Принцип работы котла длительного горения

Котел длительного горения стал отличной заменой для печей различных типов, которые требуют постоянной подпитки топливом. Его преимущество заключается в долговременной отдаче тепла в помещение, а значит, налицо экономия не только времени, но и топлива.

Внешний вид котла длительного горения

У такого котла существуют и другие полезные положительные качества, которые помогут решить некоторые домашние проблемы. В продаже представлено немало моделей котлов подобного класса, из которых можно выбрать устраивающий по характеристикам и цене, но есть еще один вариант — изготовить такой отопительный прибор самостоятельно.

Принцип работы

Одна их принципиальных схем котла

Длительное горение котлов достигнуто благодаря конструкции отопительного прибора, в которую включена дополнительная камера для сжигания выделенного в процессе горения древесного топлива газа.

Принцип таков — топливо, заложенное в печь, при почти полном отсутствии кислорода, не подвергается активному сжиганию открытым пламенем, а значит, происходит его долгое тление с отдачей тепла. Чтобы образовалось достаточное количество газа, при сжигании топлива, после закладки дров, растопки котла и появлении активного пламени, автоматически включаются вентиляционные насосы, которые отводят из топки излишний кислород и переводят горение в состояние тления.

Кроме тепла, исходящего от топлива, при медленном горении выделяется газ, который поступает в дополнительную камеру через керамические или металлические трубы или форсунки. В камере происходит дожиг газа, чему способствует система поддува воздуха. Здесь же происходит окончательное сжигание остальных продуктов сгорания топлива, например, сажных и других тяжелых соединений.

При обычной конструкции печи, топливо после сгорания оставляет немало продуктов (отходов), которые способны также при их сжигании давать тепло. Это и учли разработчики котлов длительного горения. Камера, где происходит вторичное сгорание, задерживает выделенное тепло внутри конструкции, не давая ему сразу же уходить в трубу.

Еще одно преимущество сгорания выделенных веществ заключается в экологической чистоте дыма, исходящего из печи, так как все токсичные продукты от горения уничтожаются в дополнительном отделении дожига.

Те поняли текстом? Посмотрите видео!

Кроме того, такой котел имеет одну особенность: если во всей печах горение топлива происходит снизу вверх, то в печах длительного горения, наоборот, сверху вниз. Этот фактор также замедляет процесс горения, не давая быстро нагреваться топливу, расположенному ниже огня.

В такой котел загружается сразу большое количество дров, т.е. топочная камера заполняется доверху. После розжига она герметично закрывается дверцей. Количество поступающего кислорода контролируется регулятором подачи воздуха.

Система дожига пиролизных газов

Камера сгорания отходов горения и выделенного газа может быть расположена в нижней, верхней или задней части котла — это зависит от конкретной модели.

В качестве топлива для этого агрегата может быть использованы: дрова и уголь, опилки и торф, а также другие материалы. Неважно, какой из видов твердого топлива будет использоваться для загрузки котла, но главное, чтобы оно было достаточно просушено. Излишняя влажность будет снижать мощность отопительной установки, которая будет уходить на просушку дров, и снижать выработку вторичного топлива — пиролизного газа.

Могут использоваться самые разные виды твердого топлива

После сгорания любого топлива в печи длительного горения остается небольшая кучка пепла, поэтому для его удаления предусмотрена совсем небольшая дверца.

Отличия двухконтурного котла

Котел длительного горения может иметь не один контур, а два. Таким образом, он не только может отапливать помещение, но и греть воду для хозяйственных нужд. Такие агрегаты оборудованы теплообменником или водяной рубашкой — в этом отделе происходит нагрев воды.

Котел может работать по двухконтурной схеме

Встроенный в систему теплообменник может иметь проточную систему воды или в виде аккумулирующего бойлера. Для отопительной системы, естественно, теплообменник должен работать по проточному ппринципу, а вот для ГВС он может быть как проточным, так и бойлерным.

Для ГВС удобнее выбрать бойлер косвенного нагрева большого объема. Он позволит всегда иметь горячую воду, так как она постоянно будет подогреваться, и сохранять температуру даже после завершения топки в течение длительного времени.

Кроме водяного контура, конструкция котла ничем не отличается от обычных котлов, работающих по этому принципу.

Комбинированные котлы

Котлы, работающие только на твердом топливе, устанавливают в основном, в строениях, расположенных в районах, где недоступны другие виды энергоресурсов. Если же есть возможность подключения к газовому трубопроводу, лучше воспользоваться комбинированным котлом. Он будет гораздо удобнее в применении и экономнее в финансовом плане.

Особое удобство в эксплуатации — комбинированные котлы

Конструкция комбинированных вариантов дополнена газовой горелкой и автоматикой. Начинают топить печь, например, дровами, а при их прогорании и остывании котла ниже установленной температуры, срабатывает автоматика, и включается газовый подогрев, который поддерживает теплоноситель в нужном температурном режиме. Такой котел может быть одноконтурным, но иметь в общей системе встроенный бойлер.

Котел можно встроить в универсальную систему отопления и горячего водоснабжения

Кроме того, есть модели котлов, которые работают на электричестве вместо газа.

Положительные характеристики котла

У любого из агрегатов, описанных выше, есть объединяющие и индивидуальные положительные качества, именно поэтому сегодня их устанавливают в загородных домах и заменяют ими старые кирпичные печи.

• Котлы длительного горения имеют хорошие показатели и обладают очень высоким КПД, который доходит до 90—95%.
• Если в котле встроена система автоматической подачи топлива, то он может долгое время работать без участия человека. Срок такой работы указан в паспорте агрегата.
• Эффективность работы прибора объясняется способностью конструкции при нормальной эксплуатации достигать температуры до 600—650 градусов.
• Котлы — экологически чистые приборы, так как сжигается не только заложенное топливо, но и угарный газ, образующийся при его работе.
• Всегда есть возможность регулировать интенсивность горения.
• Современные котлы оборудованы автоматикой, которая позволяет управлять ими через пульт, а также через него же получать сигнал о возникших при работе неполадках.
• Удобство комбинированных котлов заключается в использовании разного вида топлива, что позволяет существенно на нем сэкономить.
• В котлах с водяным контуром реализована возможность регулирования температуры воды, как для отопления, так и для ГВС.
• При большом количестве положительных качеств агрегата, он имеет вполне доступную цену.
• Простота в монтаже и эксплуатации, а также неприхотливость в уходе и возможность делать это самостоятельно, не привлекая специалистов.
• Компактность, по сравнению с кирпичными строениями.

Объективные недостатки

К отрицательным моментам в использовании котла можно отнести:

• Загрузка топлива в прибор производится вручную.
• В некоторых моделях отсутствует регулировка температуры воды, поэтому при выборе котла на это нужно обратить особое внимание.
• Требуется достаточно много места для хранения дров или другого твердого топлива.
• Есть определённые требования к просушке топочного материала.
• При использовании комбинированных моделей, нужно будет отвести для системы отдельное помещение — котельную.

Это достаточно существенные недостатки для тех, кто имеет небольшую площадь дома, но при необходимости установить отопление, всегда можно найти выход из положения.

Реально ли построить такой котел своими руками?

При желании и при наличии некоторых навыков, вполне возможно сделать котел длительного горения на твердом топливе самостоятельно. Для эффективности его работы совершенно не важно, какой формы будет котел — круглый, изготовленный из бочки или газового баллона, или сваренный из металлических листов. Главное — правильно устроенная внутренняя система.

Видео-пример постройки самодельного котла длительного горения «от Максима»

Простейшая конструкция котла длительного горения

Лабиринт из камер дожига и труб теплообменника

На предложенной схеме хорошо видно, каким совершенно несложным образом можно создать условия внутри котла для задержки горячего воздуха, что существенно продлит процесс остывания.

Из всех вариантов котлов, которые можно выполнить самостоятельно, имеющий прямоугольную форму будет самым компактным и эстетичным. Он отлично подойдет для отопления небольшого помещения, а если его несколько доработать, то согреет и большую площадь.

Примерная схема топочной части котла с размерами

Конструкция котла достаточно проста и для нее потребуется вполне доступные материалы, а их количество будет зависеть от размера задуманного агрегата.

Смысл конструкции состоит в том, чтобы не дать возможности нагретому воздуху напрямую уйти в трубу. Для этого и устраиваются внутри приспособления, состоящие из металлических пластин и труб, приваренных особым образом и создающих между собой своеобразный лабиринт, по которому и должен медленно уходить нагретый воздух. Верхние отсеки, при грамотной организации подачи дополнительного воздуха, будут играть функцию камер дожига. При желании, котел изнутри обложить шамотной плиткой или же кирпичом, установленным на ребро. Можно устроить кладку из кирпича и снаружи отопительного прибора.

Для того чтобы сделать такой котел нужно подготовить: металлический лист не менее трех миллиметров толщиной, стальной уголок 4×4 или 5×5 см, крышку для отверстия в варочной плите, дымоходную трубу требуемой конфигурации, длины и диаметра. Весь материал закупается, опираясь на заранее составленную схему.

• Первым шагом идет раскройка всех деталей из металла после разметки по размерам согласно схемы. Детали необходимо вырезать аккуратно, затем выровнять края с помощью зачистки шлифмашинкой.

Вырезаются следующие детали: дно и стенки котла, панель колосника, варочная панель, две или три внутренние панели для создания лабиринтного выхода нагретых газов.

• Далее, в варочной панели вырезаются отверстия для конфорки и дымохода. В передней панели устраиваются два прямоугольных отверстия для топки и поддувала. Вырезанные пластины обвариваются — они будут использованы для дверец, и должны плотно закрываться. Крепятся они на петли, которые привариваются к панели и дверцам. Затем на них закрепляются задвижки.
• Продолжается работа с передней панелью — приваривается одна пластина с ее внутренней стороны. Она должна быть меньше размера боковой стенки на 7—8 сантиметров, т.е. она не должна доходить до задней стенки на указанное расстояние. От верхней панели ее располагают на расстоянии 10—12 сантиметров.
• Далее, идет работа с  задней стенкой — на нее с внутренней же стороны привариваются две металлические панели, такой же величины, как на передней. Одна из них закрепляется на расстоянии от верха 5—6 сантиметров, а вторая 15—17. При сборке котла, пластина с передней панели должна располагаться между пластинами задней стенки.
• На боковые стенки, на всю их длину приваривают по одному уголку, на одной высоте — в дальнейшем они будут служить кронштейнами для колосника.
• К нижней части привариваются ножки, выполненные из уголка. Для устойчивости котла, лучше приварить к их торцу металлические круглые или квадратные пластины.
• Чтобы сделать колосниковую панель, в подготовленной металлической заготовке высверливают многочисленные отверстия или вырезают длинные полосы, идущие вдоль боковых стенок. Можно поступить и другим образом — сварить колосник из арматуры. Если удастся найти в продаже колосник чугунный, точно подходящий под нудный размер – это будет идеальным вариантом. При проектировании котла этот вопрос можно продумать заранее.
• Решающим и завершающим шагом является сборка всех деталей вместе. Их можно соединить с помощью уголка, а можно сварить детали между собой встык, но это нужно делать очень аккуратно, швы должны быть ровными и герметичными.
• К готовой конструкции с помощью сварки присоединяется патрубок дымоходной трубы.
• Чтобы конструкция была аккуратной, нужно зачистить сварочные швы и покрыть весь котел полностью жаростойкой краской.

После высыхания краски, можно проводить испытания перед установкой. Испытывают котел на открытом воздухе.

Видео – оригинальный самодельный котел длительного горения

Ранее было рассказано о самой простейшей конструкции. Однако креативные идеи  не имеют границ. Посмотрите на пошаговый процесс создания котла совершенно необычной конструкции.

Установка

Установку котла нужно проводить, соблюдая правила противопожарной безопасности.

• Для установки котла стационарно нужно подготовить для него поверхность. Она должна быть ровной и огнестойкой — это может быть бетонный пол, кирпичная кладка или кафельная плитка.
• Стены около котла отделываются жаростойким гипсокартоном, плиткой, кирпичной или каменной кладкой. Можно выбрать и другой негорючий материал.
• Помещение, где располагается котел должно иметь хорошую вентиляционную систему.

Если котел изготавливается своими руками, нужно постараться выбрать качественный материал, чтобы изделие прослужило долгий срок.

При выборе готового котла, необходимо внимательно ознакомиться с его характеристиками и функциями, чтобы он удовлетворял всем зависящим от него запросам. Если нет необходимости или возможности приобретать котел заводского производства, то можно сделать его самостоятельно или заказать у опытного мастера.