Обзор твердотопливных котлов. Выбираем твердотопливный котел для частного дома
Твердотопливные котлы — одни из наиболее распространенных. Как следует из названия, они используют энергию твердого топлива, выделяющуюся при сгорании. Новые модели не просто очень эффективны, но и отлично вписываются в домашний интерьер. Однако неискушенному покупателю определиться с выбором непросто. Данная статья поможет вам сориентироваться и сделать правильный выбор твердотопливного котла, который максимально соответствует по своим характеристикам отапливаемому помещению.
Разновидности топлива
Важнейшим критерием выбора является вид применяемого топлива. Это и привычные дрова с углем, а также и менее распространенные виды топлива — брикеты, пеллеты или торф.
Важно! По мнению покупателей и специалистов, наибольшего внимания заслуживают комбинированные варианты с возможностью загрузки альтернативного современного топлива.
Котлы на угольном топливе
Это — отличный вариант, если нет условий для длительного хранения дров. Производительность приборов на угольном топливе высокая, а их монтаж — не слишком дорогой.
Важно! Главные преимущества — универсальность использования, небольшие затраты на расходные материалы, а также возможность автономной работы. КПД в среднем варьируется около 50-70%.
Пеллетные и дровяные приборы
Здесь в качестве источника тепла используются дрова и пеллеты (искусственные топливные гранулы). Мощность этих устройств достаточно высокая (200 кВт). В то же время, котлы довольно экономичные и могут быть установлены в любом помещении.
Важно! Пеллеты и древесина отличаются большой продолжительностью горения, их КПД составляет порядка 90%.
Пиролизные котлы
Работа их основана на использовании особой технологии сжигания древесной массы. При сгорании топлива образуется пиролизный газ, обеспечивающий эффективную передачу тепла.
Важно! КПД пиролизного котла составляет 85-92%.
Если в помещении нет доступа к электросети, целесообразнее всего отдать предпочтение твердотопливному котлу, который работает в автономном режиме, но с ручной загрузкой. Это дает возможность наладить работу котла таким образом, чтобы при его функционировании не было никаких неприятных сюрпризов и непредвиденных проблем.
Критерии выбора
Прежде чем отдать предпочтение той или иной модели, нужно учесть такие факторы, влияющие на выбор твердотопливного котла:
- Площадь постройки. Это — решающий фактор при выборе мощности прибора, а также при подборе топлива.
- Высота перекрытия в помещении.
- Величина потерь тепла. На этот показатель влияют материалы, из которых выполнен дом, а также толщина потолков и стен.
- Климат региона. Основной акцент делается на показатели температуры воздуха в холодное время года.
Важно! Оптимальный вариант — доверить расчет квалифицированному профессиональному специалисту, который хорошо разбирается в видах и марках оборудования.
Выбор отопительного прибора на твердом топливе по техническим характеристикам
Как выбрать котел твердотопливный длительного горения для дома? Основными критериями выбора являются:
- Вид применяемого топлива.
- Емкость камеры сгорания. Этот фактор определяет производительность устройства и число загрузок топлива за определенный период.
- Автоматизация работы устройства.
- Безопасность изделия. Важными опциями являются: функция автоматического отключения и сигнализация.
- Параметры энергопотребления. Большая часть котлов на твердом топливе — энергонезависимы. Однако есть модели, для которых доступ к источнику электроэнергии является обязательным.
- Стоимость. Здесь нельзя однозначно утверждать, что дешевые модели — наилучший вариант. Как правило, по своим эксплуатационным качествам они далеки от идеала. Но в целом можно найти вариант по оптимальной для каждого потребителя цене.
Ручная загрузка или автоматическая?
При выборе твердотопливного котла этот вопрос нельзя обойти стороной.
При автоматической загрузке:
Важно! Автоматизированная подача угля или пеллет не просто упрощает обслуживание оборудования, но и делает его работу максимально эффективной и стабильной.
- Камера котла заполняется топливом вручную.
- Такие устройства популярны в сельских домах или на дачах.
- Обслуживание этих приборов не назовешь удобным, они недостаточно экономичны.
- Кроме того, они отличаются большими габаритами.
Важно! Такое оборудование больше подходит для отопления общественных зданий, где есть возможность разместить котел в отдельном помещении.
Материал теплообменника
Самыми популярными материалами для выполнения теплообменников являются сталь и чугун:
- Чугунные агрегаты отличаются высоким показателем производительности при работе на угле. Если использовать в качестве топлива дрова, то прибор существенно проигрывает в мощности.
Важно! К преимуществам приборов из чугуна относятся: хорошая ремонтопригодность и невысокая цена. Недостатки — низкий КПД (65-75%), а также необходимость в регулярной чистке теплообменника.
- Стальные котлы используют в качестве топлива брикеты или дрова. Срок работы стальных агрегатов на 1 загрузке топлива составляет 4-8 часов.
Как выбрать котел длительного горения: ТОП-3 лучших твердотопливных котлов для дома
Теплодар Куппер ПРО 22
Комбинированное устройство для отопления площадей до 200 квадратных метров. Отличается высоким уровнем теплоотдачи. Имеется возможность для установки горелки (в комплектацию не входит). Температура теплоносителя колеблется между 50 и 90 градусами. Котел быстро разжигается и хорошо держит температуру.
Преимущества:
- Наличие встроенного ТЭНа в 9 кВт мощностью.
- Возможность применения разных видов топлива (от твердых разновидностей до газа).
Недостатки:
- Горелка не входит в комплект.
- Отверстие для закладки дров имеет небольшие размеры.
Buderus Logano G221-20
Чугунный твердотопливный котел с камерой сгорания открытого типа. В качестве топлива можно использовать древесину, кокс или уголь. Важный момент — надежность прибора. Специалисты утверждают, что надоесть он может, но вот сломаться — маловероятно.
Преимущества:
- Простота установки.
- Продуманная конструкция, обеспечивающая долговечность прибора.
- Большие размеры загрузочной дверцы — можно использовать крупные поленья.
Важно! Недостаток — цена. Чрезмерно высокой ее назвать нельзя, но есть и более дешевые варианты.
ZOTA Pellet 25А
Одноконтурный котел для отопления помещений метражом до 250 “квадратов”. Прибор оснащен функцией автоматизированной подачи топлива. Имеется автоматизированная управляющая система. Возможно подключить к “теплым полам”. Датчик внешней температуры дает возможность регулировать температуру воздуха в комнатах.
Важно! Устройство работает на дровах, пеллетах или брикетах.
Преимущества:
- Автоматизированная подача топлива.
- Наличие защиты от перегрева.
- Панель управления с датчиками.
Минусы:
- Высокая цена (плата за комфорт!).
- Большой расход топлива при использовании пеллет.
Зная основные критерии, вы сможете теперь осуществить выбор твердотопливного котла более объективно и осознанно. Значит — отопительная система в вашем доме будет безопасной, эффективной и энергосберегающей, без ущерба вашему личному комфорту.
Содержание
При обустройстве автономной системы теплоснабжения в первую очередь следует определиться с выбором энергоносителя. Если подключение к магистральному газу невозможно или слишком дорого, обычно выбирают котлы на твердом топливе для отопления частного дома. Такие агрегаты надежны и достаточно экономичны в использовании. Модельный ряд включает энергонезависимые твердотопливные котлы, что актуально для местности с нестабильным электроснабжением.
Твердотопливный котел для отопления частного дома
Основные плюсы и минусы
Твердотопливный котел для отопления дома - это агрегат в напольном исполнении с теплообменником из чугуна либо жаропрочной стали. Энергоносителем служат дрова, уголь (бурый, каменный), брикеты из торфа, отходы деревообработки и растениеводства.
В список преимуществ таких теплогенераторов входит :
- возможность выбора и доступность твердого топлива;
- низкая стоимость тепловой энергии - 1 кВт тепла, выработанного твердотопливным агрегатом, дешевле тепловой энергии, полученной при помощи котлов иного типа (в 4 раза относительно газа, в 8 раз относительно жидкого топлива и в 17 раз по сравнению с использованием электричества);
- ремонтопригодность;
- легкость монтажа;
- наличие энергонезависимых моделей, которые подходят для эксплуатации в местности с неразвитой инфраструктурой;
- отсутствие необходимости оформлять разрешительную документацию на монтаж.
Напольный котел на твердом топливе
Планируя купить твердотопливный отопительный агрегат для загородного дома, следует принять во внимание и его недостатки :
- необходимость регулярно подкладывать топливо (длительность горения одной закладки и наличие автоматической подачи энергоносителя зависит от особенностей модели);
- образование несгораемого остатка топлива (зола), выбросы дымовых газов в атмосферу;
- необходимость регулярной очистки дымохода от сажи (это позволяет улучшить тягу и избежать возгорания сажи в трубе, что может привести к пожару);
- риск перегрева и выхода из строя котельного агрегата - работу оборудования требуется контролировать;
- относительно невысокий КПД;
- потребность в организации места хранения большого объема топлива.
Критерии выбора
Решая, какой твердотопливный котел выбрать, следует исходить из следующих факторов :
- используемое топливо (выбирается самое доступное топливо и его возможный заменитель);
- тип котла;
- материал теплообменника (твердотопливные чугунные модели долговечны, но имеют большой вес и чувствительны к резкому перепаду температур, стальные агрегаты легче, но склонны к коррозии под воздействием агрессивного конденсата и быстрее выходят из строя);
- эффективность работы - модели с высоким КПД более экономичны;
- способ и периодичность загрузки энергоносителя (топливо может подаваться автоматически в пеллетный котел, агрегат длительного горения требует верхней загрузки и т.д.);
- потребность в котельной (отопительные котлы с верхней загрузкой не следует устанавливать в жилой части дома, так как в помещение будет проникать дым);
- наличие второго контура для подготовки воды в систему ГВС;
- функциональность агрегата (использование в качестве топлива любые древесные и бумажные бытовые отходы, наличие варочной поверхности и т.д.);
- габариты и удобство монтажа, потребность в отдельном фундаментном основании.
Твердотопливный котел и виды топлива
Определившись с типом и функциональными параметрами котельного агрегата, требуется подобрать модель подходящей мощности. При общих расчетах исходят из соотношения 1 кВт на 10 кв. м. площади дома. Таким образом, для сооружения общей площадью 100 м2 потребуется котел мощностью не менее 10 кВт.
Чтобы расходовать энергоноситель экономически эффективно, выбирайте котел на основании точного теплового расчета дома (рекомендуется утеплить строение для снижения теплопотерь). Важно предусмотреть некоторый запас по мощности, чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей, быстро вырабатывая свой эксплуатационный ресурс. Запас мощности особенно важен, если используется топливо, теплотворные характеристики которого ниже стандартных расчетных параметров. Снижение коэффициента полезного действия тем больше, чем выше влажность древесины или торфа.
Чтобы максимально использовать тепловую энергию твердотопливного котла и избежать необходимости подкладывать дрова в топку ночью, устанавливают теплоизолированную буферную емкость с водой - теплоаккумулятор. Нагретая за день жидкость автоматически начинает поступать в отопительный контур, когда теплоноситель в нем начинает остывать.
Виды котлов на твердом топливе
Перед тем как выбрать твердотопливный котел, желательно ознакомиться с особенностями агрегатов различных типов. Твердотопливные теплогенераторы для частного дома подразделяются на следующие виды:
- С ручной загрузкой топлива:
- традиционной конструкции;
- пиролизные;
- длительного горения (с верхней загрузкой).
- С автоматической подачей энергоносителя – пеллетные агрегаты.
Подбираем модель с учетом удобства эксплуатации и обслуживания, экономической эффективности оборудования, цены отопительного котла.
Традиционные (классические) агрегаты
Традиционные твердотопливные котлы – наиболее популярный вариант благодаря простой конструкции и доступной стоимости. Интенсивность горения топлива регулируется при помощи датчика температуры и воздушной заслонки, которая меняет свое положение в зависимости от срабатывания датчика.
На одной закладке топлива котел способен проработать 2-6 часов. Различаются полностью автономные агрегаты, не требующие электроснабжения (подходят для гравитационных отопительных систем) и модифицированные котлы с электронными датчиками, дистанционной системой управления, вентилятором для принудительной подачи воздуха в топку.
Традиционный отопительный агрегат на твердом топливе
Преимущества :
- возможность использования любых видов топлива – угля, брикетов, дров, пеллет, бытовых отходов (бумага, ветки и т.д.);
- простота и надежность;
- простая обвязка;
- доступная цена.
Недостатки :
- требуется загружать топливо в котел 4-8 раз в течение суток;
- регулировка температурного режима в малом диапазоне;
- высокая инерционность котла, особенно чугунного – не дает быстро менять степень нагрева теплоносителя.
Пиролизные агрегаты
Пиролизный котел изобретен относительно недавно. Принцип действия основан на том, что при недостатке кислорода топливо тлеет с выделением горючих газов, а при сжигании древесного газа выделяется большое количество тепловой энергии.
Пиролизный котел оснащен двумя камерами – первая предназначена для топлива, вторая – для дожигания летучих веществ. Это агрегат с высоким КПД и пониженным уровнем выбросов в атмосферу.
Виды пиролизных отопительных агрегатов
Преимущества :
- КПД свыше 90%;
- топливо (бурый уголь, дрова и т.д.) сгорает практически без остатка, благодаря чему не требуется частая чистка оборудования;
- в сутки достаточно 2-4 раза заложить топливо;
- пиролизный котел позволяет сжигать неколотые дрова крупного размера.
Недостатки :
- конструктивная сложность;
- энергозависимость;
- высокая стоимость;
- требовательность к качеству и количеству топлива – пиролизный котел теряет КПД практически вдвое при использовании влажного топлива, половинная загрузка камеры приводит к оседанию дегтя внутри дымохода.
Агрегаты длительного горения
К отопительным агрегатам нового поколения относятся котлы длительного горения, в которых топливо сгорает сверху вниз. Теплогенератор может работать на дровах и других видах твердого топлива, включая кокс, антрацит, бурый уголь, брикеты из торфа или опилок и т.д.
В разрезе котел верхнего горения представляет собой полый цилиндр, в который закладывается до 50 кг топлива. Сверху устанавливается специальное приспособление, распределяющее воздух, которое по мере сгорания энергоносителя, опускается вниз. Такая конструкция обеспечивает медленное сгорание топлива (процесс горения поддерживается в верхних 10-20 см топлива) с выделением горючего газа, который дожигается с большим выделением тепла. Интенсивность пламени регулируется за счет подачи воздуха через верхнее отверстие с заслонкой.
Агрегат длительного горения на твердом топливе
Преимущества :
- продолжительное время горения (в зависимости от выбранного топлива) – 12-48 часов, если использовать каменный уголь – до 7 суток;
- энергонезависимость;
- очистка агрегата от золы требуется 2-3 раза в месяц, а не ежедневно, как в случае с классическим котлом;
- более доступная стоимость по сравнению с пиролизным теплогенератором (но выше, чем у классического).
Недостатки :
- относительно невысокий КПД;
- отсутствие возможности добавить топлива, не дожидаясь окончания цикла горения;
Также стоит обратить внимание на не очень удобное обслуживание данного твердотопливного котла для отопления, так как топливо приходится закладывать сверху. Насыпать уголь или брикеты можно без труда, но правильно уложить дрова достаточно сложно.
Пеллетные отопители
Котлы для отопления дома, работающие на гранулированном топливе из отходов деревообработки (пеллетах), максимально удобны в эксплуатации. С точки зрения комфорта использования – это лучшие твердотопливные котлы. Они полностью автоматизированы – древесные гранулы попадают в топку из бункера, объем которого рассчитан на несколько дней работы.
Преимущества :
- полная автоматизация подачи топлива (дозакладка производится по мере сгорания пеллет);
- возможность тонкой регулировки нагрева теплоносителя, установка погодозависимой автоматики, стабильное поддержание заданной температуры;
- система автоматического розжига;
- КПД около 90%;
- долгий срок службы (порядка 20 лет).
Пеллетный агрегат с автоматической подачей топлива
Недостатки :
- энергозависимость (требуют стабильного электроснабжения);
- ограничение по выбору топлива (можно использовать только пеллеты);
- высокая стоимость.
Наивысший результат развития технологий – отопительные котлы пеллетного типа, которые могут в качестве топлива, автоматически поступающего в камеру сгорания, использовать уголь. Также существуют модели, оснащенные специальной замещающей сеткой, и позволяющие сжигать в пеллетном котле сухие дрова.
Популярные модели
Разбираясь, какой твердотопливный котел лучше, стоит обратить внимание на популярные модели агрегатов всех типов.
Чугунный классический котел Protherm Бобер 50 DLO . Одноконтурный, оснащен открытой камерой сгорания, мощность 39 кВт, что позволяет его задействовать для большого отапливаемого дома. КПД составляет 90,2%. Работает на дровах и угле, нагревает воду в котле до 85°С, рассчитан на эксплуатацию в системе с давлением 3-4 бар. Энергонезависимый котел оснащен термометром и манометром, предусмотрено механическое управление.
Чугунный классический котел Protherm Бобер 50 DLO
Стальной классический котел Bosch Solid 2000 B SFU 12 . Мощность одноконтурной модели составляет 13,5 кВт, что дает возможность использовать его для обогрева небольшого дома. Рассчитан на использование угля, также можно топить дровами, коксом, древесными брикетами, но мощность при этом падает. КПД составляет 84%. Энергонезависимый агрегат оснащен манометром и термометром, механическими органами управления. Небольшой вес упрощает установку.
Стальной классический отопитель Bosch Solid 2000 B SFU 12
Котел длительного горения Stropuva S20u . Тепловая мощность составляет 20 кВт, на одной закладке дров (до 60 кг) агрегат способен проработать 31 час, на пеллетах – 72 часа, на угле – до 5 суток. Одноконтурный энергонезависимый агрегат имеет КПД 85%, способен нагреть теплоноситель до 95°С.
Котел длительного горения Stropuva S20u
Пиролизный котел Буржуй К ТА 20 . Котельный агрегат мощностью 20 кВт является энергонезависимым. По сравнению с классическими дровяными котлами потребляет в 4 раза меньше топлива. Работает не только на дровах, но и на других видах твердого топлива. Одноконтурный котел снабжен автоматическим терморегулятором.
Пиролизный агрегат Буржуй К ТА 20
Пеллетный котел PELLUX COMPACT . Отличается небольшими размерами и хорошей эффективностью – КПД достигает 92%. Агрегат снабжен автоматизированной системой управления. Рассчитан на использование пеллет или сухих дров (для этого предусмотрена специальная сетка).
Пеллетный отопитель Pellux Compact
Заключение по теме
Выбор твердотопливного котла – ответственный шаг, от которого зависит комфорт проживания в доме, удобство эксплуатации отопительной системы и ее экономичность. Правильно подобранный котел прослужит максимально возможный срок, поскольку он будет функционировать в оптимальном режиме. Рекомендуется остановить свой выбор на модели, позволяющей использовать различные виды твердого топлива – это поможет избежать проблем, если поставки основного энергоносителя временно прервутся.
Котлы длительного горения
Пиролизные котлы
Пеллетные котлы
Котлы на твёрдом топливе изготавливаются из стали или чугуна и применяются для обеспечения отопления и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий. Совмещают в себе экономичность и возможность обустройства автономной системы отопления, что особенно актуально для негазифицированных регионов и районов с нестабильной подачей электроэнергии. Принцип действия данного вида котлов основан на выделении тепловой энергии в результате сгорания таких видов твёрдого топлива, как уголь, торф, дрова, пеллеты и других.
Конструкция и принцип работы твердотопливных котлов
Классический твердотопливный котёл представляет собой модульную конструкцию, собранную в одном корпусе.
Основные элементы конструкции:
1. Теплообменник является одной из важнейших деталей котла, с его помощью осуществляется передача тепловой энергии разогретого дымового газа непосредственно теплоносителю. Скорость прохождения газа регулируется дымососом. В среднем срок эксплуатации теплообменника составляет около 20 лет. Для изготовления может применяться сталь или чугун.
Стальной теплообменник обходится дешевле, однако быстрее изнашивается. Желательно поддерживать температуру теплоносителя не ниже 65° С, чтобы не допускать образования конденсата. К преимуществам стального теплообменника можно отнести его устойчивость к резким перепадам температур.
Чугунный теплообменник более долговечен, меньше подвержен образованию коррозии и требует поддержания температуры теплоносителя от 50° С и выше.
2. Топочная камера с дверцей предназначена для загрузки и сжигания топлива.
3. Колосниковая решётка должна иметь высокую теплокоррозийную устойчивость, для изготовления часто применяется сплав железа и графита (серый чугун). Решётка обеспечивает доступ воздуха для поддержания горения, равномерное распределение топлива, а также отсев несгоревших остатков в зольник.
4. Люк для прочистки верхних ходов.
5. Регулятор температуры может быть как механическим (регулятор тяги), так и автоматическим (микропроцессорный контроллер).
Для более комфортной и безопасной эксплуатации котла могут применяться дополнительные устройства: регулятор тяги, газовая горелка для розжига, термостатический клапан для предотвращения перегрева и другие.
Работа котла начинается с розжига, в процессе которого происходит быстрое повышение температуры с 30-35° С до 500-600° С за 5-10 минут. В это же время температура теплообменника возрастает до 40-70° С в зависимости от настроек системы. На следующем этапе температура в топке достигает 1000-1300° С в зависимости от применяемого топлива, а теплоноситель прогревается до рабочей температуры. На данном этапе важно не допустить превышения температуры 95° С, что достигается посредством регулировки поступления воздуха в камеру сгорания при помощи задвижки. На заключительном этапе топливо полностью прогорает, и образуются тлеющие угли, после чего происходит постепенное затухание и снижение температуры.
Большинство современных котлов оснащаются датчиком предназначенным для автоматического поддержания температуры в диапазоне от 65° С до 90° С. Датчик соединяется с заслонкой, которая регулирует доступ воздуха в топочную камеру для поддержания процесса горения.
Преимущества и недостатки котлов на твёрдом топливе
Применение твердотопливных котлов в системах отопления и горячего водоснабжения имеет ряд преимуществ:1. Главным преимуществом котлов на твёрдом топливе является возможность их автономной работы. Работа котла не зависит от наличия электричества, газа или других внешних источников энергоснабжения, что позволяет эксплуатировать его в удалённых районах, а также использовать в качестве дублирующего источника тепла в случае отключения электроэнергии или возникновении проблем с подачей газа.
2. Применяемые виды топлива (уголь, торф, пеллеты и другие) обходятся намного дешевле использования газа, электроэнергии или дизельного топлива. Однако стоит учитывать дополнительные расходы на доставку, погрузочно-разгрузочные работы и хранение.
3. Максимальный КПД у стандартных котлов может достигать 84,9%.
4. Простое устройство котла существенно повышает его надёжность и продлевает срок службы.
5. Большинство моделей котлов может работать на разных видах топлива.
6. Стоимость твердотопливного котла ниже газового или электрического аналогичной мощности.
К недостаткам твердотопливных котлов можно отнести потребность в отдельном помещении для установки котла и хранения запасов топлива. Эксплуатация более трудоёмка, так как требует регулярной ручной загрузки топлива, вычистки золы и сажи.
Классические твердотопливные котлы
Стандартные твердотопливные котлы имеют предельно простую конструкцию, что обуславливает довольно низкую стоимость и простоту эксплуатации. Такие котлы имеют объёмное топочное отделение и неприхотливы к виду и качеству топлива. Полная энергонезависимость позволяет применять их в условиях отсутствующего или нестабильного электроснабжения.Простота конструкции имеет и отрицательные стороны – сравнительно низкий КПД, необходимость частой загрузки топлива, механическая регулировка температуры теплоносителя, чувствительность к уровню влажности топлива и другие. Также требуется довольно частая очистка котла – накопление золы снижает производительность котла и может привести к перегреву и поломке. При эксплуатации таких котлов следует учитывать их большую инерционность – возможно только постепенное и относительно медленное снижение или повышение температуры, быстрый разогрев или выключение котла невозможны. Учитывая невысокую цену, такие котлы целесообразно применять в качестве запасного варианта на случай перебоев с поставками электроэнергии или газа.
Котлы длительного горения
Принцип действия котлов длительного горения направлен на продолжительное и экономное сжигание топлива. Период работы таких котлов на одной загрузке составляет до 5 суток при использовании угля и до 30 часов при использовании дров. Для увеличения времени работы и количества выделяемого тепла применяется метод «верхнего» или «верхне-нижнего» горения. Наглядно этот метод можно рассмотреть на примере горения обычной спички, повернув её сначала пламенем в направлении пола, а потом перенаправив вверх – при направлении пламени вверх время сгорания существенно возрастёт.Камера подогрева воздуха соединяется с топочной камерой при помощи телескопической трубы с воздухораспределителем, через которую подаётся подогретый воздух. По мере прогорания топлива труба опускается под собственным весом, что обеспечивает равномерное оптимальное сгорание тонкого верхнего слоя топлива.
Отличительной особенностью таких котлов является большой объём топочной камеры, позволяющий загрузить до 50 кг топлива. За счёт ограниченной подачи воздуха происходит не столько сгорание, сколько тление топлива. Благодаря объёму камеры и медленному сгоранию, одной закладки топлива достаточно для работы котла от 12 часов до 5 суток. КПД таких котлов достигает 90%, они просты в эксплуатации и обслуживании.
Подобная, но более совершенная и экономичная технология применяется и в газогенераторных котлах.
Пиролизные котлы
Эффективность работы пиролизных (газогенераторных) котлов достигается за счёт раздельного сжигания твёрдого топлива и выделяемых в процессе горючих газов в отдельных камерах сгорания. Другое название явления пиролиза – сухая перегонка. Под воздействием высокой температуры (200-800° С) и при ограниченном доступе воздуха в камеру сгорания происходит разложение топлива на твёрдый остаток и пиролизный газ (смесь азота, водорода, угарного газа и углеводородов). Горючий газ с помощью вентилятора подаётся по керамической форсунке во вторую камеру, где происходит подмешивание кислорода и сжигание газа. В результате происходит дополнительная подсушка органического топлива (преимущественно используются дрова или щепа), что способствует более полному сгоранию и образованию меньшего количества золы и сажи. КПД пиролизных котлов может достигать 85-92% в зависимости от качества исходного топлива. Применяемая технология обеспечивает возможность работы котла на одной загрузке до 12 часов, более экономно расходует топливо по сравнению с классическими твердотопливными котлами и является более чистой и экологичной за счёт снижения количества твёрдых и газообразных отходов.К недостаткам пиролизных котлов можно отнести их сравнительно высокую стоимость, повышенные требования к влажности органического топлива (не более 25-30%), необходимость полной загрузки для эффективной работы, обязательная установка трёхходового клапана для подмешивания горячей воды в обратную трубу (температура не должна опускаться ниже 65° С, чтобы не допустить образования конденсата) и предохранительного клапана для аварийного сброса излишка воды при закипании. Учитывая относительную сложность конструкции и потребность в дополнительном оборудовании, большинство таких котлов энергозависимы, что лишает их основного преимущества твердотопливных котлов – автономности.
Использование в качестве дополнительного оборудования бойлеров косвенного нагрева или теплоаккумулирующих баков позволяет сократить расход топлива до 20%, увеличить период между закладками, а также иметь постоянный запас воды для горячего водоснабжения.
Пеллетные котлы
Для работы таких котлов применяется специальный вид топлива – пеллеты. Пеллеты производятся в основном из отходов деревообрабатывающей промышленности методом прессования. Склеивание древесных частиц происходит без применения химических добавок: под воздействием температуры древесина выделяет лигнин, который и служит связующим веществом. При сгорании одной тонны пеллет выделяется 3500 кВт/ч тепловой энергии, что в полтора раза больше, чем в процессе сгорания аналогичного количества дров или древесной щепы. Влажность составляет всего 8-12%. Пеллеты представляют собой сыпучий гранулированный материал, что существенно облегчает процесс траспортировки и хранения и являются экологически чистым продуктом, не выделяя в процессе горения токсических веществ.Конструктивной особенностью пеллетных котлов является обязательное наличие ёмкости (загрузочного бункера) для хранения и подачи пелет в камеру сгорания посредством шнекового механизма. При этом время непрерывной работы котла зависит исключительно от объёма бункера и составляет в среднем от 3-7 суток.
В зависимости от модели котла могут применяться различные способы сжигания пеллет. Ретортная горелка представляет собой стальную или чугунную чащу на поверхность которой снизу подаётся топливо. В зону горения осуществляется подача воздуха поддерживающего процесс горения и предотвращающего перегрев горелки. Могут использоваться как подвижные, так и неподвижные ретортные горелки. Подвижные (оборотные) позволяют эффективно сжигать топливо с большим содержанием золы, влаги и пыли.
КПД пеллетных котлов может составлять до 95% в зависимости от качества топлива и модели котла. Работа большинства котлов полностью автоматизирована и безопасна.
Пеллетные котлы являются энергозависимыми, так как для функционирования шнекового механизма, автоматического розжига и системы подачи воздуха необходимо наличие электроэнергии.
Расчёт мощности и основные принципы монтажа котлов на твёрдом топливе
При расчёте требуемой мощности котла нужно учитывать множество факторов – погодные условия для конкретной климатической зоны, степень утепления дома, герметичность стеклопакетов, тип применяемых радиаторов (стальные, алюминиевые, чугунные), наличие тёплого пола и многое другое. Очень приблизительный расчёт мощности можно сделать исходя из потребности 1 кВт на 10 м² при высоте потолков 3 метра, однако такие данные пригодны только для предварительного выбора модели котла, окончательный расчёт должен проводиться только специалистом.Установка твердотопливного котла наиболее целесообразна в негазифицированных регионах и регионах где могут иметь место перебои с подачей электрической энергии. От того, насколько правильно смонтирован котёл и сделана его обвязка зависит эффективность и надёжность всей системы отопления в доме. Для оборудования топочной выделяется отдельное помещение, обязательно оборудованное системой приточно-вытяжной вентиляции. Монтаж котла производится на ровное бетонное или кирпичное основание на расстоянии не ближе 70 см от стен помещения. Преимущественно котёл используется в комплекте с теплоизолированным накопительным баком. Бак служит для защиты системы от перегрева, позволяет адаптировать различные источники тепла (котёл на твёрдом топливе, электрический котёл, газовый котёл или другие) в одну систему с системой отопления, оптимизирует работу котла, повышая его КПД и снижая расход топлива. Вода в таком баке может сохранять температуру в течение нескольких дней и применяется как для систем отопления, так и для бытовых нужд. Также могут применяться бойлеры косвенного нагрева, оборудованные как спиралевидными теплообменниками для использования тепловой энергии котла, так и электрическим тэном для нагрева воды в летнее время. Важным элементом обвязки котла является расширительный бак, предназначенный для компенсации излишков воды возникающих в процессе нагревания. Объём бака должен составлять не менее 1/10 общего объёма воды в системе.
На выходе из котла устанавливается группа безопасности, состоящая из манометра, автоматического воздухоотводчика (для предотвращения завоздушивания системы и возникновения воздушных пробок) и предохранительного клапана.
Особенностью твердотопливных котлов является невозможность контролировать подачу топлива, соответственно довольно высока вероятность перегрева. С целью предотвращения перегрева применяется охлаждающий теплообменник. Некоторые модели стальных котлов оснащены им изначально, в остальных случаях он устанавливается на выходе из котла перед системой отопления. При разогреве котла до 95° С срабатывает термостатический клапан и в теплообменник подаётся холодная вода из водопровода или специально предназначенной для этого ёмкости. После охлаждения котла и снижения температуры клапан закрывается.
Другим, более простым, способом борьбы с перегревом является применение сливного клапана. В случае превышения допустимого значения температуры горячая вода перенаправляется в канализацию, а в систему отопления подаётся холодная вода из водопровода.
При установке твердотопливного котла нужно учитывать его инерционность, затухание топлива и снижение температуры происходит постепенно. Учитывая, что за принудительную подачу теплоносителя отвечает циркуляционный насос, должна быть предусмотрена установка аккумуляторной батареи для его бесперебойной работы в случае отключения электрического снабжения. В противном случае неравномерный прогрев различных участков может вывести из строя всю систему отопления.
Эффективная и производительная работа котла во многом зависит от хорошей тяги и правильно рассчитанного и установленного дымохода. При выборе дымохода нужно обратить внимание на его высоту, диаметр, длину разгонного участка и качество утепления трубы. Высота и диаметр трубы рассчитываются исходя из мощности котла, при недостаточной высоте трубы дымовые газы будут плохо вытягиваться, а в худшем случае поступать в обратном направлении, в помещение. Обычно минимальная длина трубы указывается в инструкции к котлу, а диаметр соответствует выходному отверстию котла. Утепление трубы не позволяет дымовым газам остывать слишком быстро, при остывании тяга может ухудшиться. Для изготовления дымоходов применяется преимущественно труба из оцинкованной нержавеющей стали диаметром 120, 150 или 200 мм. Также производятся дымоходные трубы квадратного сечения. Такая труба слабо подвержена коррозии под воздействием атмосферных осадков и конденсата, удобна в сборке и установке, а также имеет привлекательный внешний вид что позволяет устанавливать её по фасаду дома. В нижней части дымохода оборудуется кран для слива конденсата и лючок для прочистки.
По желанию заказчика котлы могут дополнительно оборудоваться системами автоматической подачи топлива из загрузочного бункера. В этом случае может применяться только мелкоразмерное топливо.
Для подключения и обвязки котла могут применяться только металлические трубы (медные, стальные и другие), использование полипропиленовых, металлопластиковых и труб из сшитого полиэтилена недопустимо.
Электрическое отопление, призванное стать альтернативой отоплению газовому, приводит к диким расходам на электроэнергию. Поэтому твердотопливные котлы, работающие на дровах, коксе, угле и пеллетном топливе, являются более выгодным и экономичным решением. Чаще всего здесь сжигаются именно дрова, так как это наиболее доступный вид топлива. В этом обзоре мы дадим вам полную информацию о твердотопливном оборудовании, чтобы вы знали, о чем идет речь.
Вот что будет затронуто в данном материале:
- Конструктивные особенности твердотопливных котлов;
- Разновидности оборудования;
- Достоинства и недостатки.
В заключение статьи мы дадим несколько пользовательских отзывов.
Виды котлов на твердом топливе
Решая проблему с обогревом жилья, не подключенного к газовой магистрали, мы нередко обращаем внимание на электрические котлы. Они просты в эксплуатации и чрезвычайно дешевы, но расходы на электричество могут показаться гигантскими. Считайте сами – для обогрева дома в 100 кв. м. нужен котел мощностью 10 кВт, который за сутки потребит около 240 кВт электроэнергии (может и чуть меньше) – усредненные расходы составят порядка 1000 руб./сутки.
Дрова являются одним из самых дешевых видов топлива, ведь наша страна богата лесами.
Твердотопливные котлы являются более экономичной и разумной альтернативой, так как они потребляют довольно дешевое топливо . В некоторых случаях оно и вовсе бесплатное – достаточно нарубить в ближайшем лесу необходимое количество дров на весь отопительный сезон. Да и целый грузовик дров объемом 10-15 кубометров обойдется сравнительно дешево. Во всяком случае, дешевле, чем мегаватты потребленной за зиму электроэнергии.
Бытовые твердотопливные котлы подразделяются на две большие категории – классические и пиролизные. Первые работают за счет прямого сжигания дров, угля или кокса, а вторые являются газогенераторными. То есть, сначала они вырабатывают горючий газ, который потом сжигается вместе со вторичным топливом. Давайте попробуем рассмотреть обе категории более подробно.
Пиролизные или классические
Самыми простыми являются классические твердотопливные котлы. Они оснащены внушительными топками, в которых сгорает твердое топливо – это дрова, каменный уголь, кокс и многое другое. Полученное тепло проходит через теплообменник, нагревает теплоноситель, после чего тот поступает в батареи отопления. Топливо в такие котлы загружается в ручном режиме, так как обеспечить автоматическую подачу бесформенных дров и каменного угля проблематично.
Пеллетные котлы с большим бункером позволят вам реже проверять наличие топлива в них.
Проблема частично решается с помощью пеллетных твердотопливных котлов с автоматической подачей топлива. В их конструкции присутствуют дополнительные элементы:
- Бункеры для хранения пеллетного горючего;
- Шнековые узлы для подачи гранул в камеру сгорания;
- Автоматика для управления горением.
Самые продвинутые модели могут работать в полностью автоматическом режиме, самостоятельно разжигая пламя, регулируя температуру в отопительном контуре и выполняя прочие функции.
Классические твердотопливные котлы просты как три копейки, поэтому они отличаются сравнительной дешевизной. Они не требуют особого обслуживания, что влияет на стоимость эксплуатации. Их КПД может достигать 80-85% и даже чуточку выше, в зависимости от вида используемого топлива. Например, достичь максимального КПД можно с помощью каменного угля – он характеризуется большим тепловыделением.
Классический котел на твердом топливе управляется с помощью заслонки, а параметры работы контролируются с помощью термометра. Самые продвинутые модели наделяются электронными блоками управления, которые регулируют тягу, управляя температурой в отопительном контуре. Кроме того, классические котлы могут быть одноконтурными и двухконтурными – последние не только согревают дома, но и обеспечивают подготовку горячей воды.
Пиролизные твердотопливные котлы работают иначе, чем их классические аналоги. Здесь предусмотрена двойная система сгорания, с образованием горючего газа. Принцип работы можно описать следующим образом:
Принцип действия пиролизного твердотопливного котла отопления.
- Дрова (уголь) закладываются в газифицирующую камеру и поджигаются. Горение происходит с минимальной подачей кислорода, количества которого просто не хватает для полноценного горения;
- В процессе сгорания образуется древесный газ, который поступает во вторую часть топки, где к нему подмешивается вторичный воздух. Здесь происходит основное сгорание с забором тепла в отопительную систему;
- Для повышения производительности часть выделившегося тепла отправляется обратно в газифицирующую камеру, что способствует более интенсивному пиролизу.
Для организации горения и тяги в первичной камере используются дымососы и дутьевые вентиляторы.
Таким образом, пиролизные твердотопливные котлы работают по принципу пиролиза – здесь происходит выработка горючих древесных газов с их последующим сгоранием во вторичной камере (камере дожигания) . Продукты сгорания в принудительном порядке удаляются через дымоход. В большинстве случаев такие котлы являются энергозависимыми – они требуют подключения к электросети для работы дымососов и дутьевых вентиляторов.
Их преимущества перед классическими твердотопливными котлами:
- Более легкий контроль над горением – в таких котлах проще регулировать температуру. К тому же это позволяет частично автоматизировать их работу;
- Более полное сгорание топлива – тем самым увеличивается КПД;
- Меньше возни с обслуживанием – чистятся такие котлы гораздо реже;
- Длительное горение – еще один плюс перед классическими агрегатами;
- Повышенная эффективность – пусть она составляет максимум 5-8%, но и этого достаточно для более экономичного расхода топлива.
Присутствуют и некоторые недостатки:
Для отопления пиролизных моделей используйте только хорошо просушенные дрова.
- Твердотопливные котлы отопления пиролизного типа в большинстве своем требуют подключения к электросети для работы дутьевых вентиляторов и дымососов;
- Серьезные требования к влажности топлива – например, влажность дров не должна превышать 35% . То есть, мы не можем загрузить в топку свежесрубленные влажные дрова – высокое содержание воды в продуктах пиролиза повлияет на качество и эффективность горения;
- Температура в обратной трубе не должна быть ниже +60 градусов – в противном случае это вызовет конденсацию влаги с последующей коррозией металлических частей котла;
- Дороговизна – более сложная конструкция оказывает прямое влияние на стоимость котла, его цена может оказаться в 1,5-2 раза выше цены обычного твердотопливного котла.
Впрочем, на многие недостатки можно закрыть глаза.
Справедливости ради отметим, что длительное горение топлива возможно не только в пиролизных котлах, но и в классических – для этого в продаже присутствуют модели с большими камерами сгорания.
Энергозависимые и энергонезависимые
Твердотопливные котлы для частного дома могут быть энергозависимыми и энергонезависимыми. К первым относятся пеллетные котлы, универсальные агрегаты, работающие на нескольких видах топлива, а также пиролизные образцы. Давайте перечислим модули и узлы, требующие электроэнергии:
В агрегатах, использующих сыпучее топливо, часто установлен шнековый механиз, который работает от электричества.
- Модули управления – некоторые котлы оснащаются управляющими узлами, требующими подключения к электросети. Например, это могут быть продвинутые пиролизные или пеллетные модификации с расширенным управлением;
- Узлы подачи топлива – те же шнеки, присутствующие в пеллетных твердотопливных котлах, оснащены электродвигателями, которые приводятся в действие электричеством;
- Дымососы, дутьевые вентиляторы, нагнетающие вентиляторы – системы принудительной подачи воздуха и дымоудаления требуют обязательного подключения к электрической сети.
Здесь все просто – если в отапливаемом домовладении есть электрическая сеть, можно обратить свое внимание на более эффективные и удобные в эксплуатации энергозависимые модели . Если предстоит отапливать домовладение, не подключенное к электросети, придется довольствоваться энергонезависимой моделью.
Главным достоинством энергонезависимых моделей является их простота, что выливается в более доступную стоимость. Достоинства энергозависимых модификаций – возможность работы в автоматическом режиме, более эффективное сжигание топлива.
Материалы теплообменников
Чугунный теплообменник прослужит вам на много дольше аналогов из других металлов.
Лучший твердотопливный котел – это котел с чугунным теплообменником . Чугун характеризуется высокой теплоемкостью, он быстро нагревается, но медленно отдает накопленное тепло. Благодаря этому стабилизируется температура воды в отопительном контуре. Он не так стоек к гидроударам, но в автономных отопительных системах их почти никогда не бывает. Зато он хорошо противостоит коррозии, что перекрывает такие недостатки, как хрупкость и дикий собственный вес.
Стальные теплообменники в твердотопливных котлах обладают повышенной стойкостью к гидроударам, но в них нередко образуется накипь и начинает проявляться коррозия. Зато их применение оказывает прямое влияние на цену – котлы с такими теплообменниками стоят заметно дешевле. Также они проще в монтаже, так как для таких котлов характерен низкий вес.
Чугунные твердотопливные котлы выигрывают перед своими стальными собратьями – если вы планируете покупку твердотопливного агрегата, смело отдавайте предпочтение чугуну. Он порадует вас стабильной и устойчивой работой, а также продолжительным сроком службы.
Конструктивные особенности котлов
Твердотопливники с верхней загрузкой подойдут людям с больной спиной.
Выбирая котел отопительный твердотопливный, следует обратить внимание на прочие особенности этого оборудования. Для начала отметим, что такие котлы подразделяются на модификации с фронтальной и верхней загрузкой. В первых разновидностях загрузка топлива осуществляется через дверцу на передней стенке. В моделях с верхней загрузкой топливо закладывается сверху – оптимальный вариант для тех, кому трудно наклоняться.
Для удаления золы во всех без исключения твердотопливных котлах предусмотрены отдельные дверцы, располагающиеся под дверцами камер сгорания. Кстати, загрузочные дверцы нередко оснащаются мощной теплоизоляцией, исключающей случайный ожог. Регулировка тяги осуществляется специальной ручкой, соединенной с поддувалом.
Твердотопливные котлы могут быть одноконтурными и двухконтурными. Одноконтурные агрегаты обладают предельно простой конструкцией и ориентированы исключительно на обогрев. Стоят они дешевле, чем их двухконтурные собратья, но различия в стоимости не очень большие. Для организации подачи горячей воды можно задействовать бойлер косвенного нагрева, который будет забирать часть тепла из отопительной системы на нагрев своего внутреннего объема.
В теплое время года, когда отопление находится в выключенном состоянии, подготовка горячей воды осуществляется встроенными в бойлеры ТЭНами (ими оснащаются лишь некоторые модели). Если встроенного ТЭНа в бойлере нет, придется решать проблему иными способами.
Двухконтурный твердотопливный котел для дома – это отличный многофункциональный агрегат . Нагрев воды в нем ведется с помощью обычного штатного теплообменника, через внутренний объем которого проходит труба с протекающей по нему водопроводной водой. Таким образом исключается перегрев контура ГВС и образование в нем накипи – простая и очень удобная конструкция. Правда, в теплое время года она окажется бесполезной (тут выигрывают газовые двухконтурные котлы).
Твердотопливный котел с водяным контуром станет идеальным агрегатом для обогрева жилья в зимнее время года. Летом, весной и осенью для нагрева воды можно задействовать отдельный электрический бойлер.
Достоинства и недостатки твердотопливных котлов
Одним из главных плюсов таких котлов является возможность использования любого вида твердого топлива.
Твердотопливные котлы для частного дома активно используются для обогрева жилых домов, не подключенных к газовым магистралям – до сих пор в нашей стране полно населенных пунктов, где газ отсутствует. А там, где он появился совсем недавно, за подключение «заламывают» такие суммы, что люди предпочитают отапливать дровами и углем. Давайте посмотрим, какими достоинствами обладают твердотопливные котлы перед другими агрегатами.
Основные достоинства:
- Дешевый обогрев, по сравнению с электрическим отоплением – дрова, каменный уголь, пеллеты и прочие виды топлива стоят сравнительно дешево. Экономия, по сравнению с электроэнергией, может достигать 300-400% . К тому же, дрова могут быть и вовсе бесплатными, если нарубить их в ближайшем лесу;
- Безопасность – здесь не используется природный или баллонный газ, поэтому взрываться тут особо нечему. Максимальной безопасностью могут похвастаться энергонезависимые модели, не подключаемые к электрической сети;
- Простота в эксплуатации – достаточно загрузить в топку дрова и поджечь их. То же самое относится к пиролизным и автоматическим пеллетным котлам;
- Неплохая эффективность – КПД некоторых моделей достигает высоких показателей;
- Универсальность – в топки твердотопливных котлов можно загружать любые виды твердого топлива.
Присутствуют и определенные недостатки:
Твердотопливные котлы занимают не мала места, а их топливо еще больше.
- Эксплуатация твердотопливных котлов стоит дороже, чем эксплуатация газовых котлов – что ни говори, но догнать газовое отопление по дешевизне пока что проблематично;
- Твердое топливо занимает много места . И неважно, что это, дрова, пеллеты, каменный уголь или кокс. Для дров и вовсе придется сделать отдельное хранилище, защищенное от влаги;
- Требования к влажности топлива – например, для тех же пиролизных котлов это очень критично;
- Твердотопливные котлы нуждаются в регулярной закладке топлива – в большей степени это относится к котлам, которые работают на дровах, угле и коксе, оснащенным небольшими камерами сгорания. Исключение составляют котлы длительного горения, пиролизные модели и пеллетные модификации;
- Любой твердотопливный котел для дома требует периодической чистки – отсюда нужно удалять золу и сажу. Причем загрязнения оседают не только в специальном поддоне для золы, но и на других частях – в камере сгорания, в теплообменнике и т. д.
Некоторые недостатки весьма критичны, поэтому с ними придется мириться.
Мощность твердотопливных котлов
Чтобы не выбирать модели с большой мощностью, позаботьтесь о теплопотерях вашего дома.
Подбирая твердотопливный котел, следует уделить внимание его мощности. Никаких особых требований здесь нет, на каждый 10 кв. м. площади нам потребуется 1 кВт тепловой энергии. То есть, на средний домик площадью 150 кв. м. потребуется твердотопливный котел мощностью 15 кВт. Также прибавляем небольшой запас в размере 10-20% - он потребуется на случай неожиданных заморозков или при использовании топлива низкого качества.
Также нужно разобраться с тепловыми потерями. Для этого оцениваем наличие утепления окон, стен и чердака. Снизить потери можно путем установки тройных стеклопакетов, обкладкой основных стен кирпичом и дополнительной теплоизоляцией (пеноизол, минеральная вата), утеплением чердачных помещений и дверей.
Самые дикие утечки тепла происходят в комнатах с большим количеством наружных стен. Например, если вы хотите отопить однокомнатный дачный домик, можете смело брать запас в размере 30%, так как тут все стены будут наружными.
Общий принцип установки твердотопливного котла
Установка твердотопливного котла начинается с подготовки отдельного помещения. Здесь нужна хорошая вентиляция, обеспечивающая приток свежего воздуха. Стены, полы и потолки отделываются несгораемыми материалами. Оборудование ставится на негорючую основу, причем очень прочную – большинство котлов оснащается тяжелыми чугунными теплообменниками, поэтому для их монтажа потребуется прочная бетонная стяжка . Полы в помещении должны быть изготовлены из негорючих материалов (в идеале – все тот же бетон).
Схема отопления частного дома, построенная на основе твердотопливника.
Некоторые специалисты советуют постелить и закрепить перед котлом лист железа – он сможет принять на себя случайно выпавшие угольки и головешки. Такое практикуется в том случае, если в помещении уложено горючее напольное покрытие. Дальнейшую установку производим вполне понятным способом – подтягиваем к котлу трубы, подсоединяем дымоход. Если котел энергозависимый, подводим сюда электросеть. После этого можно приступать к испытаниям системы