Уличный котел на твердом топливе. Отопление частного дома твердотопливным котлом на дровах. По автоматизации процессов работы

Котлы отопления на твердом топливе в минувшие времена были несколько примитивными и неудобными, но сегодня все изменилось. Производители предлагают потребителям усовершенствованное оборудование, в котором гармонично сочетается высокая эффективность и легкость эксплуатации. Такие агрегаты используются в районах, в которых отсутствует газовая магистраль, а также наблюдаются перебои с электричеством.

Устройство и принцип работы оборудования

Аппараты данного типа представляют собой конструкции, состоящие из нескольких основных элементов:

• теплообменник – этот узел передает энергию от нагретой воды;
• топочная камера – она изготавливается из высоколегированной стали, добротного чугуна;

Схемы отопления могут включать в себя простейшие одноконтурные устройства и мощные агрегаты

• терморегулятор;
• зольник – здесь скапливаются продукты сгорания;
• колосниковая решетка – на ней размещаются дрова, уголь, пеллеты;
• люк очистки;
• заслонки, регулирующие работу дымохода.

Принцип действия агрегатов сводится к тому, что топливо сгорает в объемной топке, вода нагревается и подается в систему. Зола и шлаки попадают в специальный бункер и периодически удаляются оттуда вручную.

При разработке оборудования применяются оригинальные технические и эргономические наработки

Компании, выпускающие модернизированные твердотопливные котлы отопления, всячески стараются упростить процесс эксплуатации. Современные приборы оснащаются регуляторами тяги, термостатическими клапанами. Регуляторы тяги оказывают воздействие на скорость сгорания топлива, открывая и прикрывая заслонку. Что касается термостатических клапанов, они состоят из контуров охлаждения, термостатов и предназначены для отвода воды при перегреве.

Это важно знать: в пиролизных котлах применяется иной принцип: в одной камере дрова тлеют при ограниченном доступе воздушных потоков, а во втором сжигается образовавшийся газ.

Схема подключения твердотопливного котла отопления

Длительность бесперебойного функционирования аппаратов зависит от того, насколько правильно было проведено проектирование и монтаж. Котлы для водяного отопления на твердом топливе – устройства, нагревающие теплоноситель. Но не стоит забывать, что существуют и дополнительные элементы. Стандартная схема подключения выглядит таким образом:

• агрегат;
• циркуляционный насос – движущая сила, перемещающая воду;
• расширительный бак – такой элемент компенсирует температурные расширения воды;
• буферная емкость – вертикальный бак, главным предназначением которого является аккумулирование избыточного тепла. Система отопления с твердотопливным котлом с использованием буфера – прекрасный вариант, ведь сокращается количество загрузок, улучшается температурный режим работы оборудования, а потребитель обеспечивается горячей водой;
• группа безопасности – три прибора, объединенные на одной консоли: манометр, кран Маевского, предохранительный клапан. Она предназначена для защиты системы от завоздушивания и избыточного давления;

Группа безопасности монтируется выше котла в вертикальном положении

• аварийный контур – он обеспечивает нормальную работу системы в нестандартных ситуациях.

Схема отопления с твердотопливным котлом может быть разной, потому что существует много нюансов. К примеру, если система открытого типа, бачок устанавливается в чердачном помещении, на лестничной клетке. В других случаях используются мембранные баки, представляющие собой прочные сосуды, разделенные перегородкой из экологически чистой резины.

Обвязка твердотопливного котла отопления решает несколько важных задач. К их числу относится поддержание температуры теплоносителя, создание оптимальных условий для функционирования оборудования, стопроцентная защита от перегрева, удаление воздуха. Система отопления твердотопливным котлом достаточно сложная, поэтому проектирование и монтаж должны выполнять толковые специалисты.

Как классифицируются приборы

На рынке представлен широкий ассортимент оборудования, которое различается не только габаритами и внешним видом, но и многими другими показателями. О них дальше и поговорим.

Способ сгорания топлива – основополагающий параметр, имеющий приоритетное значение. По данному показателю приборы разделяются на:

1. Классические – в них проходит обычный процесс сгорания дров, угля с выделением благодатного тепла.
2. Пиролизные – при высокой температуре и при отсутствии доступа кислорода выделяется горючий газ. Такие котлы оснащаются нагнетающим вентилятором и обеспечивают почти полное сгорание пеллет, дров.
3. С естественной тягой – процесс сгорания гранул, торфяных брикетов в таких моделях контролирует термостатический регулятор.
4. С дополнительной тягой – подобные агрегаты оснащаются вентиляторами, с помощью которых в топку подается воздух.

Это важно знать: пиролизное оборудование обладает весомыми преимуществами, но стоит оно дороже. Кроме того, аппараты более требовательны к влажности древесины.

Вид топлива – в зависимости от этого показателя, котлы бывают угольными, пеллетными, дровяными. В первых используются брикеты, бурый и каменный уголь, антрацит, во вторых – цилиндрические гранулы стандартных размеров, в третьих – сухие дрова. Также существуют универсальные твердотопливные котлы для водяного отопления.

Материал теплообменника – не менее важный показатель, от которого многое зависит. По этому признаку существует такая классификация:

• стальные агрегаты – неприхотливое в эксплуатации оборудование, не выходящее из строя при воздействии высоких температур. Благодаря внедрению современных конструкторских решений приборы обладают хорошим КПД и служат на протяжении 20-25 лет;

Стальные твердотопливные котлы «Viessmann Vitoligno 100-S» работают на древесных поленьях и имеют электронную систему управления

• чугунные твердотопливные котлы отопления – они отличаются надежностью, долговечностью и устойчивостью к коррозии. Но есть один недостаток: теплообменники из чугуна могут разрушаться при резких перепадах температур.

В чем преимущество современных котлов на твердом топливе

Для домов, в которых нет газа, твердотопливные котлы подходят идеально. Данное утверждение можно аргументировать тем, что оборудование обладает массой достоинств:

• рентабельность – стоимость топлива (торфяных брикетов, гранулированных отходов деревообрабатывающей промышленности) приемлемая. Поэтому на протяжении всего сезона в доме поддерживается комфортная температура, а бюджет не сильно страдает;

Твердотопливные котлы – идеальное решение, потому что они могут функционировать на угле, соломе, дровах – идеальное решение, потому что они могут функционировать на угле, соломе, дровах

• высокий КПД – теплом обеспечиваются помещения любых размеров;
• безопасность – этот момент тщательно продуман, потому что устройства оснащены контролирующими системами;
• долгий эксплуатационный ресурс – этот показатель составляет 20-30 лет и напрямую связан с правильностью монтажа, регулярностью обслуживания;
• автономность – отопление загородного дома твердотопливным котлом не зависит от сторонних факторов: наличие газопровода, электрических сетей;
• удобство размещения – для обустройства функциональной системы нужно установить отопительный агрегат, подключить к нему трубы, расширительный бак, радиаторы;
• простота использования – современные твердотопливные котлы отопления длительного горения полностью автоматизированы, поэтому участие человека сведено к минимуму. Естественно, при этом не следует забывать о периодической очистке зольника от отработанных продуктов, поскольку этот процесс проводится в ручном режиме.

На что смотреть при выборе отопительного котла

Приобретение отопительного оборудования сопряжено с рядом задач, которые нужно решить заранее. Поэтому перед осуществлением покупки необходимо разобраться со следующими моментами:

1. Мощность – первоочередный параметр, по которому выбираются агрегаты. Расчет мощности твердотопливного котла отопления проводится по незамысловатой формуле: площадь дома разделяется на 10. Почему именно так? Потому что 1 кВт мощности требуется для качественного обогрева десяти квадратных метров жилья.
2. Тип теплообменника.
3. Зависимость от внешних факторов – твердотопливные электрокотлы отопления с вентилятором принудительного наддува не функционируют без электрической энергии. Если циркуляция естественная, данная проблема отсутствует.
4. Длительность работы от одной загрузки.

Польские твердотопливные котлы «PEREKO» оснащаются вентилятором наддува, благодаря которому увеличивается время беспрерывного сжигания топлива

Отопление деревянного дома твердотопливным котлом – верное решение, если жилище отрезано от благ цивилизации. Но нужно понимать, что корректная работа системы возможна тогда, когда проектирование и монтаж всех узлов и компонентов осуществляют мастера. Грамотные специалисты знают тонкости своей работы и гарантируют бесперебойное функционирование оборудования на протяжении долгих лет.

Видео: отопление дома твердотоплекным котлом

Твердотопливный котел – устройство, вырабатывающее тепловую энергию для нагрева теплоносителя, подаваемого в систему обогрева помещений, и для организации горячего водоснабжения.

В качестве топлива используют:

• дрова;
• уголь;
• кокс;
• торф;
• брикеты;
• пеллеты.

Применение

Котел на твердом топливе применяется:

• для обогрева зданий и цехов (теплоноситель – вода);
• для организации ГВС и обогрева частных домовладений, малых коммерческих помещений: склады, офисы (теплоноситель – вода, антифриз).

Преимущества котлов на твердом топливе

Прежде чем купить твердотопливный котел, надо знать его преимущества перед другими видами устройств. К положительным качествам твёрдотопливных агрегатов относятся:

• простая конструкция – легкий уход и ремонт устройства;
• доступная цена оборудования и топлива;
• универсальность;
• КПД 60–93% и высокая мощность, – возможен обогрев площади свыше 500 кв.м.;
• энергонезависимость – использование без применения электричества;
• безопасность эксплуатации.

Классификация

Конструкция отопительных устройств претерпела изменения: от «буржуек» до котлов с длительным режимом работы, автоматизацией процессов. Выбор и приобретение агрегата в Москве или Санкт-Петербурге должны основываться на знании типов конструкций.

По способу сгорания топлива

Классические котлы – агрегат с простым принципом работы (прямое горение). Особенности:

• Закладка в топочную камеру производиться вручную. Дозакладка возможна в любой момент эксплуатации.
• Время прогорания топлива 2–6 часов. Регулируется тягой (вручную, механическим термостатом).
• КПД до 80%.
• Низкая цена.
• Независимость от электричества делают их применение незаменимым на этапе строительства небольших строений и помещений.
• Можно купить агрегаты, оснащенные дополнительными устройствами: электротэнами, газовые горелками, – это делает их применение универсальным.
• Некоторые модели (псевдопиролизные котлы) снабжены подачей вторичного воздуха, что обеспечивает сгорание газообразных продуктов горения. КПД повышается. Время прогорания остается практически прежним.
• Использование полного ряда твердого топлива либо его комбинаций.

Пиролизные котлы – газогенераторные устройства, использующие пиролизный способ горения. Топочная камера делится на два объема. В верхней камере тлеет топливо, в нижнюю – поступают газообразные продукты горения. Особенности газогенераторных котлов:

• Ступенчатый процесс горения, полное сгорание топлива, – результат: КПД котла повышается до 85–90%.
• Время прогорания топлива – до 12 часов.
• Энергозависимы, требуется установка приборов, потребляющих электроэнергию (дымосос, электронные устройства контроля).
• Требовательны к влажности топлива (до 20–25%).
• Высокая цена.

Котлы верхнего горения – агрегаты вертикальной формы с большим объемом топочной камеры, вмещающей до 100 кг топлива. Подача теплого воздуха и процесс горения происходят в верхней части закладки. Благодаря телескопическому устройству – штоку, опирающемуся на поверхность топлива, происходит распределение подачи кислорода в зоне горения. Особенности:

• Постепенное прогорание сверху-вниз позволяет увеличить время работы отопительной системы от одной закладки (более суток).
• КПД до 93%.
• Энергонезависимость.
• Влажность топлива до 25%.
• Цикличность работы котла не позволяет выполнять дозакладку топлива.
• Высокая стоимость агрегатов.

По автоматизации процессов работы

Прогресс коснулся не только конструкции котлов импортного и российского производства, но позволил автоматизировать все процессы работы агрегатов.

Автоматизированная подача топлива (пеллеты, брикеты, уголь, щепа):

• из встроенного бункера, установленного сверху или сбоку агрегата;
• из специально оборудованного помещения по транспортеру.

Автоматический блок управления

• регулирует температуру обогрева помещений;
• осуществляет электророзжиг;
• согласует температуру в топочной камере и подачу топливных гранул;
• GSM-модуль сообщает потребителю о состоянии, рабочих режимах устройства, необходимости очистки зольного ящика, пополнении топливного запаса.

Устройство котла

Топочная камера – камера для сгорания топлива, закладывание которого производится через топочную дверцу.

Дымоход – патрубок, через который происходит удаление газообразных продуктов горения.

Колосник – решетчатое основание для закладки топлива. Через отверстия, остатки твердых продуктов сгорания ссыпаются в зольник.

Зольник, – объем для удаления твердых отходов горения, и для создания тяги через жалюзи (шторку).

Теплообменник – контур рубашечный или трубный, в котором происходит нагрев теплоносителя. Различаются по материалу изготовления:

• стальные – быстрый нагрев теплоносителя, облегченная конструкция, лучше переносит температурные перепады;
• чугунные – имеют более высокий вес, менее подвержены окислительным процессам, но обладают большей хрупкостью при резком температурном перепаде.

Патрубки входа и выхода теплоносителя – обеспечивают подачу в котел на твердом топливе теплоносителя и его отвод в нагретом состоянии в системы отопления и ГВС. По количеству выходов различаются котлы:

• одноконтурный агрегат – один выход для обеспечения обогрева помещений;
• двухконтурный твердотопливный котел – два выхода (отопление и ГВС).

Термоизоляция – материал под внешним корпусом, обеспечивающий снижение теплоотдачи во внешнюю среду.

Прежде чем купить твердотопливный котел в наших магазинах СПб или Москвы стоит позвонить нашим специалистам, которые помогут определиться. Расчет лучше доверить специалистам, которые проанализируют все факторы, влияющие на ее величину, посоветуют модель, наиболее подходящую для частного дома.

Таблица соответствия мощности котла к площади дома

Чуть ниже представленная примерна таблица соответствия мощности твердотопливных котлов отопления для частных домов в кВт к площади дома в квадратных метрах.

Крайне сложно представить себе комфортный дом, лишенный системы отопления, ведь именно от ее наличия и функциональности зависит наличие тепла в помещении. В состав такой системы обязательно входит отопительный котел, главной задачей которого является нагрев теплоносителя до заданной температуры. Существует множество разновидностей оборудования, основное отличие которых заключается в типе используемого топлива, которое определяет и принцип действия устройства. По статистике наиболее распространены котлы отопления на твердом топливе, считающиеся одними из первых отопительных приборов.

Как работает такой агрегат?

Твердотопливные устройства для своей работы используют различные виды твердого топлива. Это дрова, уголь, горючие сланцы, торф и т. п. Цикл работы котла можно условно разделить на три фазы. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Этап #1 - розжиг котла

Начинается цикл с розжига, который характеризуется резким повышением температуры в среднем с 40°С до 600°С за 5-10 мин. Начинают расти температурные значения топочного теплообменника, которые зависят от параметров системы и могут колебаться в пределах от 40°С и до 70°С. При минимуме возможен тепловой удар по системе отопления в целом и собственно по теплообменнику. Последний, особенно выполненный из чугуна, не сможет долго выдерживать таких условий и лопается. Если скорость циркуляции теплоносителя невелика, а прогрев проходит быстро, может произойти закипание жидкости, что приведет к тепловому и гидравлическому удару по отопительной системе. Наиболее уязвимы к нему – пластиковые трубы. На этом этапе трубы начинают прогреваться, однако воздух в помещении еще холодный.

В качестве топлива для котлов твердотопливного типа могут использоваться уголь, дрова, пеллеты, торф и т.д.

Этап #2 - прогрев теплоносителя

Температура в топке продолжает повышаться и достигает значений 1300°С для угольных котлов и порядка 1000С для дровяных. Теплоноситель продолжает прогреваться. На этом этапе важен контроль, иначе он может разогреться до максимальной температуры котла, которая оставляет 95°С, а это уже опасно.

Регулирование осуществляется с помощью задвижки, контролирующей подачу воздуха. Оптимальная температура должна поддерживаться вплоть до полного сгорания топлива. На этой фазе трубы в помещении становятся горячими, прогревается воздух.

Этап #3 - прогорание топлива

В конце цикла работы котла топливо полностью прогорает, и образуются тлеющие угли. Температура понижается до 600°С-400°С, которые считаются наиболее комфортными для системы. Теплоноситель медленно остывает, воздух в помещении так же начинает понемногу остывать. После того, как образовались тлеющие угли, процесс охлаждения воздуха и теплоносителя сразу же ускоряется.

Рассмотрев все фазы работы котла на твердом топливе, можно четко увидеть его главную особенность – температурную цикличность. Она обусловлена необходимостью время от времени закладывать новую порцию топлива, чтобы минимизировать колебания температуры теплоносителя. В большей степени эта проблема решена у автоматических котлов, где присутствует автоматизированная подача топлива и наддув вентилятора горелки. Остальные нуждаются в постоянном контроле со стороны человека и своевременном пополнении запаса топлива.

Как устроен твердотопливный котел?

Надо понимать, что твердотопливный котел это собранная в стальном корпусе модульная конструкция, в состав которой входят такие узлы:

• Топочная камера , оснащенная дверцей. Здесь проходит процесс сгорания топлива.
• Колосниковая решетка . На нее укладывается и равномерно распределяется топливо. После его прогорания образующаяся зола через специальные отверстия высыпается в зольник.
• Прочистной люк . Предназначен для очистки котла.
• Теплообменник . Представляет собой конструкцию, передающую энергию от разогретого теплоносителя к холодному. Чаще всего это бочка, через которую проложены дымогарные трубы. Газы, проходящие через них, разогревают теплоноситель циркулирующий в теплообменнике.
• Терморегулятор для котла, позволяющий регулировать скорость сгорания топлива.

Кроме вышеперечисленных обязательных элементов устройства, они так же могут оснащаться оборудованием, существенно облегчающим их эксплуатацию. Например таких как регулятор тяги, газовые горелки, термостатический клапан. Подробнее о каждом из них - читайте дальше.

Схематично устройства котла, работающего на твердом топливе, представлено на рисунке

Регулятор тяги незаменим при регулировке температуры внутри подающего трубопровода и контроля за доступом воздуха в топочную камеру. Устройство при нагреве расширяется и может оказывать воздействие на заслонку, открывая или, наоборот, прикрывая ее при охлаждении оборудования. Котлы, оснащенные таким регулятором, могут работать в автоматическом режиме. Устройство устанавливается на передней стенке оборудования. При запуске котла оно регулируется таким образом, чтобы значения температуры не опускались ниже 65°С и не поднимались выше 90°С.

Газовая горелка работает на природном или сжиженном газе и позволяет получить множество преимуществ:

• Розжиг занимает всего несколько секунд.
• Безопасность в использовании.
• Простая конструкция, что обеспечивает надежность оборудования.
• Возможность комбинации с котлами разных типов.
• Эксплуатация в закрытых помещениях.

Термостатический клапан предназначен для экстренного отвода тепла от котла при перегреве. Для охлаждения аппарата горячий теплоноситель из системы спускается, а не его место закачивается холодная вода. Контур охлаждения для стального оборудования устанавливается внутри устройства, а для чугунного – на подаче.

Использование газовой горелки позволяет получить практически мгновенный розжиг и безопасность в использовании прибора. Такую горелку можно устанавливать в котлах любого типа

Виды устройств по принципу сжигания топлива

Существует несколько разновидностей отопительных котлов, работающих на твердом топливе. Рассмотрим их более подробно.

Вариант #1 - котлы классического горения

Оборудование имеет топку большого размера, в которой естественным образом происходит сжигание топлива. В конструкции, как правило, присутствует датчик-контроллер температуры теплоносителя, с функцией механической регулировки воздушной заслонки. Такие котлы отличаются предельной простотой конструкции, что делает их стоимость относительно небольшой, а эксплуатацию очень легкой. Кроме того они весьма неприхотливы к типу и качеству топлива и могут отапливаться как углем, так и дровами, брикетами и т.д. Однако у классических аппаратов есть и недостатки:

• Небольшое время горения. Как показывает практика, одной закладки топлива может хватить максимум на восемь часов работы.
• Сложность автоматизации отопительных режимов.
• Более низкий, чем других разновидностей твердотопливных котлов, КПД, что приводит к большому расходу топлива.
• Неоптимальный процесс горения приводит к повышенной зольности.

Из всех перечисленных недостатков нивелировке поддается проблема частой загрузки топлива. Она частично решается путем установки бака-теплоаккумулятора, который накапливает тепло и тем самым сглаживает температурные перепады теплоносителя. Бак представляет собой емкость из металла с хорошей теплоизоляцией. Его объем рассчитывается в зависимости от емкости отопительной системы и мощности оборудования. Впрочем, его наличие – это дополнительные расходы и риск поломки системы.

Традиционные котлы классического горения очень нетребовательны к топливу. Однако в силу конструктивных особенностей их КПД ниже, чем у других устройств, поэтому они отличаются повышенной зольностью и высоким расходом топлива

Вариант #2 - аппараты длительного горения

Эти котлы лишены описанных выше недостатков. Существует два вида таких устройств - пиролизные и приборы «тлеющего» типа. длительного горения отличается от классического наличием двух камер сгорания. Топливо начинает гореть в условиях дефицита кислорода. Под воздействием высоких температур оно начинает выделять древесный газ, так называют смесь из угарного газа, пропана, метана и водорода. Этот процесс называется пиролиз. По окончании этого процесса топливо попадает во вторую камеру, где сжигается с избытком кислорода. В результате КПД системы увеличивается до 90%.

Топливо сгорает практически без остатка, золу приходится убирать раз в несколько дней. Одной загрузки хватает в среднем на 12 часов. Средний расход топлива невелик. Так же к достоинствам пиролизных приборов можно отнести:

• Возможность поддержания заданной температуры теплоносителя.
• Работа на различном виде твердого топлива: уголь, брикеты, дрова.
• Широкие возможности автоматизации систем контроля режимов горения.

К недостаткам системы можно отнести более высокую стоимость оборудования, энергозависимость и требовательность к уровню влажности топлива.

Пиролизные котлы отличаются наличием двух камер сгорания. В первой происходит пиролиз, то есть выделение древесного газа, а во второй - собственно сгорание материала

Устройства «тлеющего» типа отличаются наличием встроенной по всему периметру водяной рубашки. Процесс горения идет по типу свечи – сверху вниз. Процесс медленного тления верхней части топлива и большой объем камеры горения, а в некоторых случаях он достигает 100 л, позволяет растянуть процесс сжигания на продолжительное время.

Устройство котлов тлеющего типа таково, что топливо, подожженое сверху, может гореть без добавления новой порции достаточно долго, иногда до нескольких суток

Существуют модели, которые могут «продержаться» на одной угольной закладке пять суток. К этому несомненному достоинству аппарата можно добавить несколько меньшую, чем у пиролизных котлов стоимость. Однако эти устройства очень требовательны к топливу. Это должен быть либо уголь высшего качества, либо дерево влажностью не более 20%. Нужно обращать внимание и на содержание смол в топливе, если оно высоко, неизбежны частые чистки системы и автоматика быстрее выходит из строя.

Из нашей следующей статьи вы узнаете, какие виды брекетов бывают, в чём их плюсы и минусы: .

Каким маркам отдать предпочтение?

Наиболее известными производителями твердотопливных котлов классического типа горения можно считать:

• SAS. Компания имеет более чем 30-летний опыт в выпуске отопительного оборудования. Производит более девяти моделей котлов различного назначения.
• Aton. Производитель выпускает три серии устройств ТТК V, ТТК и TRADYCJA. Первые две модификации полностью энергонезависимы, последняя оснащена автоматическим управлением и наддувом.
• Galmet. Большое количество вариаций различной мощности, предназначенных для работы на угле, дровах, брикетах, а так же комбинированные модели.
• SIME. Компания предлагает два типа устройств. Ассортимент марки Solida включает шесть котлов с вариацией мощностей от 16 до 40 кВт. Модельный ряд Solida Evolution представлен пятью приборами с диапазоном мощностей 23-67 кВт.

Средняя стоимость таких устройств зависит от мощности и начинается от 20 тысяч рублей.

К числу наиболее известных производителей пиролизных котлов можно отнести:

• ATMOS. Производятся модели для работы на угле, дровах или угле, пеллетах, комбинированные, с возможностью установки газовой горелки.
• VERNER. Компания выпускает оборудование марки VERNER V, классические пиролизные устройства, предназначенные для работы на биомассе. По мощности различаются две модификации VERNER V45 и VERNER V25.

Стоимость приборов начинается от 40 тыс. рублей.

Наиболее популярные производители аппаратов «тлеющего» типа:

• Stopuva. Выпускаются модели мощностью от 10 до 40 кВт, работающие на дровах или угле и дровах.
• Candle. Выпускаются различные по мощности вариации, использующие в качестве топлива дрова, щепу, торф, брикеты.

Цена оборудования начинается от 40 тысяч рублей.

Твердотопливные котлы – надежные и практичные устройства. Они дают возможность использовать, практически, любые виды топлива, что очень удобно. Главный недостаток устройств классического горения – перепады температур теплоносителя. Однако у модификаций длительного горения он отсутствует. Это оборудование может быть полностью автоматизировано, что дает возможность пользоваться прибором с максимальным удобством.

На сегодняшний день современные котлы на твердом топливе в наши дни довольно часто применяют для отопления частного дома, несмотря на то, что они уступают в удобстве эксплуатации своим электрическим и газовым конкурентам. Такая популярность этого оборудования в первую очередь обусловлена растущими ценами на традиционные энергоносители (особенно на электричество), а также отсутствием централизованного газоснабжения в некоторых регионах. Не стоит также забывать, что зачастую в качестве топлива для твердотопливных котлов применяются отходы сельскохозяйственного или деревообрабатывающего предприятия, благодаря чему отопление частного дома получается абсолютно бесплатным.

Виды топлива для твердотопливных котлов

Перечень видов топлива, пригодных для использования в твердотопливном котле, достаточно широк, к нему можно отнести практически все, что не является газом или жидкостью и может гореть. В большинстве случаев в качестве источников тепла выступают:

• уголь;
• торф;
• древесные брикеты;
• пеллеты;
• отходы в виде деревянной стружки и опилок;
• лузга и шелуха масличных и зерновых культур;
• солома.

Каждый вид топлива предъявляет свои требования к материалу и конструкции топки, системе подачи воздуха и некоторым другим составляющим котла. Разумеется, топливо сгорит даже при несоответствии всех этих параметров, но КПД котла в этом случае окажется значительно ниже максимально возможного. Поэтому перед тем, как выбрать подходящую модель твердотопливного котла, следует точно решить, какой вид топлива вы будете в нем использовать .

Недостатком бытовых твердотопливных котлов является то, что это оборудование не способно работать без участия пользователя. Даже в моделях с автоматической подачей топлива его приходится постоянно досыпать в бункер-накопитель, также владельцу нужно периодически удалять золу.

Особенности устройства твердотопливных котлов

В самом простом исполнении бытовые котлы на твердом топливе представляют собой устройства, состоящие из корпуса, расположенной внутри него камеры сгорания и дымохода. Такие котлы обеспечивают так называемое воздушное отопление, то есть, попросту говоря, нагревают воздух вокруг себя подобно тому, как это делает традиционная русская печь. Эти модели имеют наименьшую стоимость, но применять такие виды современных котлов для частного дома с несколькими помещениями невозможно. Они подходят для небольших строений, состоящих из одного-двух помещений.

Для нагрева теплоносителя водяной системы отопления следует использовать твердотопливный котел с теплообменником. Теплообменник обдувается образующимися при сгорании топлива горячими газами, благодаря чему циркулирующая через него вода нагревается. Теплообменники изготавливают из стали или чугуна.

Наиболее предпочтительными считаются чугунные теплообменники: они более долговечны, чем стальные, не подвержены коррозии и обладают лучшими рабочими качествами. Однако, им свойственны и некоторые недостатки: чугун гораздо менее пластичен, чем сталь, поэтому он хуже переносит температурные перепады; по весу чугунный теплообменник значительно превосходит стальной, что осложняет транспортировку и монтаж котла. Главный «минус» стальных теплообменников – боязнь коррозии.

В современных моделях бытовых котлов на твердом топливе эту проблему решают путем добавления в состав стали специальных добавок, повышающих антикоррозионную устойчивость. Еще один недостаток состоит в том, что стальной теплообменник, в отличие от чугунного, является сварной конструкцией:

• во-первых, сварные швы являются слабым местом изделия;
• во-вторых, такой способ изготовления теплообменника значительно усложняет его ремонт.

Однако, стальные теплообменники позволяют реализовать очень полезную функцию, которая заключается в использовании охлаждающего змеевика. При повышении температуры теплоносителя сверх допустимых пределов будет открыт термостатический клапан, обеспечивающий поступление холодной воды в емкость. Котлы с чугунными теплообменниками использовать такой способ для понижения температуры теплоносителя не могут, систему приходится по новой заполнять прохладной водой.

Двухконтурные котлы

Более «продвинутые» модели твердотопливных котлов могут использоваться не только для отопления частных домов, но и для подогрева воды в системе горячего водоснабжения. Такие котлы называют двухконтурными. Тому, кто желает купить подобное устройство, следует учесть одно обстоятельство: непосредственно в момент пользования краном с горячей водой котел полностью переключается на обогрев контура ГВС, отопление при этом отключается.

Происходит это следующим образом: в результате переключения клапанов нагреваемый котлом теплоноситель перенаправляется к теплообменнику контура ГВС, таким образом в систему отопления он временно не поступает. Поэтому такая схема подключения котла на твердом топливе оправдана только в том случае, если горячая вода расходуется эпизодически и в небольших объемах. Если воды нужно много, систему водоснабжения дополняют накопительной емкостью (бойлером), которая обеспечивает следующие преимущества:

• позволяет увеличить расход горячей воды;
• дает возможность дольше пользоваться горячей водой, не отключая при этом отопление;
• сглаживает режим работы котла, уменьшая частоту его переключений с контура отопления на ГВС.

В недорогих моделях твердотопливных котлов топливо загружается вручную, тогда, как в более совершенных версиях этот процесс частично автоматизирован. Такие котлы снабжены бункером, из которого топливо подается в топку шнековым или поршневым питателем. Конечно, дрова такая система подкладывать вместо пользователя вряд ли сможет, но с сыпучими видами топлива – мелкофракционным углем (с размером от 5 до 25 мм), пеллетами и т.д. – справится на «отлично». Объема одной заправки бункера хватает обычно на несколько дней.

Пеллетные котлы

Одним из самых калорийных и удобных в эксплуатации видов топлива являются пеллеты, которые еще называют биогранулами. В основном их изготавливают из древесной стружки, но могут использоваться, также, торф, лузга семечки подсолнечника и др. Для получения гранул исходное сырье измельчают, а затем прессуют под давлением, достигающим 300 атм. Поэтому пеллеты занимают гораздо меньший объем, чем порция стружки в чистом виде, имеющая ту же массу. Использовать котлы на пеллетах для отопления дома очень удобно: одной загрузки в бункер хватает на целую неделю, при этом топливо сгорает почти полностью, поэтому удалять золу можно примерно раз в месяц. От прочих видов твердотопливных котлов это оборудование отличается, в первую очередь, наличием специальной горелки, называемой пеллетной.

Базовая настройка пеллетного котла состоит из таких этапов:

• точная настройка времени включения и ожидания шнекового питателя при подаче топлива;
• подбор оптимальной скорости вентилятора для подачи воздуха;
• регулировка режимов работы циркуляционных насосов в контурах отопления и ГВС;
• настройка температурных режимов.

Максимальный и минимальный расход пеллетного котла определяется несколькими факторами:

• КПД котла;
• калорийность топлива;
• термическое сопротивление ограждающих конструкций дома;
• температура наружного воздуха;
• количество потребителей, подключаемых к котлу помимо системы отопления (система «теплый пол», ГВС).

Пиролизные котлы

Если бытовой котел отопления в частном доме предполагается топить углем или древесным топливом, лучше отдать предпочтение пиролизной или, что то же самое, газогенераторной модели. Такое оборудование еще называют котлами длительного горения. Пиролиз – это процесс образования горючего газа при тлении угольного или древесного топлива без доступа кислорода. Он проходит в специальной камере котла и сопровождается выделением значительного количества тепла. Древесный газ, состоящий по большей части из этилена и пропилена, через керамическую форсунку подается во вторую камеру, куда нагнетается воздух и где происходит его сжигание. Пиролизные котлы на твердом топливе для дома очень выгодны, поскольку имеют увеличенный КПД, к тому же для их очистки требуется гораздо меньше усилий, ведь золы после пиролиза остается совсем не много.

Правила выбора твердотопливного котла

Перед тем, как выбрать котлы на твердом топливе длительного горения, следует рассчитать их мощность. В среднем удельная величина энергозатрат на отопление дома площадью 100 – 150 кв. м составляет 120 – 130 Вт/кв. м, для дома площадью 400 – 500 кв. м – от 80 до 85 Вт/кв. м.

Также стоит обратить внимание на различные усовершенствования, которые могут существенно облегчить эксплуатацию оборудования. Так, например, отопление загородного дома твердотопливным котлом может управляться командами с мобильного телефона, если котел оснащен модулем GSM с установленной в него SIM-картой.

В качестве заключения рекомендуем посмотреть интересное видео с отзывом по эксплуатации чугунного котла на твердом топливе.

Среди котлов на твердом топливе самой большой популярностью пользуются твердотопливные котлы на дровах.

Твердотопливные котлы на дровах

Котел имеет электрический нагнетатель воздуха, который управляется электронной системой от термостата. В результате изменения количества воздуха, мощность котла в процессе горения меняется в зависимости от температуры теплоносителя.

Электронная система выводит на дисплей различные показатели для контроля режима работы котла. Котел имеет индикатор минимального количества топлива в топке и подает сигнал об этом хозяину. Конструкция котла предусматривает возможность дозагрузки топлива не останавливая процесс горения.

Производители оборудования выпускают универсальные комбинированные котлы , которые могут сжигать топливо в двух режимах — с подачей воздуха или снизу, или сверху. Стоимость таких котлов естественно выше.

Автоматические твердотопливные котлы

В продаже имеются автоматические твердотопливные котлы. Правильнее назвать их полуавтоматическими, поскольку котел все таки требует периодически определенных действий от человека, пускай и не каждый день.

С устройством и принципом работы автоматического твердотопливного котла можно познакомиться, если посмотреть этот видеоклип:

Топливом для автоматического котла могут быть гранулированный уголь фракции 5 — 25 мм. или древесные гранулы — пелеты, а также гранулы из других горючих материалов — торфа и отходов растительного и животного происхождения.

Необходимость использования только гранулированного топлива для сжигания в автоматических котлах, вызывает определенные сложности для хозяев дома. Стоимость такого топлива на рынке заметно выше, чем обычных колотых дров или угля.

В автоматических котлах производители часто предусматривают возможность замены горелки для гранулированного топлива, на другую горелку — для газа или жидкого топлива. Вместо горелки могут устанавливаться колосники. В этом варианте котел превращается в обычный котел на дровах.

Гранулированное топливо обычно продается в мешках. Топливо легко и без пыли загружается в бункер котла. Одной загрузки бункера хватает на 3 — 10 дней работы котла.

После розжига в начале отопительного сезона, горение в автоматическом котле происходит непрерывно . Автоматический котел может работать в двух режимах:

• Режим активного горения , при котором мощность котла может быть в диапазоне 10 — 100% от номинальной.
• Режим поддержки горения, когда мощность котла выбирается такой, чтобы обеспечить температуру теплоносителя в котловом контуре около 55 град.С. Автоматический контроллер переводит котел в режим поддержки, когда отсутствует отбор тепла из отопительного контура. Такой режим необходим для защиты котла от низкотемпературной коррозии (подробнее см. ниже), а также обеспечивает постоянную готовность котла к возобновлению активного горения.

В процессе работы котла необходимо:

• Следить за наполнением бункера и загружать топливо в бункер один раз каждые 3 — 7 дней.
• Удалять золу из съемного зольного ящика через каждые 2 — 4 дня.
• Один раз в неделю чистить внутренние поверхности котла от отложений специальным инструментом.
• Ежегодно, перед началом отопительного сезона, проводить чистку и проверять исправность дымохода котла.

Как выбрать мощность твердотопливного котла

Твердотопливный котел нужно выбрать так, чтобы его номинальная отопительная мощность соответствовала тепловым потерям отапливаемого объекта.

Выбор котла слишком большой номинальной мощности приводит к тому, что котел большую часть времени работает в режиме значительного ограничения мощности. А это, в свою очередь, приводит к снижению КПД (увеличению расхода топлива), повышенному образованию отложений (сажи, дегтя), ускоренной коррозии котла и дымохода. Увеличивается риск перегрева теплоносителя в котле. Стоимость котлов растет по мере увеличения мощности.

Поэтому не следует покупать котел, имеющий значительно большую мощность , чем тепловые потери дома.

Правда, при подборе котла с большим запасом по мощности увеличивается продолжительность горения одной закладки топлива — в топке больше дров. Но, выгодно реализовать это преимущество можно только в системе отопления с аккумулятором тепла.

Точный расчет тепловых потерь дома и мощности отопительного котла достаточно сложная задача, решение которой лучше поручить специалистам-проектировщикам. Менеджеры фирмы, которая продает котлы, скорее всего посоветуют Вам выбрать котел избыточной мощности — это им выгодно.

Ориентировочно мощность котла для отопления дома выбирают , руководствуясь общепринятыми величинами удельной мощности на 10м 2 отапливаемой площади по климатическим зонам:

• Для южных районов России: 0,7 — 0,9 кВт/10м 2 .
• Для средней полосы — 1,2 — 1,5 кВт/10м 2 .
• Для северных районов — 1,5 — 2 кВт/10м 2 .

Например, для региона г. Москвы в доме с отапливаемой площадью 150 м2 следует установить котел мощностью 150м 2 х 1,2кВт/10м 2 = 18кВт.

Для дома, построенного с соблюдением современных требований к энергосбережению, для расчета применяют меньшие из указанных значений.

Следует также учитывать, что теплоёмкость незамерзающих жидкостей на 20% ниже чем у воды. При их использовании в качестве теплоносителя мощность котла может падать на 10 – 15% от номинальной.

Систему водянного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя рекомендуется использовать в домах с отапливаемой площадью помещений не более 100м 2 . В домах большей площади или в системах отопления с теплыми полами применяют принудительную циркуляцию теплоносителя с установкой циркуляционных насосов.

Защита твердотопливного котла от перегрева

В твердотопливном котле горящее топливо, да и сам котел обладают довольно большой массой. Поэтому процесс тепловыделения в котле имеет большую инерцию. Горение топлива и нагрев воды в котле на твердом топливе нельзя мгновенно остановить, прекратив подачу топлива, как это делается в газовом котле.

Твердотопливные котлы, больше чем другие, склонны к перегреву теплоносителя – вскипанию воды, если пропал отбор тепла, например, при внезапном прекращении циркуляции воды в системе отопления, или тепла в котле выделяется больше, чем расходуется.

Кипение воды в котле ведет к росту температуры и давления в системе отопления со всеми серьезными последствиями – разрушению оборудования системы отопления, травматизму людей, повреждению имущества.

Современные закрытые системы отопления с твердотопливным котлом особенно склонны к перегреву, так как содержат сравнительно маленький объем теплоносителя.

В системах отопления обычно используются полимерные трубы, коллекторные узлы управления и распределения, различные краны, клапаны и другая арматура. Большинство элементов системы отопления очень чувствительны к перегреву теплоносителя и скачкам давления, вызванных кипением воды в системе.

Твердотопливный котел в системе отопления должен иметь защиту от перегрева теплоносителя.

Для защиты твердотопливного котла от перегрева в закрытой системе отопления, не имеющей соединения с атмосферой, необходимо выполнить два действия:

1. Перекрыть подачу воздуха для горения в топку котла, чтобы как можно быстрее снизить интенсивность горения топлива.
2. Обеспечить охлаждение теплоносителя на выходе из котла и не допустить повышения температуры воды до кипения. Охлаждение должно происходить до тех пор, пока выделение тепла не снизится до уровня, при котором кипение воды станет невозможным.

Рассмотрим, как выполнить защиту котла от перегрева, на примере схемы отопления, которая приведена ниже.

Схема подключения твердотопливного котла к закрытой системе отопления

Схема закрытой системы отопления с твердотопливным котлом. 1 — группа безопасности котла (предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр); 2 — бак с запасом воды для охлаждения теплоносителя при перегреве котла; 3 — поплавковый запорный клапан; 4 — термоклапан; 5 — группа подключения расширительного мембранного бака; 6 — узел циркуляции теплоносителя и защиты котла от низкотемпературной коррозии (с насосом и трехходовым клапаном); 7 — теплообменник защиты от перегрева.

Защита котла от перегрева работает следующим образом. При повышении температуры теплоносителя выше 95 градусов, термостат на котле закрывает заслонку подачи воздуха в камеру сгорания котла.

Термоклапан поз.4 открывает подачу холодной воды из бака поз.2 в теплообменник поз.7. Холодная вода, протекающая через теплообменник охлаждает теплоноситель на выходе из котла, не допуская кипения.

Запас воды в баке поз.2 необходим на случай отсутствия воды в водопроводе, например, при отключении электроэнергии. Часто в системе водоснабжения дома устанавливают общий накопительный бак. Тогда воду для охлаждения котла берут из этого бака.

Теплообменник для защиты котла от перегрева и охлаждения теплоносителя, поз.7 и термоклапан, поз.4 производители котлов обычно встраивают в корпус котла. Это стало стандартным оснащением котлов, предназначенных для закрытых систем отопления.