Установка твердотопливного котла в частном доме. Как правильно установить твердотопливный котел в деревянном доме

Что такое влажность древесины, на что она влияет?

Влажность древесины – это показатель, который отражает содержание влаги в материале. Если разбирать на конкретном примере, то в 100 кг дров, где влажность составляет 25, содержится 75 кг древесины и 25 л воды. Это показатель напрямую влияет на выделяемое тепло: чем меньше влаги внутри дерева, тем больше тепла оно выделяет при горении. Таким образом, можно выделить несколько категорий древесины по составу:

Сплавная древесина, в которой содержится более 80% влаги. Обычно она находится в воде долгое время либо сплавляется – за счет этого и набирает такое количество влаги.
Свежеспиленное дерево (содержание влаги от 45% до 80%) – в ней обычно еще есть природная влага, поскольку спил произошел недавно.
Воздушно-сухой тип содержит от 20% до 45% — ее предварительно просушивают на открытой площадке.
Комнатно-сухой вид древесины ( от 7 до 20%) – этот вид материала долго держат в сухом и проветриваемом месте, поэтому практически вся влага испаряется (иногда для этого могут использовать сушильную камеру).
Абсолютно сухая разновидность (0%) – в этом случае материал термально обрабатывают.

Если необходимо просушить древесину дома, то даже при самых идеальных показателях удастся достичь не более 15-20% влаги. Можно, конечно, и улучшить этот показатель, но затраты будут не окупаемы. Именно поэтому не рекомендуется тратить средства на особые условия для хранения древесины.

Что нужно для установки твердотопливного котла своими руками?

Если для монтажа твердотопливного котла вы не собираетесь привлекать специалистов, вам придётся самостоятельно подготовиться к работе.

Прежде всего понадобится спецодежда и инструмент:

спецовка, краги и сварочная маска;
сварочный аппарат;
дисковая пила с режущими дисками по металлу;
строительный уровень и угольник;
набор рожковых ключей;
разводные ключи;
отвёртка с набором различных насадок;Слесарный инструмент
рулетка и маркер;
пистолет для герметика.

Для подключения котла к отопительной системе нужно дополнительно приобрести:

2 шаровых крана со сгоном и двусторонней (внешней и наружной) резьбой диаметром 50 мм;
группу безопасности (манометр, предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик и пару шаровых кранов диаметром 15 мм);
3 стальных муфты диаметром 50 мм;
стальные переходники 57-32 мм;
стальные отводы диаметром 50 мм;
дымовую трубу с шиберной задвижкой;
металлические трубы для подключения котла;
термозащищённый герметик;
сантехническую подмотку;
циркуляционный насос (устанавливается на линии обратного хода и обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя в случае затруднения естественной).Схема отопительной системы на базе твердотопливного теплогенератора

Самое главное при установке теплогенератора – следовать положениям инструкции завода-изготовителя. Перед началом монтажных работ необходимо выполнить сборку системы отопления и проверить её на герметичность, а также организовать вентиляцию и систему дымоудаления в котельной.

Ошибка №1 – котельная (топочная)

При установке твердотопливного котла в частном доме многие владельцы допускают грубую ошибку – совмещают жилые помещения с котельной. Чаще всего монтаж выполняется в прихожей, кухне или коридоре. Такое расположение, кроме высокой пожарной опасности ведет к следующим негативным последствиям:

Запах гари. Несмотря на эффективную работу дымохода, специфический запах сгоревшего топлива всегда присутствует в помещении, где установлен котел. Он въедается в материал отделки, одежду и предметы быта;
Грязь. При эксплуатации твердотопливный котел требует определенного количества дров, топливных брикетов или угля. Так же нужно удалять продукты сгорания – пепел и золу. Все это в большом количестве будет приноситься и уноситься через жилые помещения, что неизбежно приведет к большому количеству грязи.

Установку твердотопливного котла в частном доме необходимо предусматривать еще на этапе проектирования. В этом случае, под котельную можно выделить отдельное помещение, соответствующее определенным требованиям. Это необходимо по целому ряду причин:

Габариты котла и расстояние до стен;
Обвязка: трубы, запорная арматура, накопительная емкость (при наличии), теплонасос, группа безопасности, расширительный бак. Все эти элементы используются в наиболее эффективной закрытой схеме отопления и требуют свободного пространства не только для установки, но и для дальнейшего обслуживания;
Бойлер косвенного нагрева – используется для получения горячей воды в отопительный сезон;
Место для хранения топлива на одну закладку. Это не строгое требование, а скорее рекомендация. Её соблюдение существенно облегчит эксплуатацию котла.

Котельная для установки твердотопливного котла должна соответствовать нормативным требованиям СП 89.13330.2016 (актуальная редакция СНиП II-35-76):

Габариты помещения. Объем – из расчета15 м3 + по 0,2м3 на каждый киловатт мощности оборудования. Площадь не менее 7 м2, высота помещения – около 2,5 м;
Расстояние от котла до ограждающих конструкций: с лицевой стороны (зона закладки топлива) – 2 м, с тыльной стороны и торцов не менее 25 и 70 см соответственно;
Освещение. Аварийные ситуации, связанные с неправильным монтажом твердотопливного котла предусматривают задымление помещения

Поэтому вопросам освещения уделяется большое внимание. Размер окна должен быть не менее 0,03 м2 на 1 м3 помещения

При невозможности обустройства естественного освещения нужно установить обычный и резервный (независимый от бытовой электросети) источник искусственного света;
Вентиляция. Твердотопливный котел отопления использует для горения кислород из помещения котельной. Поэтому в помещении должна быть предусмотрена естественная или принудительная приточно-вытяжная вентиляционная система. Самый простой вариант естественной вентиляции состоит из вытяжки, не подсоединённой к системе дымохода, и приточного отверстия, расположенного в нижней части внешней стены на расстоянии 30 см от уровня земли. Площадь приточного отверстия сопоставляется с площадью сечения дымохода и не должна быть меньше.

Для твердотопливных котлов большой мощности и при недостаточной площади котельной необходимо принудительное нагнетание воздуха в помещение. Оно реализуется посредством обычного бытового оконного вентилятора, устанавливаемого в вентиляционную отдушину. В особых случаях используется специальное устройство принудительного наддува воздуха непосредственно в топку котла. Такие приспособления значительно увеличивают эффективность и скорость нагрева помещения. Однако имеют определенные технические ограничения – используются только в пеллетных, классических и многокамерных твердотопливных котлах. Для пиролизных моделей и котлов длительного горения такая модификация не предусмотрена.

Материалы строительных конструкций и отделки. Твердотопливные котлы имеют довольно большой вес, поэтому в качестве несущего основания используется бетонный фундамент монолитный или штучный. Рекомендуется, чтобы размеры и форма несущего основания полностью совпадали с размерами помещения котельной. Однако в случае установки твердотопливных котлов небольшого размера и мощности в качестве основания, достаточно кирпичной кладки или монолитной заливки толщиной 5 см и размерами 4м2. Такую конструкцию вполне по силам выполнить своими руками. В качестве отделочных материалов для стен, особенно расположенных непосредственно возле котла, допускается использование керамической плитки, облицовочного кирпича и других типов негорючей отделки. Для потолка, обычно, применяется цементная или гипсовая штукатурка.

Схема установки

Есть несколько вариантов обвязки отопительной установки. Схемы зависят от системы отопления в доме. У твердотопливного агрегата нет расширительного бачка, циркуляционного насоса. Поэтому монтировать оборудование своими руками нужно с включением этих элементов в общую схему.

Гравитационный тип. Крепление подачи и обратки производится непосредственно к котлу. На подаче идут элементы безопасности (манометр, подрывной клапан, воздухоотводчик). Расширительный бачок размещается на самом верху. Преимущество такого варианта — энергонезависимость.

Закрытый тип с принудительной циркуляцией. Схема содержит первичный контур циркуляции и трехходовый клапан, который не дает обратной воде попасть в котел. Вода идет по малому кругу циркуляции, снабжая бойлер или систему «теплых полов». Процесс регулирует балансировочный вентиль. Сложность настройки схемы зависит от количества приборов отопления, обогрева, горячего водоснабжения.

Способы подключения:

Открытый. Во избежание разрыва труб излишки воды во время перегрева выливаются через расширительный бачок.
Смесительный узел. Исключает большие температурные перепады, при необходимости подает горячую воду из трубопровода, смешивает с холодной из системы.
Буфер. Регулирует температуру воды, забирает лишнее тепло, а после остывания прибора отдает в систему отопления.

Схема подключения котла на газе

Что касается газовых агрегатов, то схема подключения отопительного котла тоже может быть одно- и двухконтурной, с принудительной или естественной циркуляцией. Для экономии энергоносителя в обвязку может быть встроен теплоаккумулятор.

Монтаж газового нагревательного оборудования

Придерживайтесь следующей последовательности установки газового котла:

Под напольный агрегат подготовьте прочное основание и установите на него котел. Настенное оборудование закрепите на стене с помощью кронштейнов. Как правило, держатели для навески котла идут в комплекте с ним. Навесной прибор устанавливается от пола на расстоянии 100-160 см.
Патрубок нагревательного оборудования подключите к дымоходу. Следите, чтобы места соединения были герметичными.
Для заполнения сети водой подключите прибор к системе водоснабжения дома. На подающем патрубке установите устройство грубой очистки. С обеих сторон от фильтра монтируют запорную арматуру. Аналогичная конструкция из фильтра и запорных вентилей крепится на патрубке обратки.
На обратной магистрали до котла монтируется насосное оборудование. Желательно установить насос на байпасе с запорной арматурой. Благодаря этому при отсутствии электроснабжения можно переключаться на естественную циркуляцию.
До первого разветвления отопительной магистрали делают подключение к сети водоснабжения.
На патрубке подачи газа до подсоединения магистрали устанавливается запорный вентиль.

После устройства обвязки котла и сборки сети выполняют проверку герметичности системы отопления. Опрессовку проводят только квалифицированные специалисты из лицензированных организаций. Для проведения гидроиспытаний в сети создается повышенное давление, которое поддерживается на протяжении 30 минут. Затем проводится пробный запуск системы, а также ее работоспособность в разных режимах. После испытаний выдается акт на ввод котла в эксплуатацию.

Качество дров

Лучшими дровами для твердотопливного котла всегда считались дрова дубовые. Благодаря высокому качеству, это сырье относится к элитному классу. Стоимость дубовых дров высока, поэтому доступны они не всем. Но без таких дров часто не обойтись, когда речь идет о вкусе выпекаемого хлеба, пиццы или иной выпечки. Здесь дубовые поленья просто незаменимы.

Рассмотрим характеристики дров из разных пород дерева:

Дуб: элитарный дорогой сорт. Горит мощно, отдавая огромное количество тепла;
Береза: Лучшее соотношение качества и стоимости;
Ольха: отличные дрова, дом быстро прогревается. К тому же предки считали ольховые дрова «лечебными», поскольку в доме, отапливаемом с их помощью, реже болеют простудой;
Сосна: жаркие и ароматные дрова, хорошо горящие за счет содержания смол.

Необходимость защиты котла от перегрева

Котлы, работающие на твердом топливе, позволяют эффективно обогревать помещения, к которым нет возможности подвести газ. Конструкция их проста, а потому надежна и долговечна. В тех случаях, когда система отопления, основанная на твердотопливном котле, оборудована также гравитационной системой циркуляции, достигается полная энергонезависимость. Но для того чтобы обеспечить безопасную и бесперебойную работу всей системы, трубопровод должен состоять из металлических труб большого диаметра, что приводит к значительному увеличению стоимости. Помимо стоимости гравитационная система также не оставляет возможностей регулировки, что может привести к частым дозагрузкам и нерациональному расходу.

Принудительная система циркуляции дает куда более широкие возможности, но в то же время имеются определенные сложности, и главная из них – обеспечивать защиту твердотопливного котла от перегрева в случае аварийного или планового отключения электричества. Процесс сгорания протекает инерционно, поэтому возможности прервать его практически нет. Это приводит к выработке изрядного количества тепла, которое не распределяется на радиаторы и прочие отопительные приборы. Такая ситуация может привести к повреждениям. Поэтому необходимо еще на стадии проектирования системы отопления озаботиться аварийной схемой. Для обеспечения безопасности деревянного дома имеет смысл оснастить котел датчиками, которые обычно ставят на твердотопливные промышленные котлы — в случае возникновения критической ситуации срабатывает автоматизированная система, которая предотвращает перегрев.

При монтаже системы отопления важно соблюдать все требования техники безопасности, в особенности это касается противопожарных требований, потому как температурный режим твердотопливного котла может изменяться в зависимости от используемого топлива. Также следует подготовить и место для хранения топлива, особенно в том случае, если вы предполагаете использовать обыкновенные дрова — для оптимального сгорания дрова должны храниться в абсолютно сухом месте, иначе температурный режим существенно снизится

Устанавливают котлы такого типа строго на бетонный фундамент. Простота установки позволяет выполнить все монтажные работы в течении одного рабочего дня, но скорость никоим образом не должна влиять на качество сборки.

Если сравнивать конструкцию котла, работающего на твердом топливе, и прочие аналоги, то самым главным преимуществом твердотопливного котла и основанной на нем системы отопления является полная энергонезависимость, что подходит не только для дачных участков, но и для жилых домов, расположенных в отдаленных районах. Вне зависимости от погодных условий и расположения магистральной отопительной сети при наличии дров или любого другого топлива помещение будет отапливаться. Кстати, необходимо упомянуть, что твердотопливные котлы бывают разные — существуют модели, которые могут работать на комбинированном топливе, а также универсальные котлы.

Помимо того, что данное отопительное оборудование является энергонезависимым и простым в эксплуатации, оно также является и безопасным для экологии и окружающей среды, что безусловно оценит любой здравомыслящий человек. Также их преимуществом является и низкая потребность в обслуживании. Топка имеет такую конструкцию, которая позволяет максимально облегчить процесс очищения и удаления продуктов горения и остатков сырья. Сырье, то есть топливо, следует подбирать исходя из соотношения цены и калорийность — первая должна быть низкой, а вторая, соответственно, высокой. Высококалорийное топливо при его кажущейся дороговизне способно существенно сократить количество загрузок — в среднем, до пяти раз.

Пиролизный котел

Принцип действия твердотопливных пиролизных котлов, работающих на дровах, основан на разрушении древесины под действием высокой температуры при низком содержании кислорода. Они используются для длительного обогрева помещений различного назначения.

Такой котел состоит из двух камер. Первая используется для загрузки топлива. Во вторую попадают отработавшие газы и вторичный воздух для длительного горения. Сделать такой агрегат своими руками сложнее, чем обычный, но можно.

Основные элементы прибора

Дровяной котел изготавливается из металлической бочки. Желательно емкостью 200 литров. Крышка у бочки срезается и к ней приваривается бортик. Из массивной заготовки или любого другого утяжелителя изготавливается круглый поршень. Его диаметр должен быть немного меньше внутреннего диаметра бочки.

В крышке вырезается отверстие для установки воздуховодной трубы диаметром 100 мм. По высоте труба минимум на 20 см должна быть выше бочки. Сбоку в бочку вваривается дымоходная труба. Для нее также используется прокат диаметром 100 мм.

Воздуховодная труба приваривается к поршню. На верхнем торце трубы предусматривается заслонка, регулирующая количество поступающего воздуха. К нижней части поршня привариваются ребра, используемые для утрамбовки топливной массы.

Отопление с принудительной циркуляцией

Схема монтажа котла на твердом топливе для системы отопления с принудительной подачей теплоносителя предусматривает установку байпаса и трехходового клапана для создания первичного циркуляционного контура.

Монтаж котла на твердом топливе в отопительную систему принудительной циркуляции

Такой принцип подключения твердотопливных котлов исключает образование конденсата в топочной камере стального котла или разрушение чугунного агрегата при попадании остывшего теплоносителя в водяную рубашку раскаленного теплогенератора. Трехходовой клапан, настроенный на заданную температуру, и байпас позволяют подмешивать в обратку нагретый теплоноситель, пока система отопления не выйдет на оптимальный рабочий режим.

Схема установки твердотопливного котла может включать в себя емкость для подготовки воды для ГВС – бойлер косвенного нагрева. Его нагревательным элементом служит змеевик, по которому проходит нагретый котлом теплоноситель.

Схематическое отображение установки твердотопливного котла с бойлером косвенного нагрева

В приведенной схеме бойлер и ветки отопления установлены параллельно, непосредственно после первичного контура циркуляции. Такое подключение позволяет готовить воду для ГВС, используя максимально нагретый теплоноситель. Проходной термостатический клапан, который монтируется на выходе из бойлера, не позволяет теплоносителю свободно проходить через змеевик. Он пропускает воду, остывшую до установленной температуры, которая отдала тепло для ГВС.

На сложность обвязки котельного агрегата также влияет наличие второго теплогенератора (газового или электрического котла), количество и разновидности отопительных контуров (радиаторное отопление, теплые полы).

Существуют разные схемы подключения двух разнотопливных котлов для обслуживания одной отопительной системы. Оптимальный вариант – использование тепллоаккумулятора (буферной емкости), к которому подсоединен твердотопливный агрегат и электрокотел, каждый со своим насосом для циркуляции. Электрический теплогенератор включается по сигналу контроллера с датчиком температуры воздуха, когда температура в помещении начинает падать после прогорания топлива в основном агрегате и остывании теплоносителя в системе.

Процесс сборки

Процесс создания котла включает несколько этапов. При изготовлении каждого элемента стоит учитывать особые условия эксплуатации изготавливаемого изделия.

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.

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.

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.

Несмотря на то, что наука и технологии ушли далеко вперед, не стоит отрицать, что даже сегодня использование таких приборов, как котлы дровяные для отопления дома, является распространенным.

Большинство моделей современных дровяных котлов сегодня сочетают в себе такие два элемента: традиционный источник тепловой энергии – дрова, а также систему парового отопления, которая вошла в обиход относительно в недавнем времени – 100-150 лет назад.

Для тех, кто проживает в городе, может показаться странным подобное гонение за традициями древности в виде дровяных котлов. Однако этого нельзя сказать о деревнях и селах. Ведь здесь нет проходящей газовой магистрали, электричество скачет, да и оплачивать счета будет дорого. Именно в таком случае котлы дровяные для отопления дома станут единственным спасением для людей в холодную пору.

Дымоход – важный элемент системы обогрева

Чтобы понять, как установить твердотопливный котел отопления своими руками и избежать проникновения в жилое помещение топочных газов, необходимо тщательно изучить устройство системы отвода продуктов горения. Конфигурацию дымохода – его длину и диаметр – нужно подбирать исходя из рекомендаций производителя генератора тепла. Дымовая труба должна соответствовать следующим требованиям:

Обеспечивать хорошую тягу.
Отводить дым и газы из топочной камеры.

Выводить дымоход необходимо на улицу. Все стыки нужно обработать термостойким герметиком. В современном дымоходе обязательно предусмотрены отверстия, чтобы очищать трубу от сажи, а также сборник конденсата.

Система трубопроводов – особенности монтажа

Перед установкой твердотопливного котла отопления своими руками нужно рассчитать параметры трубопроводов – их протяженность, диаметр, необходимые уклоны и общее число радиаторов

Важно, чтобы вход обратки в котел располагался ниже батарей отопления – это необходимо для обеспечения нормальной естественной циркуляции теплоносителя

Схема обвязки твердотопливного котла отопления

При установке твердотопливного котла рекомендуется оборудование комбинированной системы отопления – способной работать с принудительной и естественной циркуляцией. Это необходимо для обеспечения безопасности: при отключении энергии котел, работающий на твердом топливе, нельзя моментально остановить. Если вода продолжит нагреваться без принудительной циркуляции, она закипит, что чревато поломкой всего устройства. Поэтому в естественную систему отопления нужно дополнительно включить «байпас». Это специальное устройство для переключения режимов циркуляции.

Установка дровяного (твердотопливного) котла в деревянном доме своими руками

Рекомендации