Принцип функционирования классического парового котла на дровах

Котлы на твёрдом топливе используются в разных отраслях. Часто их устанавливают для обогрева крупных сооружений. Большой спрос связан с тем, что еще не везде проложены газовые магистрали. Дрова относятся к категории не достаточно теплоемкого сырья, но их продолжают использовать из-за доступной цены и экологической безопасности.

Описание отопительной установки

Работа котла основана на использовании ценной энергии, которая образуется в результате сжигания топлива. При горении дров высвобождается химическая составляющая сырья, которая преобразуется в тепловую энергию и передается по воде. Жидкая среда под воздействием высоких температур постепенно испаряется, превращаясь в пар. Чтобы все процессы протекали максимально сбалансировано, требуется использовать топливо и окислитель – обычный кислород.

С лицевой стороны расположено универсальное топочное устройство, довольно больших габаритов, с колосниковой решеткой. Конвективный пучок труб соединяет между собой верхнюю и нижнюю рубашки котла. Впереди располагается фронтовая плита с загрузочной дверцей. Хорошую работу отопительного оборудования обеспечивает дутьевой вентилятор, предусмотренный производителями.  Это основной источник подачи кислорода.

Важно! Современные котлы часто укомплектовывают классическим манометром, предохранительными клапанами, водомерной колонкой, универсальным пультом управления контрольно-измерительных приборов, которые сигнализируют при сбоях в работе системы.

Схемы парового отопления

Функционирование отопительной системы осуществляется за счет естественной циркуляции. Именно поэтому теплообменник требуется обязательно размещать ниже уровня, на котором располагаются радиаторы. В доме может быть применены одно- или двухтрубная система отопления.

Важно! Выбор в пользу одной из отопительных систем следует делать она основе площади строения, которое необходимо отапливать.

Однотрубная

Когда используется однолинейная разводка, все радиаторы включаются в систему последовательно. Получается, что пар переходит от одной батареи к другой. Первый радиатор всегда самый горячий. Подобную схему разумно применять в строениях, площадь которых не превышает 70-80 квадратных метров.

Двухтрубная

При большой площади строения разумно использовать двухлинейную отопительную систему, при которой нагретый пар подается по верхней трубе, а его остывший конденсат возвращается к нагревательному элементу.

Принцип работы

Для нагрева залитой в систему жидкости, возможно использовать любой источник. Это может быть геотермальная, солнечная, электрическая энергия или испарения от сгорания твердого топлива, газа. Образуемый пар – теплоноситель, который нагревает помещения до заданной отметки. В разных конструкциях производители применяют единую схему подогрева воды:

• Жидкость постепенно очищается и подается в большой резервуар электрическим насосом. Обычно емкость находится в верхней части конструкции, так как это более практично.
• Из резервуара вода стекает вниз в коллектор по трубам.
• Потом жидкость снова поднимается через зону нагрева.
• В водной трубе образуется горячий пар, который в результате действия разницы давления между газом и жидкостью поднимается по системе.
• Пар попадает в сепаратор, в котором он отделяется от жидкости. Остатки воды возвращаются в резервуар. Пар поступает в паропровод.
• Если для обогрева помещений был установлен не классический котел, а парогенератор, то его трубы повторно проходят через зону горения топлива и нагрева.

Основные преимущества и недостатки

Высококачественные твердотопливные котлы активно применяют для автономного отопления дач, частных домов, гаражей, складов и более крупных объектов промышленного назначения. У них много отличительных преимуществ, главными из которых:

1. Материал для топки имеет доступную цену, позволяет владельцам недвижимости снизить расходы на энергоресурсы.
2. Простота эксплуатации.
3. Дрова – экологически чистый материал, который не вызывает аллергических реакций и других заболеваний.
4. Высокая скорость нагрева комнат. После включения системы основной тепловой эффект наступает всего за пару минут.
5. Кроме традиционного отопления, дом можно обеспечить горячей водой без дополнительных финансовых расходов. Принцип работы в том, чтобы быстро подогревать бойлер с водой, который одновременно выступает в роли радиатора отопления.
6. Реализуемые котлы выглядят эстетично, поэтому их устанавливают даже в небольших дачных домиках и элитных коттеджах.
7. Работая на дровах они независимы. Для их работы не нужно подключать газовую или электрическую центральную систему.

Среди недостатков выделяют:

1. Процесс эксплуатации требует четкого соблюдения соответствия между расходом топлива и количеством вырабатываемого пара. Но эксперты отмечают, что этот недостаток может быть компенсирован при применении высококачественной двухступенчатой схемы работы отопительного агрегата.
2. Нет аккумулирующих паровых и водяных объемов. Их можно компенсировать только предварительно налаженной подачей топлива.
3. Высокая цена не устраивает потребителей.

Как видно, относительно достоинств недостатков у подобного варианта отопления совсем немного. Именно поэтому он так распространен.

Проектирование системы парового отопления

Перед тем как выполнять монтаж классического парового котла, следует выполнить его проект. Если описанную выше естественную циркуляцию выполнить нельзя, значит, следует отдать предпочтение отопительной системе с принудительной циркуляцией.

В такую систему потребуется включить насос, который и будет нагнетать воду в теплообменник. Также следует заранее выбрать систему (однотрубную или двухтрубную). Двухтрубная система более сложная, однако, именно она используется чаще всего.

Если в качестве источника тепла будет выступать дровяная печь, то потребуется заранее спроектировать специальный теплообменник. Он будет выглядеть как змеевик, состоящий из нескольких сваренных между собой металлических труб.

Полезное для ознакомления видео:

Важно! Если же отапливаться помещения будут с помощью котла, то ничего проектировать не потребуется. Можно просто приобрести готовый вариант.

Технология монтажа

Для циркуляции воздуха обогревательное оборудование должно быть установлено выше уровня пола на 30 см. Эксперты рекомендуют приварить к основанию котла устойчивые ножки из стальных элементов. Для пожаробезопасности под котёл необходимо уложить прочный огнеупорный фундамент. Основные манипуляции по подключению котла к отопительной системе состоят из двух этапов:

1. В корпус оборудования врезают трубы подачи и обратки жидкости. Для работы требуются патрубки нужного диаметра.
2. В водяной резервуар врезают дымоотводную трубу.

Перед подключением котла нужно позаботиться, чтобы результат соответствовал технике безопасности. Вокруг агрегата возводят экран из кирпича высотой 1 м. Эта стена существенно повышает эффективность обогрева комнат и защищает пользователя от прикосновения к раскаленному металлу. Между кирпичным экраном и отопительной установкой должно быть расстояние минимум 40 см.
Порядок ввода котла в эксплуатацию:

1. С верхней панели аккуратно снять запорную крышку и теплорассеивающий диск.
2. Открыть заслонку на воздухоподводящей трубе.
3. Заполнять топку дровами нужно не выше линии дымохода. Сверху можно немного насыпать мелких щепок.
4. Полить небольшим количеством жидкости для розжига. Поджечь заложенное сырье.
5. Верхнюю панель накрыть теплорассеивающим диском и закрыть крышкой.
6. Заслонку можно прикрыть, когда дрова хорошо разгорятся.

Изготовление своими руками

Отопительные системы стоят дорого, из-за чего далеко не каждая семья может купить новый котел для установки на даче. При желании его можно изготовить своими руками. По конструктивному исполнению самодельные котлы бывают разными. Если делать все правильно, готовый агрегат ничем не будет уступать заводскому оборудованию.

Сначала нужно подготовить необходимые инструменты и материалы:

• Болгарка.
• Стальные трубы разного диаметра и длины.
• Чертеж будущего изделия.
• Обычный прокат для ножек.
• Электроды нужного размера. Для сварочных работ обычно используют заготовки диаметром 4 мм.
• Металлическая бочка на 200 литров.
• Стальные листы толщиной 5 мм или больше.
• Термостойкие строительные смеси для кладки печей и каминов.
• Сварочный аппарат.

В самой верхней части бочки нужно оборудовать небольшой люк для закладки дров. Аналогичным способом прорезают отверстие для сбора и уборки отработанного топлива. Для увеличения времени прогорания одной закладки дров, необходим специальный груз, который может быть сделан в виде небольшого диска с лопастями и отверстием. Это приспособление будет сжимать сгорающее топливо. Только после выполнения соединительных и конструктивных манипуляций подключают к отопительной системе.

Во время эксплуатации ручки котла сильно нагреваются, нужно предусмотреть защиту из материала с минимальными показателями теплопроводности. Для обеспечения безопасности к дну приваривают ножки, высота которых должна быть достаточной, чтобы поднять бочку минимум на 40 см над уровнем пола.

Заключение

Разнообразие предлагаемых котлов позволяет выбрать,  соответствующий индивидуальным запросам. Востребованы модели на дровах, которые могут эксплуатироваться автономно. Но если у владельца недвижимости нет нужной суммы, он может попробовать изготовить прибор самостоятельно, который будет обогревать весь дом.

Больше познавательной и интересной информации по этой теме представлено в видеоролике: