Котел твердотопливный двухконтурный: принцип работы котлов длительного горения на твердом топливе, подробнее на фото и видео

Как устроен водогрейный контур котла?

Классический (одноконтурный) котел, нагревающий теплоноситель только для системы отопления состоит из следующих конструкционных элементов:

Топки – камеры сгорания дров, угля, пеллет или торфа.
Зольника – бункера для сбора твердых отходов процесса горения.
Дымохода – воздуховода для отвода газообразных продуктов горения.
Рубашки – заполненного водой теплообменника, встроенного в топку.

Теплоноситель подается в «рубашку», аккумулирует энергию сгоревшего топлива и переносится к радиаторам, обогревающим квартиру.

Водогрейный (двухконтурный) котел помимо вышеупомянутых элементов конструкции содержит «в себе» еще один теплообменник – змеевик или накопитель системы горячего водоснабжения. Второй теплообменник подключают к холодной ветви водопровода, получая «на выходе» порцию горячей воды.

При этом практикуется две варианта размещения и подключения водогрейного контура:

Схема проточного нагрева, когда в основную рубашку монтируется змеевик водогрейного контура, питаемый энергией теплоносителя системы отопления. Холодная вода движется по змеевику и нагревается до приемлемой температуры – 40-45 градусов Цельсия. Основной недостаток подобной схемы – малая производительность. В этом случае контур горячего водоснабжения нагревает не более 6-8 литров жидкости в минуту.
Схема накопительного нагрева, когда в основную рубашку или дымоходный канал встраивается бойлер – бак с водой, нагреваемой тем же теплоносителем системы отопления или горячим воздухом. Холодная вода из водопровода подмешивается к содержащейся в бойлере жидкости по мере расхода горячей воды. Причем температура воды в бойлере может подняться даже до 90-95 градусов Цельсия. Поэтому в данном случае контур горячего водоснабжения способен «выдать» достаточно объемную порцию воды, превышающую объем бака в 2-3 раза. Однако на постоянный разогрев бойлера придется потратить часть тепловой мощности котла, что приведет к перерасходу топлива.

Поэтому при выборе модели котла с ГВС контуром покупателю придется сопоставить собственные потребности с конструкционными особенностями «генератора» тепла и горячей воды.

Выбираем котел с контуром горячего водоснабжения – советы покупателю

Обращайте внимание на тепловую мощность – эффективный водогрейный котел мощнее одноконтурного варианта нагревательного прибора на 20-25 процентов. Ведь часть энергии сгорающего топлива уйдет на обслуживание водяного контура

То есть, если вас утраивал 12-киловаттный одноконтурный котел, то для обслуживания систем отопления и горячего водоснабжения вам придется купить агрегат мощностью 15 кВт.

Обратите внимание на производительность водогрейного контура. Если вам не достаточно 2-2,5 литра в минуту – подумайте о приобретении котла с бойлером. Если у вас большая семья – сразу покупайте котел с бойлером или подумайте об установке теплового аккумулятора.

Подумайте о простоте обслуживания – периодичности чистки зольника и загрузке топлива. Не хотите проблем с тем и другим – покупайте твердотопливный котел длительного горения с водяным контуром или пеллетный теплогенерирующий агрегат с объемным бункером. Такие котлы нужно чистить раз в декаду (три раза в месяц). А продолжительность горения на одной загрузке топлива в этом случае доходит до 3-5 дней.

Обратите внимание на материал теплообменника и топочной камеры. При этом лучшим вариантом материала для ГВС теплообменника является медь или нержавеющая сталь. А вот топочную камеру, а равно и основной теплообменник лучше сделать из чугуна. Поскольку чугунный твердотопливный котел с водяным контуром прослужит вдвое дольше стального аналога — как минимум 30 лет.

При этом какую бы модель вы не выбрали, готовьтесь «выложить» за нее от 60 тысяч рублей и более. Водогрейные котлы – это недешевое удовольствие. Впрочем, альтернативное решение – одноконтурный котел + тепловой аккумулятор с функцией косвенного нагрева водопроводной воды – стоит еще дороже.

Что это такое?

Котел твердотопливный длительного горения Defro

Как же работает такой вид твердотопливного котла? В его топку загружают дрова или уголь, пеллеты или торфяные брикеты, солому или тростник и просто поджигают их. Все перечисленные материалы являются топливом. Все это горит, а тепло передается устройству, которое называется теплообменником. Конструкция последнего достаточно сложна. Обычно это полый змеевик из металла, внутри которого проходит теплоноситель — вода.

Тепловая энергия от металла передается воде, которая нагревается и начинает движение по системе отопления под действием законов физики. Конструкция отопительного котла и принцип его работы просты и понятны, но все это крайне неудобно в обслуживании и эксплуатации.

Один небольшой нюанс — длительность горения разных видов топлива различается и составляет от 2 до 8 часов. Но в любом случае после полного прогорания топлива образовавшуюся золу необходимо убрать и сделать новую закладку.

Еще совсем недавно все это проводилось вручную и сопровождалось массой неприятных моментов, особенно, когда дело касалось уборки. Но теперь на рынке есть новые конструкции, работающие в полуавтоматическом режиме. То есть загрузка топлива — брикетов, угля или пеллетов — происходит механическим способом из бункеров, которые способны принять большой объем таких материалов. К тому же подобные котлы снабжаются автоматикой, которая сама регулирует подачу топлива в котел.

Но конструкторы и инженеры стали искать не только механические способы решения этих задач. Рассматривались и другие механизмы лучшего сгорания топлива в топках. Так появились на свет два новых агрегата с совершенно иными принципами работы. Рассмотрим каждый из них отдельно.

Обобщение по теме

Выбирая для дома или промышленного использования двухконтурный котел длительного горения, работающий на твердом топливе, важно учитывать три фактора — топливо, при помощи которого он будет нагревать теплоноситель, принцип горения и качество материала, из которого изготовлен теплообменник. Читайте далее:

Читайте далее:

Российские твердотопливные котлы – длительное горение и комфортное тепло

Как выбирать дровяные котлы длительного горения с водяным контуром?

Как устроены самодельные котлы длительного горения на дровах

Как устроена печь длительного горения «Бубафоня»

Какими бывают самодельные печи длительного горения

Производители ТОП лучших твердотопливных котлов с водяным контуром

Российский рынок отечественных котлов насыщен твердотопливными котлами как отечественного, так и западного производства. Серьезная конкуренция на рынке заставляет производителей, вносить инновационные изменения в конструкцию и снизить потребительские цены. По оценкам покупателей наибольшими преимуществами обладают следующие марки.

Каракан 16ТПЭВ 3 16кВт

Популярный в сельской местности двухконтурный котел, использующий любое твердое топливо. Прежде всего приобрел популярность благодаря глубокой топке, позволяющей использовать дрова длиной до 50 см и варочной поверхности. Для котлов классического горения имеет достаточный КПД 75%, горячей воды производит 250 л/час. Подготовка санитарной горячей воды осуществляется с помощью встроенного ТЭНа мощностью 9 кВт. При работе на отопление котел абсолютно энергонезависимый, с механическим управлением посредством терморегулятора. Масса агрегата составляет 120 кг.

Стоимость: 25 000-27 000 руб.

Dragon Tа-15 Гв

Один из лучших двухконтурных твердотопливных котлов для отопления частного дома. Более совершенный, эффективный, практичный и удобный в обслуживании, но и гораздо более дорогой котел. КПД достигает 88%, достичь его позволило устройство топочной камеры с более долгим отводом газов, за счет чего теплообменником аккумулируется больше тепла. Также из особенностей стоит отметить немалый объем топки – 60 л, производитель заявляет о 6-10 часах горения одной закладки. На практике это действительно так, но при использовании в качестве топлива угля с низкой зольностью.

Конструкцией дверцы предусмотрена доустановка жидкотопливной горелки, однако делать мы это советуем лишь в крайнем случае: эффективность сжигания газа, дизельного топлива или отработки в большой камере сгорания твердотопливного котла будет крайне низкой. Владельцы также отмечают чугунную колосниковую решетку. Недостатком является лишь крайне высокая цена.

Стоимость: 53 500-62 000 руб.

Wirbel ЕСО СКB 20

Разработка Австрии, производство обычно в РФ. Еще более совершенная модель со сложным отводом газов, за счет чего аккумулируется больше тепла. Основным серьезным отличием является организация второго контура посредством встроенного в основной контур накопительного бойлера на 65 и более литров, что позволяет всегда иметь в запасе определенный запас горячей воды, но снижает эффективность, если котел используется лишь для отопления дома. Также стоит отметить надежность теплообменника из толстой 5 мм печной стали, на практике других моделей такие теплообменники служат более 15-17 лет.

Классификация котлов длительного горения на твердом топливе

При выборе подходящего агрегата, стоит ознакомиться с существующими разновидностями отопительного оборудования данного типа. Котлы на твердом топливе длительного горения делятся на множество подвидов по различным критериям. Предлагаем ознакомиться с классификацией, которая позволит сделать правильный выбор.

Большой ассортимент создает трудности при выборе

По способу сжигания топлива

Современные котлы длительного горения реализуют два основных способа горения:

за счет пиролиза;
верхнего горения топлива.

В первом случае происходит генерация тепловой энергии, образующейся в результате горения. Во втором случае выгорание топлива происходит сверху вниз, благодаря чему удается добиться полного завершения процесса.

Способ сжигания топлива выбирается индивидуально

По материалу изготовления

Для изготовления твердотопливных котлов производители используют стали и чугун. Стальные модели адаптированы для работы на древесном топливе, так как его удельная теплота сгорания меньше аналогичного параметра у угля и торфа. Чугунные котлы с водяным контуром допускают использование топлива всех видов, но имеют один существенный недостаток: хрупкость при механическом воздействии и температурных колебаниях. Это предъявляет высокие требования к выполнению монтажных работ. Кроме того изделия из чугуна намного больше весят.

Учитывая данный факт, агрегаты, изготовленные из чугуна, хороший вариант для домов, в которых проживают постоянно, а стальные – для дачных строений. Однако следует учитывать, что при долгом простое часто начинаются коррозионные процессы, способные сократить срок службы агрегата.

Чугунные агрегаты способны прослужить дольше

По типу используемого топлива

При покупке любого отопительного прибора одним из важнейших факторов процессе выбора становится тип используемого топлива. Выбор может быть сделан в пользу котла длительного горения на:

угле;
древесине любого вида;
торфяных брикетах.

Каждый материал имеет свою температуру сгорания. Использовать следует тот вид топлива, который рекомендован производителем. Какой вариант окажется предпочтительным, зависит от месторасположения частного дома.

Если недалеко располагается деревоперерабатывающее предприятие, предпочтительным является твердотопливный котел для отопления частного дома, работающий на древесине. Здесь по доступной цене можно приобрести отходы производства, к которым относятся обрезки дерева, опилки, кора. Нередко кору и опилки прессуют для получения брикетов, пеллет и гранул, подходящих для агрегатов длительного горения.

Тип используемого топлива в агрегатах длительного горения может отличаться

По количеству контуров

Могут быть одно- и двухконтурными. Одноконтурные котлы твердотопливные длительного горения – для отопления. Второй вариант предназначен для отопления и подогрева воды. Покупка модели с водяным контуром обойдется дороже, зато при наличии такого оборудования можно отказаться от установки бойлера.

Двухконтурные подогреют воду

По мощности котла

Важный критерий, определяющий количество вырабатываемого тепла. Производители предлагают агрегаты различной мощности. Для помещений, у которых высота стен меньше 3 м, выбирает котел из расчета 1 кВт/м². Если требуется нагрев воды, требования к мощности агрегата возрастают.

Мощность агрегата зависит от площади здания

Для удобства наших читателей наша команда разработала специальный онлайн-калькулятор.

Калькулятор расчета необходимой мощности твердотопливного котла

По объему загрузочной камеры

В качестве критерия классификации выбирается соотношение объема топлива в одной закладке к мощности котла. Чем выше данный показатель, тем реже пополняются запасы топлива. Для стальных устройств данное соотношение в среднем равно 1,6÷2,6 л/кВт, для чугунных – 1,1÷1,4 л/кВт.

Объем камеры определяет возможности котла с водяным контуром

По коэффициенту полезного действия

Один из основных параметров. Характеризует, какое количество выработанного тепла будет направлено на обогрев дома. У некоторых моделей может достигать 90%. При одинаковой мощности котлы с разными КПД могут использоваться для отопления помещений различной площади.

Чем выше КПД, тем ниже затраты на эксплуатацию

Разновидности двухконтурных котлов на твердом топливе

Промышленность выпускает несколько типов 2-контурных котлов, предназначенных для использования в бытовых целях.

Классические

Это самые простые по конструкции агрегаты. Тепло образуется за счет сжигания горючих материалов в топке. Полученная энергия используется для нагрева теплоносителя, который циркулирует в отопительном контуре. Отличительные особенности установок – надежность, невысокая стоимость и низкий КПД.

Верхнего горения

Агрегаты улучшенной конструкции, которые выделяются повышенной энергоэффективностью. Топливо загружается в вертикальную топку и поджигается сверху. Реакция протекает при недостатке кислорода. Принцип действия напоминает таковой у привычного всем костра. По мере выгорания дров зона реакции постепенно перемещается по высоте топки.

Котлы верхнего горения отличаются повышенной энергоэффективностью.

Подобная конструкция может работать почти на всех типах твердых горючих материалов

При загрузке топлива важно плотно его утрамбовать, чтобы не допустить попадания внутрь топки избыточного воздуха. Если это случится, вместо тления будет наблюдаться активное горение, что приведет к снижению КПД

Пиролизные

Установки этого типа работают по принципу газогенератора. В первичной камере происходит нагрев топлива в присутствии небольшого количества кислорода. При таких условиях начинается реакция пиролиза, которая сопровождается выделением горючих газов. Они в свою очередь поступают в камеру дожигания.

Здесь пиролизные газы сгорают с образованием большого количества энергии. Часть тепла передается в первичную камеру для нагрева древесины. Остальная энергия расходуется на повышение температуры циркулирующей в контуре воды. Особенности пиролизных котлов – высокий КПД и длительная работа от 1 закладки дров.

Пеллетные

В этих котлах в качестве топлива используются специально подготовленные древесные гранулы. Работа агрегатов автоматизирована. Установки снабжены бункером, через который пеллеты поступают в зону горения. Их особенность – высокий КПД. Длительность автономной работы зависит от вместительности бункера.

Еще немного про мощность

Это важно! Как недостаток мощности, так и ее превышение – все это негативно сказывается на эффективности работы системы отопления. Если в первом случае просто не получится обогреть помещения, то во втором – бессмысленные затраты

Это касается и переплаты за сам котел (мощнее-дороже), и его работы: если агрегат будет работать на неполной мощности, то это сопряжено с образованием конденсата и как следствие – сокращение срока службы котла. Стремясь решить эту проблему, пользователь будет расходовать больше топлива, чем это реально нужно для обогрева помещений. Если вы затрудняетесь с выбором оборудования, настоятельно рекомендуем заплатить инженеру, который проведет все расчеты применительно к вашему дому.

Сводная таблица моделей твердотопливных котлов
Модель	Мощность, кВт	КПД, %	Топливо	Цена, руб.
ZOTA Сarbon-20	20	80	уголь	47 900
Viadrus Hercules U22D 4	20-23	80	дрова 270 мм	53700
OPOP H424V	20-24,5	72	дрова 300 мм;бурый уголь (орех 1)	54 060
Bosch Solid 2000 B SFU 20	20	76	уголь (20-40 мм);кокс	60 500
Protherm Бобер 20 DLO	18-19	70,8	дрова 180×320 мм;уголь	63 400
Buderus Logano S131-22H	22	82	древесина 100х330 мм;уголь 20-40 мм;кокс	77 800
TIS UNI 25	10-30	82	дрова;уголь;брикеты;тор	84 500
Sime SOLIDA EV 3	20-23	67,7	дрова 100х330 мм;уголь 20-40 мм;кокс	90 870
Kiturami KF-35	24	91,5	дрова 100х500 мм;уголь 20-40 мм;брикеты	108 060
Stropuva S20U	20	85	дрова 450×250 мм;уголь;пеллеты;брикеты	117 760

Параметры выбора оборудования для обогрева

Эффективность отопления определяется правильным выбором модели котла. Каждый из критериев влияет на характеристики системы, ее надежность, удобство эксплуатации.

Материал по теме: Особенности приобретения и подбор нужных характеристик газового двухконтурного котла

Материал теплообменника

Змеевик может быть стальным или чугунным. Первый вариант привлекает высоким КПД (от 86%), стойкостью к ударным нагрузкам, простотой чистки, большим объемом камеры сгорания в сравнении с аналогами. При этом срок службы и стойкость к коррозии таких моделей меньше. Чугун надежнее, служит от 25 лет, выдерживает высокие температуры, прост в очистке.

Виды топлива

Производители выпускают котлы, работающие на угле, дровах, торфяных брикетах, пеллетах, коксе. Выбор оборудования мультитопливного исполнения повышает универсальность агрегата, позволяет в зависимости от ситуации выбирать оптимальный вид горючего.

Твердотопливные котлы работают на дровах.

Мощность

Производительность установки определяют исходя из количества отапливаемых квадратных метров (из расчета 1 кВт/10 м²). Для получения более точного показателя учитывают эффективность теплоизоляции здания. Если ее нет, при расчетах вводится коэффициент 60, для утепленных зданий — 40.

Чтобы техника работала без перегрузок, мастера рекомендуют предусматривать 20 %-ный запас мощности. При высоте потолка 2,7 м и площади 150 м² расчет выполняют следующим образом:

150 х 2,7 х 60 х 1,2 = 29160 Вт.

Габариты

Размер корпуса зависит от вида топлива, конструкции, комплектации установки, материала теплообменника, характеристик модели. Для техники классической конструкции, работающей автономно 8‑12 часов, этот показатель составит в среднем 1100 х 600 х 850 мм.

Полезный объем загрузочной камеры

В зависимости от модификации оборудования соотношение размеров топки и мощности составляет для агрегатов со стальным теплообменником 1,6‑2,6 л/кВт, для чугунных аналогов — 1,1‑1,4 л/кВт. Чем величина больше, тем реже нужна загрузка топлива.

Объем загрузочной камеры зависит от мощности.

Потребление электроэнергии

Техника с электронным управлением, оснащенная вентилятором для подачи воздуха и насосом для циркуляции теплоносителя, требует подключения к сети. Для надежности энергоснабжения предусматривают резервирование на случай перебоев питания.

Наличие буферной емкости

Возможность организации ГВС — аргумент в пользу выбора моделей, оснащенных встроенным или внешним теплоизолированным баком для нагретой воды.

Долговечность конструкции

Срок службы котла зависит от материала изготовления корпуса, теплообменника, толщины используемой стали. При соблюдении базовых рекомендаций для чугунных моделей он превышает 25 лет, для стальных — 15.

Долговечность конструкции зависит от материала изготовления корпуса.

Безопасность

Стабильность работы агрегата зависит от качества его сборки, комплектации, точности соблюдения правил монтажа и эксплуатации. Надежность системы повышается с установкой предохранительных клапанов, манометра для контроля давления, воздухоотводчиков, с резервированием питания циркуляционного насоса.

Дополнительные опции

Для повышения КПД в комплектацию включают автоматику с функцией управления подачей воздуха в зону горения, контроля температуры в соответствии с настройками комнатного терморегулятора. Выпускают модели с авторозжигом, конвейерной подачей горючего.

Особенности твердотопливных котлов

Такие агрегаты обладают рядом важных особенностей, которые необходимо учитывать потребителям.

Преимущества перед другими конструкциями

Основными достоинствами твердотопливных установок являются:

высокая надежность;
возможность использовать различные виды недорогих горючих материалов в качестве топлива;
длительный срок эксплуатации оборудования;
невысокая стоимость изделий;
простота в обслуживании.

Недостатки котлов этого типа

Твердотопливные агрегаты не лишены и некоторых отрицательных свойств.

Твердотопливные агрегаты имеют большие габариты и вес установок.

Главными из них являются:

невозможность точно регулировать температуру воды;
запас горючих материалов, занимающий много места и требующий предварительной просушки перед загрузкой в топку;
большие габариты и вес установок;
невозможность агрегата работать полностью в автономном режиме (периодически требуется ручная дозаправка котла).

Buderus Logano S131-22 H

Немецкий стальной котел Logano S131-22 H, выпускаемый под торговой маркой Buderus – простой в устройстве и обслуживании агрегат, способный сжигать древесину и уголь. Энергонезависимый, рассчитан на отопление помещений площадью до 200 м². Подходит для открытой и закрытой систем отопления. Увеличенный до 38 л объем топки обеспечивает длительное горение на одной загрузке – до 8 часов. За счет фронтальной загрузки, съемным верхней крышке и заслонкам, изделие просто эксплуатировать и обслуживать. Инженеры сделали ставку на то, чтобы чистка удаленных узлов была удобной: многие из них можно обслуживать даже во время работы котла. Двери имеют перенавешиваемые петли, поэтому оборудование легко подстраивается к условиям эксплуатации. Открывая дверцу работающего котла, дым удаляется из камеры сгорания – пользователь не рискует погрузиться в дымовую завесу. Расположенная наверху ручка делает удобным контроль над положением заслонки при розжиге. В устройстве установлены колосниковые решетки с выпуклыми ребрами для лучшей подачи воздуха, предусмотрены многочисленные отверстия в решетках. Их две, они съемные и взаимозаменяемые. При необходимости их можно быстро выдвинуть крюком. Для сбора золы предусмотрен зольный ящик на всю ширину корпуса.

Основные технические характеристики Buderus Logano S131-22 H
Характеристики	Значения
Номинальная мощность, кВт	22
Отапливаемая площадь, м²	200
КПД, %	82
Топливо	древесина 100х330 мм, уголь 20-40 мм, кокс
Материал теплообменника	сталь 5 мм
Количество контуров	1
Камера сгорания	открытая
Диаметр дымохода, мм	150
Размеры, мм	966x536x838
Масса, кг	130
Родина бренда / Производство	Германия / Германия
Цена, руб.	77 800

Посмотреть видеообзор Buderus Logano S131-22 H:

Заключение по теме

Как видите, некоторые вопросы увеличения эффективности работы отопительных котлов зависят не только от размеров самих отопительных агрегатов или от увеличения подачи топлива. Научно-технический прогресс сегодня предлагает совершенно другие позиции, связанные с технологическими процессами. И в этом вы сами могли убедиться на примере твердотопливных котлов с верхним горением топлива.