Отопление частного дома твердотопливным котлом на дровах

Страница 2 — продолжение. Начало — на странице 1

Защита твердотопливного котла от низкотемпературной коррозии

В режиме растопки котла при температуре теплоносителя менее 55-65 град. на поверхности теплообменника в котле из дымовых газов выпадает конденсат. Конденсат смешивается с продуктами сгорания топлива и постепенно забивает теплообменник, что снижает КПД котла. Кроме того, отложения содержат кислоту, которая ускоряет коррозию металла и значительно сокращает срок службы котла и дымохода.

Для защиты котла от низкотемпературной коррозии температуру  воды в обратном трубопроводе, на входе в котел, при растопке необходимо как можно быстрее поднять выше 55-65 градусов и не снижать её в дальнейшем.

Узел защиты котла от низкотемпературной коррозии, (поз.6 на схеме отопления) делит схему на два контура — на схеме защиты котла, КК — котловой контур и ОК — отопительный контур.

При растопке котла трехходовой клапан направляет циркуляцию теплоносителя по котловому контуру, мимо отопительных приборов. В результате теплоноситель и котел быстро прогреваются.

После повышения температуры теплоносителя в котловом контуре более 55-65 градусов, трехходовой клапан начинает постепенно подмешивать, добавлять воду из отопительного контура.

Таким образом, циркуляция теплоносителя в отопительном контуре начинается только после того, как котловой контур быстро прогреется.  Температура воды в обратном трубопроводе на входе в котел, пока горит топливо в котле, всегда остается выше 55-65 градусов.

Защита котла от отключения электроэнергии

Современные котлы и другое оборудование котельной в той или иной степени оснащены электрическим и электронным оборудованием. Циркуляционные насосы, нагнетатели воздуха, электроклапаны, электронные блоки управления, защиты и контроля, дисплеи — все это хозяйство требует постоянного снабжения электроэнергией.

Даже кратковременные отключения электроэнергии нарушают работу системы отопления. Особенно болезненны отключения электроэнергии для твердотопливных котлов. В системах с твердотопливным котлом срабатывает защита от перегрева, прекращается процесс горения топлива. Для восстановления работы котла требуется участие человека.

Чтобы работа котельной не зависела от отключений в электросети, электрооборудование  котельной подключают к источнику бесперебойного питания (ИБП, UPS). Источник бесперебойного электроснабжения в европейских странах давно стал стандартным оборудованием котельной.

Электрооборудование котельной частного дома потребляет электроэнергию сравнительно малой мощности. Блоки бесперебойного питания и аккумуляторы стоят не так дорого, по сравнению с другим оборудованием котельной. Срок службы аккумулятора при работе с блоком питания 15-20 лет. (не сравнивайте с автомобилем — там другие условия работы аккумулятора).

Очень рекомендую оснастить свою котельную источником бесперебойного электроснабжения, не пожалеете.

При исчезновении напряжения в электросети, блок мгновенно, без перерыва или за доли секунды, переключает подачу электроэнергии от аккумулятора. Работа электрооборудования котельной может не останавливаться ни на мгновенье.

Аккумуляторы в ИБП для котлов приобретаются и устанавливаются отдельно. Производители ИБП обычно предлагают использовать свинцово-кислотные аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat). Отличие батарей AGM от классических в том, что в них содержится абсорбированный электролит, а не жидкий, что даёт ряд изменений в свойствах аккумулятора. Утверждают, что такие аккумуляторы лучше приспособлены к работе в составе ИБП — выдерживают большее число циклов заряд — разряд, не выделяют во время зарядки водород и обеспечивают срок службы более 10 лет. Правда, цена аккумуляторных батарей AGM примерно в 2 раза больше, чем обычных стартерных.

Из опыта домашних мастеров известно, что если обычный автомобильный стартерный аккумулятор не разряжать ниже 1,8 V при подключенной нагрузке (или 2,0 V без нагрузки) в расчете на одну банку, и не допускать длительного кипения электролита при зарядке, то срок их службы будет не меньше, чем батарей AGM.

Емкость аккумулятора подбирают так, чтобы обеспечить работу оборудования котельной хотя бы на время горения одной загрузки топлива. Например, аккумуляторная батарея емкостью 65 А*час сможет обеспечивать работу котельной с циркуляционным насосом в системе отопления мощностью до 100 VA   в течении примерно 7 часов. Источник бесперебойного питания для котельной должен иметь мощность примерно в 4 — 7 раз больше, чем мощность циркуляционного насоса. 

Какой ИБП для котла и насоса выбрать

Следует выбирать ИБП специально предназначенный для электроснабжения котлов и электродвигателей циркуляционных насосов. Для котельных и котлов с оборудованием, работа которого нарушается даже при кратковременных перерывах электроснабжения, обязательно используют ИБП с двойным преобразованием напряжения — технология On-line (O-l). В таком ИБП переменное напряжение электросети преобразуется в постоянное, которое непрерывно подзаряжает аккумулятор и подается на инвертор. Инвертор преобразует получившееся постоянное напряжение в переменное чистой синусоидальной формы, как в электросети.

ИБП такого класса (с двойным преобразованием или технология on-line) обеспечивают наилучший уровень стабилизации выходного напряжения и помехозащищенность. Так как котел постоянно получает электроэнергию через инвертор, то в случае отсутствия напряжения в сети нагрузка сразу начинает получать питание от аккумуляторной батареи. Такой ИБП обязательно выбирают для подключения оборудования котельной с электронной микропроцессорной системой управления, например, современных газовых котлов

Для котельных с оборудованием, которое допускает кратковременные перерывы в подаче электроэнергии, можно устанавливать ИБП линейно-интерактивные, изготовленные по технологии Line-interactive (L-i). Такие ИБП переключают электропитание котельной на аккумуляторы с перерывом в доли секунды. Как только напряжение появилось — переключаются на питание от внешней сети и начинают заряжать аккумулятор. Система полностью автоматическая и не требует присутствия человека. Однако, даже такого короткого перерыва бывает достаточно для того, чтобы электронная микропроцессорная система управления котлом зависла. ИБП с линейно-интерактивным режимом работы подойдет для подключения твердотопливных котлов и циркуляционных насосов.

Некоторые продавцы под маркой ИБП (UPS) продают простые инверторы — приборы, которые преобразуют постоянное напряжение аккумулятора в переменное напряжение, как в электросети. Но эти приборы не могут подачу электроэнергии на котел автоматически переключать с сети на инвертор и обратно. Такие инверторы можно использовать для резервного электроснабжения оборудования котельной. Только хозяину самому придется доставать вилку котла из розетки электросети и включать её в розетку на корпусе прибора, а потом делать это обратно. Позаботиться о зарядке аккумулятора также необходимо хозяину. Такой вариант обеспечит минимальные расходы на покупку оборудования для резервного электроснабжения циркуляционного насоса. Необходимо приобрести автомобильный инвертор с чистой синусоидой выходного напряжения и автомобильный аккумулятор.

Если к источнику бесперебойного питания подключить и насос, подающий воду в дом, то в схеме отопления можно отказаться от бака с запасом воды, поз.2 и поплавкового клапана, поз.3.

В доме с твердотопливным котлом рекомендуется иметь, кроме источника бесперебойного питания в котельной, еще и автономный электрогенератор для резервного электроснабжения всех домашних электроприборов.

Аккумулятор тепла в системе отопления с твердотопливным котлом

Подача топлива в твердотопливные котлы не поддается автоматизации. По этой причине твердотопливные котлы – аппараты периодического действия. Они нагревают теплоноситель только во время горения очередной порции топлива. В доме то жарко, то холодно.

Для того, чтобы сгладить колебания температуры, приходится чаще загружать топливо.

Твердотопливные котлы длительного горения имеют свои достоинства и недостатки, но и они не решают проблемы кардинально.

В системе отопления дома твердотопливным котлом периодического действия выгодно иметь аккумулятор тепла, который накапливает тепловую энергию в период работы котла, и отдает тепло в помещение во время паузы. Наличие такого теплоаккумулятора стабилизирует и оптимизирует режим работы отопления дома твердотопливным котлом.

В системе с аккумулятором тепла замедляются колебания температуры в доме, сокращается их амплитуда, увеличивается периодичность загрузки топлива. Котел всегда работает в оптимальном режиме горения топлива, с максимальным КПД, что экономит топливо.

Своеобразным аккумулятором тепла является сам дом. Свойством накапливать тепло – теплоемкостью, и отдавать тепло при снижении температуры воздуха в помещении, обладают все материалы в доме. Чем выше теплоемкость конструкций дома, тем лучше – тем медленнее меняется температура в помещениях, тем комфортнее в доме и реже приходится загружать топливо.

Чем больше масса и плотность строительных материалов, тем выше их теплоемкость. Вы наверное замечали, что в зданиях с толстыми каменными стенами зимой тепло, а летом прохладно.

Современные строительные технологии идут в противоположном направлении. Строительные конструкции становятся все легче, увеличивается применение материалов с низкой плотностью.

Например, дом, построенный по каркасной или каркасно-панельной технологии, может обеспечить тепловой комфорт жителей только при условии почти непрерывной работы систем отопления  и кондиционирования. Ведь теплоемкость такого дома минимальна.

В домах с пониженной теплоемкостью использовать аккумуляторы тепловой энергии люди научились давно. Русская печь в деревянном доме — огромное, тяжелое сооружение из кирпича, классический пример аккумулятора тепла в доме с небольшой теплоемкостью деревянных стен.

В современных условиях, чтобы повысить комфортность системы отопления дома твердотопливным котлом, удобно и выгодно использовать, другие способы накопления тепла. 

Бетонная стяжка теплого пола — теплоаккумулятор для твердотопливного котла

В качестве аккумулятора тепла удобно использовать бетонную стяжку теплого пола. И вот почему.

Конструкции пола с водяным обогревом содержат довольно толстый слой бетона. Тяжелый и плотный бетон обладает большой теплоемкостью.

Теплоаккумулирующую способность бетонной стяжки пола в доме с твердотопливным котлом рекомендуется повышать путем увеличения толщины стяжки (до 15 см. и более), по сравнению со стандартной. Такой пол — своеобразный аналог русской печи в современном доме.

В результате, теплый пол становится аккумулирующим обогревателем, как кирпичная печь в доме.

Возможности теплого пола, как аккумулятора тепла, ограничиваются тем, что в комнатах дома, где постоянно находятся люди, температура поверхности пола не должна быть выше 29 °С. В остальных помещениях нельзя нагревать пол до температуры поверхности выше 33°С. Допускается нагрев поверхности пола до 38°С, но только кратковременный.

Для повышения тепловой емкости стяжки увеличивают толщину слоя бетона стяжки. Следует учитывать, что в этом случае растет вес стяжки и нагрузка на перекрытия.

Определенная трудность при питании водяного напольного обогрева от твердотопливного котла возникает из-за необходимости ограничения температуры воды в системе, Оптимальная температура теплоносителя на выходе из котла равна примерно 85°С, а в трубы теплого пола необходимо подавать воду с температурой около 45°С.

Поэтому между котлом и теплым полом приходится устанавливать устройства для снижения температуры воды, подаваемой в трубы теплого пола.

Основной недостаток использования бетонной стяжки в качестве аккумулятора тепла в том, что невозможно управлять запасами накопленного в стяжке тепла, Запасенную тепловую энергию нельзя расходовать и перемещать по нашему желанию. Мы не в силах задержать или уменьшить поступление тепла в помещение от нагретой стяжки. Мы не можем переместить тепло в соседнее помещение.

Советы застройщику

Пиролизный котел устойчиво работает при постоянной нагрузке, близкой к номинальной мощности котла. Такой режим работы можно обеспечить, если систему отопления оснастить буферным баком — аккумулятором тепла.

Система отопления с аккумулятором тепла позволит отапливать дом пиролизным котлом и в межсезонье. Но стоимость оборудования такой котельной получится достаточно большой. Определенные сложности в эксплуатации вызывает и необходимость подготовки сухого топлива для котла.

Для котлов длительного горения в верхнем слое необходимы дрова с влажностью не более 20-30%. При естественной сушке в поленнице, колотые дрова приобретают указанную влажность только через два года хранения под навесом. Если Вы не видите трудностей с получением таких дров, то установите такой котел. Котел обеспечивает самое продолжительное и равномерное выделение тепла в широком диапазоне регулировок мощности.

Оцените доступность для кошелька и надежность поставок гранулированного топлива для автоматического твердотопливного котла. Отопление частного дома автоматическим котлом — это самое удобное решение для хозяев.

Проще, дешевле и надежней в эксплуатации система отопления с традиционным котлом и аккумулятором тепла.

Современные котлы сконструированы так, чтобы обеспечить максимальный КПД сжигания топлива. Они имеют развитую поверхность теплообмена, низкую температуру отходящих газов. В результате, твердотопливные котлы в большей степени, чем печи из кирпича, склонны к выпадению конденсата и отложению сажи на стенках котла и дымохода.

Для сжигания в котле старайтесь использовать дрова твердых лиственных пород дерева с минимальной влажностью. Это продлит срок жизни котла и дымохода. Кроме того, сухие дрова снижают затраты на топливо — из дров с влажностью менее 25% при горении выделяется в два раза больше тепла, чем из такой же древесины, но с влажностью более 50%. 

Систему отопления с твердотопливным котлом дополните электрическим котлом. Электрический котел используйте для отопления дома в межсезонье, до тех пор, пока расходы на отопление электричеством не будут обременительны для вашего бюджета, а мощности котла будет достаточно для обогрева.

Мощность электрокотла при подключении к обычной однофазной электросети должна быть не более 5кВт. Дом с твердотопливным котлом старайтесь подключить к электросети на трехфазное напряжение. Можно будет использовать более мощный электрокотел, а включение котла будет меньше снижать напряжение в электросети.

Обязательно установите в систему дымохода твердотопливного котла с естественной тягой ограничитель тяги. Ограничитель тяги — это клапан, который при достижении определенного при регулировке перепада давлений в трубе и помещении, приоткрывается и пропускает в дымоход воздух из помещения, что снижает тягу. Обычно ограничитель тяги устанавливается в дымоходе ниже места подключения котла. Ограничитель снижает зависимость интенсивности тяги от внешних условий — ветра, наружной температуры и влажности. Это стабилизирует режим горения в топке твердотопливного котла с естественной тягой.

В доме, где основным источником тепла является твердотопливный котел, рекомендуется теплый пол делать во всех помещениях. Если в отдельных помещениях установить радиаторы, то из-за малой тепловой инерционности такие помещения будут быстрее остывать и нагреваться. В промежутках между топками котла колебания температуры в помещениях с радиаторами будут больше, чем в комнатах с теплым полом.

В помещении с теплым полом распределение температуры воздуха по высоте становится более равномерным. Тепловой комфорт в помещении обеспечивается при температуре на 2°С меньше, чем при обогреве радиаторами, что позволяет экономить топливо для отопления.

Прочитайте о более совершенной системе отопления дома твердотопливным котлом с буферным баком — аккумулятором тепла.

Каким твердотопливным котлом отапливается Ваш дом?

Голосуйте!

Узнайте, что выбрали другие.