Как выбрать твердотопливный котел отопления

Котлы длительного горения на угле

Давайте рассмотрим два вида котлов, работающих на одной загрузке топлива продолжительное время:

1. Полуавтоматические котлы — пользователь загружает топливо в котел и производит розжиг. Последующим процессом горения уже управляет автоматика (контроллер с вентилятором).
2. Автоматические котлы — здесь ко всему описанному выше добавляется подача топлива из бункера. В подразделе о пеллетных котлах как раз описан автоматический котел.

Полуавтоматический и автоматический котел Автоматический котел имеет более сложное техническое устройство, чем полуавтоматический.

Например, сгорание топлива внутри автоматического котла происходит не в большом объеме топки, а в маленькой ретортной горелке.

Топливо к этой горелке подается из бункера при помощи шнека.

Чтобы вся эта техника работала без перебоев, необходимо использовать уголь определенной фракции.

А в нашей стране это не всегда удобно. Сегодня он есть в наличии, а завтра нет.

Смотрим обзор автоматического котла:

Преимуществом полуавтоматических котлов является их более простое устройство.

В общем, если снять с такого котла вентилятор, то он ничем не будет отличаться от обыкновенного.

Некоторые модели полуавтоматических котлов можно переоборудовать под энергонезависимые системы отопления.

Для этого на него вместо вентилятора устанавливается термостатический регулятор тяги с цепочкой.

Термостатический регулятор тяги котла

Для полной энергонезависимости в система отопления должна быть гравитационной, то есть в ней теплоноситель должен циркулировать без применения насосов.

Видео о таком котле смотрите ниже:

Кроме этого, разные модели полуавтоматических котлов работают по схеме с верхним или с нижним горением топлива.

Верхнее горение топлива имеет ряд недостатков, которые описаны выше в подразделе о котлах на дровах. Тут все остается тем же самым кроме топлива.

Теперь перейдем к описанию недостатков этих котлов:

• Большая стоимость — хороший полуавтоматический котел будет стоит как минимум в 1,5 раза больше своего «обычного» собрата. Автоматические котлы дороже в 3-4 раза и их применяют в основном на больших объектах.
• Техническая сложность — здесь «чемпионами» являются автоматические котлы, в которых есть множество проблемных узлов. Например, шнек бункера часто клинит из-за плохого качества топлива.Обслуживать такие отопительные аппараты может только сервисный инженер. В полуавтоматических котлах проблемы могут возникать из-за поломок вентилятора или контроллера.
• Большие габариты и вес — например, «полуавтомат» мощностью 25 кВт может весить больше 250 кг. А у автоматических котлов вес может легко преодолевать 500 кг, не считая веса топлива в бункере.

Правила при расчете мощности

По отношению к твердотопливным устройствам действуют те же принципы, что и при расчете показателей для котлов, работающих на газе. Применяется следующая формула: чтобы отопить 10 квадратных метров площади, необходим один киловатт мощности котла, при этом высота потолков составляет не более трех метров.

Например, если предстоит обогревать здание, площадь которого составляет 150 метров квадратных, нужно установить котел, мощность которого равняется 15 кВт.

При определении мощности учитывается также степень теплоизолированности помещения. Если у здания хороший тепловой контур, применяется коэффициент 40. При недостаточно высоком уровне утепления — шестьдесят.

Так, когда потолки достигают высоты в 2,5 метра, при коэффициенте 40 формула будет выглядеть таким образом: 150×2,5×40=15 кВт. Если коэффициент равен шестидесяти, получится другой результат: 150×2,5×60=22,5 кВт.

Кроме того, если твердотопливный котел решено использовать не только для отопления, но и чтобы греть воду, его проектная мощность увеличивается еще на 50%. Получение горячей воды потребует значительной мощности котла.

Внешний вид твердотопливного котла Купер Практик-8 и принципиальная схема его работы. Котёл расчитан на установку в помещениях площадью 40−80м2.

Принцип работы

Твердотопливные котлы состоят из таких частей:

• теплообменника;
• вентилятора;
• бункера для топлива;
• камеры горения;
• дымососа.

По этой схеме происходит отопление воздуха в помещении. С помощью электронного блока воздушная температура при выходе получается в районе 50-110 градусов. Приблизительно при одной загрузке тепловой генератор может работать 6-9 часов, но эти показатели могут значительно различаться, в зависимости от изготовителя. Надо не забывать, чтобы сохранить стенки камеры горения, не желательно допускать устройство к эксплуатации в критичном режиме, если температура более 110 гр.

Виды и краткое описание

Приборы отличаются по нескольким особенностям, на которые стоит обращать внимание перед покупкой. Некоторые котлы не подходят по типу питания, другие по конструкции. Некоторые котлы не подходят по типу питания, другие по конструкции

Некоторые котлы не подходят по типу питания, другие по конструкции.

Вид топлива

Источником тепла для твердотопливных приборов, чаще всего, являются уголь, дрова или торф.

Топливо необходимо закладывать каждые 4-8 часов, исключая модели длительного горения, подбрасывание дров зависит от мощности, режима горения и площади, которую нужно обогреть.

Некоторые устройства оснащены дополнительным термометром, системой авторозжига и панелью управления.

Принцип сжигания топлива

Пиролизные — основой устройства идет выработка тепла при сгорании газа. Газ добывается из дерева методом сухой перегонки от 600 до 800 градусов по цельсию.

Вода нагревается при сжигании газа, который образуется при пиролизе. Данный тип котлов обладает повышенным КПД до 91%. При работе таких моделей практически нет выделений золы и сажи.

Традиционные — используют тепло от сгорания закладочного материала. Современные модели используют технику верхнего горения, которая обеспечивает поочередное горение каждого топлива. Из-за чего уменьшается количество золы, а КПД повышается до 80 %.

Энергозависимость

Энергозависимые — приборы, которые нуждаются в питании от электросети для регулировки нагрева, температуры, вентиляции и регулировки насосов.

Энергонезависимые — для данных котлов не нужны дополнительные источники питания. Все управление регулировкой температуры, отвода дыма, циркуляция воды осуществляется механически.

Материал теплообменника

Чугунные или стальные? Два материала, из которых изготавливаются твердотопливные котлы.

Стальные выносливо выдерживают температурные изменения, быстрее нагреваются и остывают. Недостаток – возможность развития коррозии, которая делает дальнейшую эксплуатацию невозможной. Отличаются модели стандартными показателями:

• толщина материала;
• время работы при одной твердотопливной загрузке;
• КПД;
• конструктивные особенности.

Чугунные твердотопливные изделия являются секционными. Поэтому при выходе из строя может быть заменена лишь секция. Вероятность возникновения коррозии в чугунных образцах намного ниже, чем в стальных. Главный недостаток – слабая стойкость к изменениям температуры, в результате чего устройство может получить повреждение. Чугунное оборудование инертно.

Изделия демонстрируют высокую эффективность, если функционируют на угле. Применение дров может вызвать снижение КПД чугунного оборудования.

Как выбрать твердотопливный котел для отопления

Критерии выбора

Прежде чем рассматривать варианты покупки надо определить:

1. Кто будет истопником и с какой периодичностью вручную загружать топливо:

• три-пять раз в сутки;
• один-три раза в сутки;
• один раз в три-шесть дней;
• не чаще одного раза в неделю.

2. Чем топить:

• сухими дровами или брикетами – вариант, не подходящий из-за высокой цены и требования по влажности 20-25%;
• обычными поленьями с влажностью до 40%, пролежавшими под навесом до середины осени – реально применимая ситуация;
• дровяным хламом – нежелательный вариант по причине существенных занижений характеристик по мощности и необходимости частой очистки изделия;
• углём – не очень подходящий выбор из-за большой цены, неприятного запаха, грязи, золы и пр.;
• пеллетами – неплохой вариант в случае использования только деревянных, которые надо найти и придумать, где хранить сезонный запас, потому что закупать мелкими партиями не очень приятное занятие.

После ответа на вопросы можно заняться изучением вариантов выбора. Что следует знать:

1. При выборе изделия с ручной загрузкой:

• универсальных котлов нет, конструкция топки и теплообменника разрабатывается под конкретный материал, при использовании которого достигается самый лучший результат;
• чем больше объём топки, тем дольше котёл работает на одной загрузке;
• мощность зависит от используемого топлива из-за различия в температуре горения;
• чем больше и тяжелее агрегат, тем больше у него будет срок службы и выше КПД по причине большой площади теплообменника;
• возможность лёгкой чистки без лишних усилий и использования специальных инструментов, недоступных в свободной продаже;
• периодичность замены расходных материалов – колосников, уплотнителей, их стоимость и наличие в продаже.

2. При выборе изделия, работающего в автоматическом режиме:

• может долгое время работать без присмотра, а одной загрузки хватает на пять и больше суток;
• оснащено горелкой «совкового» типа, где факел пламени пылает в горизонтальной плоскости;
• оборудовано авторозжигом;
• подходят только пеллеты;
• необходимость разрыва потока загрузки для предотвращения возможного возгорания бункера при обратной тяге;
• возможность использования в ручном режиме;
• более высокая цена, чем на модели с автоматизированной загрузкой.

3. При выборе изделия с автоматизированной загрузкой:

• обязательное присутствие оператора до двух раз в сутки;
• оснащено горелкой ретортного типа;
• сплошной поток загрузки на срок более пяти дней при автоматизированной подаче пеллетов из большого бункера;
• отсутствие авторозжига, что требует присмотра для ручного поджигания при потухании;
• возможность использования в ручном режиме с загрузкой угля или дров;
• обязательное наличие бункера или постоянная закупка пеллетов во время отопительного сезона;
• необходимость регулярной чистки теплообменника (один раз в две недели) для поддержания КПД на уровне до 85%;
• требование принятия специальных мер для обеспечения пожаробезопасности.

Агрегат надёжной марки создаст в загородном доме или даче уютную обстановку в неблагоприятный период осенне-зимних холодов.

С чего начать?

Сначала стоит определиться, твердотопливный котел будет основным или все-таки резервным источником отопления. Если он будет дополнять другие варианты, необходимо подбирать модель согласованной, чтобы все оборудование сочеталось, обеспечивая гармоничное функционирование всей системы. При этом нужно учитывать, что есть бытовые, а есть и промышленные модели для отопления помещений.

Модели твердотопливных котлов

Еще один важный параметр, который должен быть учтен при выборе, – мощность агрегата. Для определения этого показателя следует учесть площадь частного дома, уровень теплоизоляции комнат, которые будут отапливаться твердотопливным котлом. Если самостоятельно определить этот параметр не удается, лучше обратиться к специалисту. Это сделает расчеты правильно, подскажет оптимальные варианты.

Выбирая твердотопливный котел для отопления дома, многие забывают о дымоходе. При недостаточной тяге рекомендуется применять оборудование с дополнительной вентиляционной системой.

Обвязка котла водяным отопительным контуром

Энергоэффективность и безопасность работы котельной — задачи, решаемые при выборе правильной схемы подключения агрегата к трубопроводу. При этом расположение технологического оборудования (насосов, клапанов, воздухоотводчиков, измерительных приборов) влияет на точность контроля параметров и корректность срабатывания устройств защиты.

Система гравитационного типа

В зависимости от исполнения контуры бывают открытыми и закрытыми. Первый вариант предполагает монтаж расширителя на чердаке, второй — расположенного на уровне котла мембранного бака с обязательным оснащением системы группой безопасности.

Система гравитационного типа функционирует благодаря циркуляции воды.

С естественной циркуляцией

Напорное оборудование не предусмотрено. Движение теплоносителя обеспечивается за счет расположения котла на нижнем уровне здания. Минимальный угол уклона, соблюдаемый при прокладке трубопроводов, — 0,5°. Скорость перемещения воды в системе — 0,1‑0,25 м/с.

С принудительной

Жидкость циркулирует в контуре под действием насоса, расположенного на линии «обратки». Его выбирают по давлению и объему перекачиваемого теплоносителя исходя из обогреваемой площади и конфигурации контура. Возможно использование открытой или закрытой схемы.

Недостатки чугунного котла

Как бы не было странным, но чугун является хрупким материалом. Если у вас дома даже на небольшой промежуток времени 20-30 минут отключили электричество может случиться залповый сброс холодной воды. В теплоизолированном котле будет большое количество горячей воды, а вода в радиаторах остынет. При включении электричества заработает насос и большой сброс холодной воды приведет к так называемому температурному шоку.По итогу мы можем получить лопнувшую секцию котла.

Вследствие чего стальной котел является менее предпочтительнее нежели чугунный твердотопливный котел. Стальному котлу необходима более основательная защита по холодной обратке. Хотя здесь нужно сказать что чугунный и стальной котел нуждается в теплоносителе с температурой не менее 60-65 градусов. Потому что при меньшем температурном режиме в камере сгорания будет появляться конденсат из водяного пара и продуктов сгорания. А это кислоты, то есть этот конденсат достаточно агрессивный. Если мы создаём условия для его появления, то этот конденсат достаточно быстро убивает котел.

Достоинства твердотопливных котлов

Котельное оборудование имеет ряд важных достоинств, среди которых наиболее значимыми являются:

• Сравнительно невысокая стоимость оборудования.
• Простота монтажа и обвязки котла.
• Возможность проведения самостоятельных монтажных работ, что значительно уменьшает сметную стоимость системы отопления.
• Быстрый ввод в эксплуатацию.
• Твердотопливные отопительные комплекты можно эксплуатировать в местах с отсутствием газопроводов и нерегулярной поставкой электроэнергии.

Кроме этого, к плюсам твердотопливных котлов можно отнести следующий фактор, что топливо для них не является дефицитом и, как правило, имеет малую стоимость.

Классификация

Условно котлы разделяются по характерным особенностям.

По материалу теплообменника

1. Чугунные – конструкция собрана из отдельных секций с резьбовыми соединениями.

Мощность зависит от количества секций. Дым обычно выходит напрямую без дополнительных каналов с теплообменниками.

Преимущества:

• долговечность и антикоррозийные свойства;
• высокая термоустойчивость;
• возрастание мощности увеличением числа секций;
• ремонтопригодность.

Недостатки:

• повышенная хрупкость;
• неустойчивость к резким перепадам температуры;
• необходимость фундамента или прочного пола из-за веса котла;
• пониженный КПД.

2. Стальные – конструкция сварена из листовых элементов.

Теплообменником выступает «водяная рубашка», нагревающая теплоноситель. Установка дополнительных заслонок на путях выхода газов повышает теплоотдачу и КПД.

Преимущества:

• большой ассортимент;
• удобство обслуживания;
• быстрый выход в рабочий режим
• ударостойкость;
• ремонтопригодность.

Недостатки:

• подверженность коррозии;
• образование слабокислотного конденсата, ограничивающего срок эксплуатации;
• возможность прогара из-за некачественной тонкой стали;
• мощность не регулируется.

По виду топлива

1. На дровах.

Основными показателями являются плотность древесины, количество выделяемого дыма, а также золы. Подходящие породы:

• дуб – самое большое выделение тепла при длительном горении;
• ольха – не требует сушки, подходит для очистки дымохода;
• берёза – хорошая теплоотдача с длительным горением, но недолгое хранение;
• осина – подходит для чистки трубы;
• ясень – максимальная теплотворность:
• тополь или ива – когда уже нет никаких дров;
• сосна – даёт жар, но быстро сгорает, оставляя много копоти.

2. На угле.

В котлах используются:

• каменный уголь;
• слабоспекающийся кокс;
• бурый уголь;
• антрацит.

3. На пеллетах.

Спрессованные гранулы диаметром до 10 мм и длиной до 50 миллиметров. Изготовители обычно указывают подходящие размеры, так как превышение значений повышает нагрузку на компоненты котла, снижая срок службы. В качестве сырья для изготовления используются:

• древесина;
• солома;
• шелуха подсолнечника;
• камыш;
• торф;
• кукурузные початки и шелуха гречихи;
• твёрдые бытовые отходы;
• макулатура;
• уголь.

4. На щепе и опилках.

Эффективный способ избавиться от остатков деревопереработки.

5. На смешанных материалах.

Возможность сжигания разных видов в одном котле.

По способу подачи

1. Котлы с ручной загрузкой.

Изделия, в которых топливо добавляется по мере надобности или сгорания. Неплохой вариант для установки в частном доме для максимального извлечения тепла.

2. Полуавтоматические агрегаты.

Закладка осуществляется вручную, а процесс горения контролируется автоматикой.

3. Автоматические изделия.

Современное оборудование с автоматической подачей гранулированного топлива в виде пеллетов. Характеризуется компактностью, высоким КПД до 86%, а также малой зольностью.

Кроме того, оборудуются автоматизированными системами розжига, поддержания заданной температуры, а также аварийной защиты.

По направлению загрузки

1. С горизонтальной (фронтальной) загрузкой – у изделий с чугунными теплообменниками. В процессе работы удобно подкладывать поленья дров.
2.  С вертикальной (верхней) загрузкой – у моделей со стальными теплообменниками и характерным горением на нижнем уровне с одновременной просушкой в верхней части. Для эффективной работы требуется аккуратность при укладке поленьев.

По способу сжигания

1. Традиционные – отличаются отсутствием какой-либо электроники или элементов, зависящих от электропитания. Используется вся топливная линейка. Размеры топки и принцип горения определяют частоту загрузки котла и регулярность очистки. Изделие является неплохим вариантом для оборудования деревянного дома или дачи.

2. Пиролизные – отличаются применением принципа раздельного сгорания материалов и газов, образующихся при горении. Тепло в большом количестве выделяется при смешивании с поступающим кислородом. Отходы в виде золы и сажи практически не образуются, а КПД устройства очень большой. Обязательно соблюдение повышенных требований к влажности дров, которая не должна превышать 15 процентов.

3. Длительного горения – простые устройства с лояльными требованиями к влажности и возможностью обслуживания один-два раза в день. Бывают:

• одноконтурные;
• двухконтурные;
• комбинированные.

По способу регулирования воздушной тяги

1. Энергонезависимые – механическая регулировка притока воздуха.
2. Энергозависимые – использование нагнетающего вентилятора, управляемого электронным блоком.

По количеству контуров

1. Одноконтурные – только для отопительной системы.
2. Двухконтурные – обеспечивают обогрев помещения и снабжение горячей водой.

Твердотопливные котлы

Несмотря на все недостатки, твердотопливные котлы для отопления частного дома используются в большинстве случаев. Наверно, во многом это благодаря привычке и традициям, но факт остается фактом — котлов на твердом топливе в нашей стане установлено больше чем всех других.

Твердотопливные котлы работают в основном на дровах и на угле

В основном для отопления используют два вида твердого топлива — дрова и уголь. Что проще достать и дешевле купить, тем в основном и топят. А котлы — под уголь и дрова надо использовать разные: в дровяных твердотопливных котлах загрузочную камеру делают большего объема — чтобы можно было заложить больше дров. В угольных ТТ котлах топку делают меньше по размеру, но с более толстыми стенками: температура горения очень высокая.

Плюсы и минусы

К достоинствам данных агрегатов можно отнести:

• Недорогое (относительно) отопление.
• Простая и надежная конструкция котлов.
• Есть энергонезависимые модели, которые работают без электричества.

Недостатки серьезные:

• Циклический режим работы. В доме то жарко, то холодно. Для нивелирования этого недостатка в системе устанавливают теплоаккумулятор — большую емкость с водой. В ней на фазе активного горения запасается тепло, а потом, когда закладка топлива прогорит, запасенное тепло расходуется на поддержание нормальной температуры.
• Необходимость регулярного обслуживания. Дрова и уголь надо закладывать, разжигать, затем регулировать интенсивность горения. После прогорания топку надо вычистить и запустить процесс по-новой. Очень хлопотно.
  Принцип работы обычного твердотопливного котла
• Невозможность оставить дом на длительное время. Из-за цикличности работы необходимо присутствие человека: надо топливо подкидывать, иначе система при длительном простое может замерзнуть.
• Процесс закладки топлива и чистки котла довольно грязное занятие. При выборе места установки это стоит учитывать: ставить котел надо максимально близко к входной двери, чтобы не носить грязь через все помещение.

Если говорить в общем, то использование твердотопливного котла для отопления частного дома — неудобное решение. Хоть закупка топлива, как правило, обходится относительно недорого, но если посчитать еще затраты времени, то не так уж и дешево выходит.

Котлы длительного горения

Чтобы увеличить промежуток между закладками топлива были разработаны котлы длительного горения. В них используются две технологии:

• Пиролиз. Пиролизные твердотопливные котлы имеют две или три камеры сгорания. Закладка топлива в них горит при недостатке кислорода. При таком режиме образуется большое количество дымовых газов, большая часть которых горючи. Причем при горении они выделяют тепла намного больше, чем дрова или тот же уголь. Эти газы попадают во вторую камеру, куда через специальные отверстия подается воздух. Смешиваясь с ним, горючие газы воспламеняются, выделяя дополнительную порцию тепла.
  Принцип работы пиролизного котла
• Режим верхнего горения. В традиционных твердотопливных котлах огонь распространяется снизу-вверх. Из-за этого горит большая часть закладки, топливо прогорает быстро. Во время активного горения часто происходит перегрев системы и дома, что очень некомфортно. При использовании верхнего горения огонь разжигается только в верхней части закладки. Одновременно горит только небольшая часть дров, что выравнивает тепловой режим и увеличивает срок горения закладки.

Котел с верхним горением

Насколько эффективны эти технологии? Довольно эффективны. В зависимости от конструкции одна закладка дров может гореть от 6-8 до 24 часов, а угля — от 10-12 часов до нескольких суток. Но для получения такого результата необходимо использование топлива высокого качества. И дрова и уголь должны быть сухими. Это — основное требование. При использовании влажного топлива котел даже может не выйти на режим тления, то есть, греть он не начнет. Если у вас есть дровник с двух-трех годичным запасом дров или обширный сарай, в котором храниться уголь, котел длительного горения для отопления частного дома — хороший выбор. Лучше, чем обычный.

Основные разновидности

Тип оборудования для обогрева определяет его эксплуатационные свойства, параметры, требования к техобслуживанию. От конструктивного исполнения зависят габариты, область применения техники.

Классический дровяной для отопления частного дома

Наиболее распространенный вариант, отличающийся простотой конструкции, энергонезависимостью, способностью работать со всеми видами горючего. Для терморегуляции задействуются механический привод и заслонка.

Классический дровяной котел отличается простотой конструкции.

С дополнительной тягой

Для более полного сгорания топлива предусматривается принудительная подача воздуха в топку или оснащение агрегата дымососом (вытяжкой для продуктов сгорания, усиливающей тягу). Это увеличивает производительность, снижает расход горючего.

Пиролизный

Газогенераторные модели имеют 2 камеры сгорания: для твердого топлива и выделяемого на первом этапе горючего газа. Такое исполнение обеспечивает экологичность, энергоэффективность установки, повышает ее КПД до 95%. Можно использовать топливо любой фракции при условии контроля его влажности.

Пиролизный котел имеет 2 камеры сгорания.

Длительного горения

Оборудование оснащено колосниками с водяным охлаждением, системой удаления дыма с конвекционными каналами, блоком управления и вентилятором для подачи воздуха. Котлы отличаются 90‑95%-ным КПД, временем автономной работы до 48 часов, отсутствием сложной электроники, что повышает надежность агрегатов.

Автоматический

Подача топлива автоматизирована, выполняется при помощи шнекового конвейера или пневматического транспортера из внешнего бункера, в котором оно хранится в большом объеме. Применяется сложная электроника, контролирующая температуру теплоносителя. Доступна функция дистанционного управления.

Автоматический котел — один из самых удобных агрегатов в использовании.