твердотопливный котел из кирпича. Его конструкция популярна и не требует сложных расчетов. Использовать такой котел можно сразу в нескольких целях, поэтому устанавливают их преимущественно на кухнях. Примечательно, что самостоятельно собрать такой агрегат смогут даже новички.

В процессе работы понадобится болгарка, сварочный аппарат с электродами, листовая сталь, кирпич, материалы для печного раствора, трубы и металлические уголки. Тем, кто никогда не держал в руках сварку, лучше всего выполнить резку деталей по чертежу котла на твердом топливе, а сварочные работы перепоручить профессионалу. Это важно, так как качество швов напрямую влияет на долговечность котла.

Положительный момент самостоятельного сооружения отопительного оборудования состоит в том, что можно подобрать размер твердотопливного котла и топки, а также рассчитать его мощность под конкретные нужды. Кроме того, в нем можно предусмотреть варочную поверхность или кирпичный свод, чтобы тепло аккумулировалось в процессе горения дров, а затем перераспределялось в систему отопления.

Теплообменник чаще всего делают прямоугольным, используя для этого прямоугольный профиль и трубы сечением 40-50 мм. Благодаря профилям облегчается стыковка труб, а швы получаются более прочными.

Переход с дровяного отопления на пеллеты

В ходе общения с владельцем дома стало известно, что модернизация системы отопления реализовалась еще в ноябре 2019 года. Ранее в здании было только печное отопление, но с учетом более регулярного появления на даче всех участников семьи, начали задумываться о создании водяной отопительной системы.

Газовое оборудование не рассматривалось, так как трубопровод проходил только в соседней деревне. Электрический котел является дорогим видом отопления, поэтому выбор пал на твердотопливный агрегат польского производителя Drew-Met.

Основным источником топлива выступают дрова, но при этом имеется возможность перехода на пеллетные гранулы. Таким образом, к котлу была докуплена пеллетная горелка PellasX, необходимая автоматика к ней и бункер для хранения пеллет.

Горелки различных брендов обладают схожим строением. Главными элементами является топка, шнек для подачи пеллетных гранул, запальник и вентилятор. Эксплуатация такого оборудования подразумевает регулярную чистку теплообменника и зольника, а также обслуживание самого устройства.

Пошаговая инструкция сооружения котла на твердом топливе

Итак, весь процесс, как сделать котел своими руками по чертежам, можно разделить на несколько последовательных этапов:

1. Используя болгарку, из труб и профилей нужно вырезать заготовки. Профили будут стойками, в них газовым резаком нужно прорезать круглые отверстия для стыковки с трубами. Понадобится сделать по 4 отверстия по трубу Ø50 мм в передних стойках и по столько же в задних. Кроме того, нужны еще отверстия для врезки в систему отопления. Наплывы и нагар в результате резки или сварки нужно зачистить болгаркой, чтобы они не мешали движению воды по трубам.
2. Далее заготовки собирают в единую конструкцию. Работать придется вдвоем – сварщику понадобится помощник, чтобы придерживать трубки в неподвижном положении. Чтобы было удобнее, можно поставить стойки с трубами на ровную поверхность и сварить переднюю и заднюю часть котла.
3. Теперь нужно обеспечить подачу и отток воды из котла. К готовому каркасу приваривают входящую и обратную трубу, а торцы прямоугольных профилей заваривают кусками металла 60×40 мм.
4. Прежде чем монтировать теплообменник, его проверяют на герметичность. Для этого его устанавливают вертикально, закрывают нижнее отверстие и наполняют водой. Если протечек на швах нет, значит можно работать дальше.
5. Из кирпича выстраивают корпус котла и встраивают в него теплообменник, оставляя зазор между ними не менее 1 см. Установить регистр нужно так, чтобы создать подъем в сторону выходящей горячей воды. Перепад уровня между выходным отверстием и передним правым верхним углом теплообменника должен быть не менее 1 см. Это позволит улучшить циркуляцию теплоносителя и избавит от воздушных пробок.
6. Кирпичная кладка должна перекрыть теплообменник сверху на 3-4 см. Поверх кладки укладывают чугунную плиту. Дымоход устанавливают по усмотрению хозяев – кирпичный, металлический, или выводят в уже готовую трубу.

Как повысить производительность котла

Самостоятельно собранный твердотопливный котел, как правило, отличается существенными теплопотерями, связанными с уходом тепла в дымовую трубу. Причем чем прямее и выше дымоход, тем больше теряется тепла. Выходом из положения в данном случае будет создание, так называемого, отопительного щита, то есть дымохода изогнутой формы, который позволяет передать больше тепловой энергии кирпичной кладке. Кирпич, в свою очередь, будет отдавать тепло воздуху в помещении, обогревая его. Нередко такие ходы устраивают в стенах между комнатами. Однако подобный подход осуществим только, если котел расположен в подвале или на цокольном этаже, либо при условии постройки громоздкого многоступенчатого дымохода.

Как вариант, повысить эффективность котла можно, если вокруг дымовой трубы смонтировать водонагреватель. В данном случае тепло уходящих газов будет нагревать стенки дымохода, и передаваться воде. Для этих целей дымоход можно сделать из более тонкой трубы, которую встроить в трубу большего сечения.

Наиболее эффективным способом повысить КПД твердотопливного котла будет установка циркуляционного насоса, принудительно перекачивающего воду. Это позволит повысить производительность установки примерно на 20-30 %.

Безусловно, сконструировать котел нужно так, чтобы теплоноситель мог циркулировать самостоятельно, если в доме отключили электричество. А при его наличии насос позволит ускорить прогрев дома до комфортных температур.

Техника безопасности

Любые работы, связанные с установкой, модернизацией, ремонтом газовой аппаратуры сопряжены с повышенным риском. Лучший вариант переделки котла под сжиженный газ – доверить представителю специализированной компании. Это даст гарантию дальнейшей безопасной эксплуатации.

Основные требования:

1. Работы должны выполняться в соответствии с инструкциями производителя и правилами безопасности.
2. Не допускается установка газовых баллонов в непосредственной близости от котельного оборудования, отопительных приборов. Перегрев становится причиной взрыва.
3. Помещение оснащают системой приточно-вытяжной вентиляции. Дополнительную вытяжку монтируют в 30 см от пола.
4. Для предотвращения взрывоопасных скоплений смесей в котельной устанавливается газоанализатор. Лучше, если он будет подключен к системе автоматической защиты, перекрывающей подачу топлива.
5. При замене жиклеров, коллектора, других элементов системы подачи газа, обязательно проверяется герметичность всех соединений. Для этого используют мыльную пену. Проверка открытым пламенем запрещена.

Переделывая котел самостоятельно, вы всю ответственность за конечный результат берете на себя.