Все котлы на твердом топливе. Выбираем твердотопливный котел для отопления дома: виды, преимущества и недостатки. Разновидности твердотопливных котлов длительного горения

Рисунок 3.

Энергозависимые установки

Принцип функционирования и устройство пиролизного котла Wattek PYROTEK.

Функционирование агрегата осуществляется в автоматическом режиме, для чего каждая модель «PYROTEK» обладает панелью управления, которая позволяет произвести модернизацию с дополнением схемы иными регулирующими и контрольными контурами. С помощью панели пользователь может внести коррекцию настроек циркуляционных насосов ЦО и ГВС, а также вытяжного вентилятора на основе полученных данных о температуре котлового теплоносителя. Температурный режим воды в системе можно регулировать с помощью котлового термостата. В управленческой панели есть и термостат минимальной температуры, который деактивирует вентилятор, если температура теплоносителя снизилась до 50 °С. Для удобства к панели можно подключить и комнатный температурный датчик, который будет влиять на функционал пиролизного котла.

Преимущества:

Различные функциональные режимы (летний, приоритетный по ГВС, с недельными программными установками).
Внесение устойчивых корректировок, действующих на длительном отрезке времени (до 1 недели).
Четкое взаимодействие всего функционала с комнатной температурой обеспечивает указанную комфортность среды.

Недостатки:

сравнительно высокие издержки на приобретение оборудования,
габариты рабочей камеры ограничивают объем загрузки.

Рисунок 4.

Энергонезависимые пиролизные установки

В качестве примера для рассмотрения возьмем пиролизный энергонезависимый котел «Буржуй-К».

Теплоноситель направляется в агрегат через патрубок обратной линии (8), где, получая теплоэнергию из водяной рубашки котла (12, 13, 14), через патрубок патрубок подающей линии (5) отправляется в отопительную систему. Топливо следует закладывать в топочную камеру (19), в который в отсутствие кислорода осуществляется процедура сжигания. Объем воздуха в камере регулирует дверца подачи первичного воздуха (3), о режиме функционирования которой можно более подробно узнать в разделе «Правила топки». В автоматизированных моделях ее работу контролирует датчик регулировки температуры. В процесс сжигания вырабатывается пиролизный газ, который направляется в камеру дожига отходящих газов (17), где происходит его смешивание посредством инжекторов-дожигателе, обладающих калиброванными отверстиями, с вторичным воздухом, заранее подогретым (11). Таким образом, происходит термохимическая реакция, в которой сгорают топливные газы, выделяя тепловую энергию. Остаточные угарные газы утилизируются через патрубок (6) и дымоход в атмосферу.

Эта сложность, заключающаяся в самой конструкции котла и процессе сжигания топлива, способствует существенному увеличение времени горения на одной топливной закладке.

Преимущества:

в 4 раза уменьшается потребление топливных ресурсов, в среднем на отопление 100 м 2 понадобится до 17 кг дров в сутки;
экономятся время и силы пользователя, которому достаточно производить очередную закладку топлива не чаще одного раза в 12 часов на дровах и в 15 часов на угле;
энергонезависимость котла избавляет от расходов на электроэнергию и защиту оборудования от сбоев в сети питания;
у пиролизного генератора тепла сравнительно небольшие габариты, что пощзволяет устанавливать в любом месте;
в качестве топливных энергоресурсов котел потребляет практически все сгораемые материалы.

Недостатки:

Невозможность внесения корректировок в параметры устанавливаемой домашней температуры.

Твердотопливные котлы — это высокоэффективное оборудование, используемое для отопления коттеджей, административных зданий и промышленных объектов. Они могут работать на дровах, опилках, угле, брикетах и пеллетах и являются незаменимыми в местах, где нет централизованного газоснабжения, и случаются перебои с электроэнергией.

Виды оборудования на твердом топливе

Классификацию котлов осуществляют на основе их функциональности, используемых материалов и принципов горения.

В зависимости от материала изготовления различают два типа твердотопливных котлов.

Стальные агрегаты имеют небольшой вес и доступную стоимость.
Чугунные модели более тяжелые и габаритные, однако срок их службы намного больше. Они практически не подвержены коррозии, долговечны и выдерживают высокие температуры.

По своему назначению твердотопливный котел может быть одноконтурный и двухконтурный. Первый предназначен исключительно для обогрева помещений, второй, кроме отопительной функции, выполняет еще и функцию нагрева воды.

Водяной твердотопливный котел работает по классической схеме — сгорание топлива происходит снизу вверх. Загрузка осуществляется через верхнюю дверцу, а поджигается внизу через окошко топливника, которое также используется для очистки агрегата.

Наиболее безопасными и долговечными считаются пиролизные котлы. Для них характерна технология длительного горения. В связи с этим котлы обладают определенными преимуществами: экономичность, высокая производительность, длительная работа на одной загрузке, экологичность.

Продажа и профессиональное подключение котлов

Не следует производить монтаж твердотопливных котлов самостоятельно. Не зная технических особенностей, вы можете испортить оборудование. Мы рекомендуем доверить подключение и установку котла нашим специалистам.

Проблема отопления собственного жилья – одна из самых сложных задач, которую приходится решать хозяину дома. Игнорировать этот вопрос не получится – проживать в неотапливаемом здании практически половину года будет невозможно, а резкие температурные перепады быстро состарят всю внутреннюю отделку и сократят срок службы всего строения.

Оптимальным решением вопроса видится создание внутридомовой системы с циркуляцией теплоносителя по трубам и радиаторам, установленным в помещениях в нужном количестве. Значит, основная проблема – выбор теплового генератора, попросту — котла, который будет преобразовывать внешний источник энергии в нагрев. А в этом вопросе, исходя из особенностей климата на подавляющей части территории России, степени доступности, в том числе – ценовой, тех или иных энергоресурсов, все большую популярность завоевывают котлы длительного горения на твердом топливе.

На сегодняшний день самым удобным вариантом традиционно считается установка газового котла. Однако, далеко не во всех населенных пунктах, а тем более – загородных дачных поселках проложены газоснабжающие сети. Кроме того, подвод индивидуальной линии от магистрали, при ее наличии – это очень серьезные затраты.

Если прибавить к этому неизбежные процедуры согласования, составление проекта с соблюдением всех требований контролирующих инстанций, то подобный способ отопления может отпугнуть хозяев дома, особенно в условиях, когда ему есть достойная альтернатива.

Казалось бы, очень приемлемый вариант – использование электроэнергии. Электрических котлов выпускается немало, они отличаются высоким КПД , лёгкостью регулировки, насыщенностью системами контроля и автоматического управления системой отопления. Но все эти весьма значимые преимущества легко разбиваются об основной «подводный камень» — стоимость киловатта электроэнергии. Среднестатистическая семья попросту разорится только на одном .

Кроме того, не секрет, что в удаленных от крупных центров поселках перепады в электросети, увы, не являются редкостью. Ставить себя в полную зависимость от стабильности работы электросетей, наверное, не лучший вариант.

На фоне развития современных энергетических технологий постепенно «ушел в тень» традиционный для российских просторов способ обогрева своего жилья с помощью обычных дров. А ведь это – возобновляемый источник энергии, и с недостатком подобного топлива на огромных территориях страны попросту нет.В ход идут и самостоятельно заготавливаемые дрова, и приобретенные , и отходы предприятий деревообработки, и старый сухостой, который все равно нуждается в регулярной очистке. Одним словом, древесина была и остается самым, наверное, доступным видом топлива в лесистых районах страны.

Конечно, от от опления дровами никогда не отказывались полностью, и печки в домах старой постройки хозяева заботливо ремонтировали и использовали по назначению. Но вот в новых зданиях установка каменной печи или камина производится, скорее, как дань моде, а не в целях полного перехода на твердое топливо.

Однако, печь печью — она достаточно долго держит тепло за счет толстых кирпичных стенок и продуманной системы каналов для выхода продуктов сгорания дров. Ее можно протопить и раз в сутки, чтобы обеспечить в помещении приемлемый для проживания микроклимат. Но как быть с водяными контурами отопления? Если просто постоянно поддерживать огонь в топке котла, как в обычной дровяной печи, то это будет разорительно с точки зрения расхода топлива, да и крайне утомительно – каждые 2 — 3 часа, а то и чаще, подкладывать новую порцию дров. Однако, выход был найден – это воплотилось в создании длительного горения.

Особая конструкция отопительного прибора, основанная на применяемых во время его работы физико-химических свойствах твердого топлива, позволяет производить загрузку дров не чаще, чем один раз в 12 – 15 часов, а в некоторых моделях этот срок еще больше, и иногда составляет даже несколько суток.

Достоинства подобных котлов еще и в том, что многие из них могут использовать в качестве топлива, помимо дров, и другие его виды. Это могут быть, например, спрессованные брикеты из древесных отходов — пеллеты , которые можно приобрести в магазине, а в ряде случаев – даже изготовить самостоятельно.

Пеллеты — гранулированное топливо для котлов длительного горения

Применяют для твердотопливных котлов каменный уголь или торф. В последнее время стали пользоваться популярностью так называемые «евродрова» .

Продукт переработки отходов древесины — брикеты или «евродрова»

Это также продукт переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, обладающий высокой энергоемкостью и очень удобный в использовании.

Принципы работы котлов длительного горения

Принцип работы обычной печи на твердом топливе известен, наверное, каждому. В топочную камеру закладываются дрова (уголь, брикеты), а из расположенной ниже поддувальной камеры идет поток воздуха, содержащий кислород, необходимый для процесса горения. Интенсивность горения ограничивается только лишь объемом поступающего воздуха и площадью внешней поверхности топливной закладки.

По сути, это обычный костер , только заключенный в каменные или металлические стены, и требующий постоянного пополнения запаса топлива. При этом продукты сгорания практически напрямую отводятся в дымоходную систему, лабиринты и повороты которой только лишь улучшают теплоотдачу на элементы конструкции и, в определенной стене приводят к повышению КПД, но никак не могут повысить общую энергетическую отдачу от конкретного вида топлива. Процесс термического разложения древесины проходит очень интенсивно, скоротечно, оставляя достаточно много отходов и выбрасывая в атмосферу неиспользованные возможности.

А эти возможности заключаются в особых свойствах древесины, которые обусловлены ее биохимическим составом. В процессе нагрева этот материал не просто окисляется до состояния угля с выделением обычного углекислого (СО2 ) и угарного газа (СО). Высокотемпературное воздействие всегда приводит к синтезу летучих углеводородных соединений со сложной химической формулой, а они сами по себе являются отличным газообразным топливом, которое в обычных печах попросту выбрасывается в атмосферу.

Процесс термического разложения древесины называют пиролизом, соответственно, выделяемые при этом горячие газообразные составляющие – пиролизным газом. Характерно, что температура его сгорания, а значит – и теплоотдача, несопоставимо выше, чем получаемые при обычном горении дерева. При этом процессы окисления древесины настолько глубокие, что после них практически не остаётся отходов в виде золы, а в атмосферу после сгорания газообразной составляющей выбрасываются в основном водяной пар и углекислый газ.

Значит, с точки зрения технологии наиболее рационального использования древесного топлива целесообразно минимизировать процесс открытого горения, добиться максимального выделения пиролизного газа, который и будет при сжигании, по сути, являться основным источником тепловой энергии. Именно эти принципы заложены в конструкцию котлов длительного горения.

Разновидности твердотопливных котлов длительного горения

Итак, как, наверное, стало уже понятно из принципа действия , основная технологическая задача, которая должна быть решена для его корректной работы— это дозирование поступление воздуха в камеру предварительного термического разложения дров и регулировка потоков полученных пиролизных газов и вторичного разогретого воздуха для их сжигания в основной камере сгорания, где, собственно, и организован основной теплообмен с контуром отопления.

При общности задачи, в различных моделях она технически решается по-своему.

1. Одним из вариантов являются конструкции, в которых нагнетание воздуха осуществляется с помощью встроенного вентилятора, а регулировка потоков производится блоком автоматики.

Большинство из подобных котлов скомпонованы таким образом, что камера загрузки и предварительного горения топлива у них расположена сверху.

После розжига заложенных дров подача воздуха к ним сводится к минимуму, а вентилятор обеспечивает воздушный поток через нижнюю камеру основного дожига , которая выполнена из жаростойких материалов (шамота или керамобетона ), не допускающих быстрого прогорания металлических деталей и становящихся, кроме того, хорошими аккумуляторами тепла. Создавшаяся тяга постоянно «подсасывает» образующийся пиролизный газ в нижнюю камеру. На входе в нее установлены керамические сопла, способные выдерживать экстремальные температуры – более 1000 градусов Цельсия.

Сгорающие пиролизные газы обеспечивают основной теплообмен с трубами или «рубашкой» водяного контура. Циркуляционный , который обычно также завязан с блоком автоматики котла, обеспечивает движение теплоносителя по трубам и радиаторам системы отопления.

Если посмотреть на представленный видеоролик, то даже визуально можно сравнить очень интенсивность горения дров в камере загрузки (практически на уровне вялотекущего тления) и несопоставимую с ними мощь сгорания пиролизного газа в основной камере сгорания.

Видео: устройство и работа пиролизного котла длительного горения « Мотор Сич «

Подобная компоновка камер вовсе не является «догмой» для этого вида котлов длительного горения. Так, например, в котлах модельного ряда «Gefest-profi» камера дожига вынесена назад.

Она имеет сложную лабиринтную конструкцию, что способствует наиболее эффективному теплообмену с контуром отопления. За счёт этого достигается очень высокий КПД – до 90 ÷ 93 % , практически все тепло расходуется на на грев теплоносителя. Об этом говорит и тот факт, что температура газов на выходе в дымоходную трубу – всего около 70 – 110 градусов.

Упомянутые котлы с электронным регулированием всем хороши, однако, имеет очень существенный недостаток. Они полностью энергозависимы – при выключении подачи электроэнергии вентиляторы и блок автоматики не действуют, а значит, и вся отопительная система становится неработоспособной, даже если в доме в возможность естественной циркуляции теплоносителя по контуру. Выход, конечно, есть — это установка системы бесперебойного питания, но она хороша для экстренных случаев. Если перебои в электроснабжении – частое явление, то придется избрать какой-либо другой вариант.

Весьма привередливы подобные котлы и к перепадам сетевого напряжения – автоматика может работать некорректно, и часто для них требуется установка отдельного стабилизатора.

2. Подобных недостатков лишены энергонезависимые котлы длительного горения, в которых организована регулируемая циркуляция воздуха за счет естественной тяги. Примером подобных нагревательных приборов могут служить популярные у потребителей модели «Траян» одноименной российского торгово-производственного объединения и «Буржуй-К» Костромского завода «Теплогарант ».

Основное достоинство подобных котлов — полная энергонезависимость

У них обширная загрузочная камера находится снизу, а под ней размещен зольник-поддувало – все, как в классической печи. Заслонка на расположенной внизу дверце для доступа воздуха механически (через цепочку) связана с биметаллическим терморегулятором.

После загрузки дров и их розжига заслонка открыта по максимуму – это необходимо, чтобы началось уверенное горение топлива и запустились процессы пиролиза, для которых нужна температура не ниже 200 градусов.

Затем заслонка закрывается таким образом, чтобы минимизировать поступление кислорода в зону горения дров, и камера переходит на режим тления. Воздух же, пройдя по специальным каналам для необходимого нагрева до нужной температуры, поступает в верхнюю камеру. Подача его осуществляется через специальные трубки, в которых имеются откалиброванные отверстия. Выходя через эти своеобразные горелки, кислород воздуха вступает в окислительную реакцию с поднимающимся из топочной камеры пиролизным газом. Происходит эффективный его дожиг с выделением большого количества тепла, которое расходуется на на грев теплоносителя, циркулирующего по трубам и водной «рубашке» котла.

Видео: схема устройства и работы котла длительного горения типа «Траян »

Котёл полностью энергонезависим, поэтому он может вполне использоваться при отсутствии электроэнергии в системе отопления открытого или закрытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя.

Справедливости ради надо отметить, что подобная схема все же вызывает немало критики со стороны специалистов. Спорить здесь сложно – действительно, по своему КПД и экономичности расхода дров она серьезно уступает котлам с электронным регулированием и принудительным созданием потоков воздуха и пиролизных газов. Однако, независимость от электроэнергии и простота в эксплуатации делают такие котлы весьма популярными у российских потребителей.

3. Еще один технологический подход обеспечения твердого топлива с последующим дожигом пиролизного газа – создание таких условий, чтобы процесс с жигания дров шел сверху вниз, только в относительно тонком слое загрузки. Этот принцип, например, применен в популярных и доказавших свою эффективность котлах модельного ряда «Stropuva» одноименной литовской компании.

Эти котлы имеют характерную форму вертикально расположенного цилиндра. Они могут использовать практически любой вид твердого топлива – дрова, опилки, щепу, уголь, брикеты и т.п . Внушительная камера загрузки позволяет им работать на одной закладке весьма длительное время. Так, на одной загрузке дров котел , в зависимости от конкретной модели, способен функционировать от 1 до 3 суток , а на угле этот срок еще более впечатляющий – от 3 до 7 суток .

Секрет кроется в конструкции котла:

Через окно (6) осуществляется загрузка имеющегося топлива в камеру сгорания (8). Затем производится поверхностный розжиг с помощью обычным легковоспламеняющихся печных жидкостей. Как только горение началось, на топливную закладку опускается распределитель воздуха (7) – он будет дозировано подавать кислород только в верхний горящий слой. В его конструкции предусмотрены специальные каналы, способствующие равномерному распределению воздушного потока по площади горения.
Для того, чтобы процесс поверхностного горения с сопровождающим его пиролизом шел максимально эффективно, воздух нуждается в предварительной подготовке – нагреве до определенной температуры. Для этого предусмотрена специальная камера (2). Она связана с распределителем телескопическим воздуховодом. Таким образом, распределитель постепенно опускается по мере сгорания топлива под силой собственной тяжести и постоянно находится в верхнем горящем слое.

Выделившиеся пиролизные газы дожигаются в верхней части камеры (5). Для этого предусмотрена подача дополнительного воздуха через заслонку (4). Она имеет несколько положений, рассчитанных на разные виды топлива – уголь или дрова.
После дожига газов остаточные продукты сгорания выводятся в дымоход через патрубок (3).
Общая регулировка интенсивности горения, а значит , и выделяемой тепловой мощности котла производится воздушной заслонкой (1), связанной с биметаллическим регулятором, на котором устанавливается заданное значение.
Котел заключен в водяную «рубашку» для теплообмена с контуром отопления – для этого имеются патрубки подачи разогретого теплоносителя (10) и «обратки » (11).
Ревизионное окошко (9) служит для регулярной очистки топки от зольных отложений.

Видео: устройство и работа котла длительного горения « Stropuva »

Некоторые мощные модели котлов «Stropuva» могут оснащаться вентилятором для принудительной подачи воздуха. Однако, все они вполне способны функционировать и на естественной тяге, что делает эти обогревательные приборы полностью независимыми от наличия электроэнергии.

Конструкция котла настолько эффективна, что стала основой для многочисленных самостоятельных разработок, производимых народными умельцами. Так, именно «Stropuva» наверняка стала прототипом популярно в настоящее время . Об ее устройстве, правильном расчете и технологии самостоятельного изготовления подробно рассказано в соответствующей публикации нашего портала.

4. Длительность автономной работы котла может быть обеспечена и автоматизацией подачи твердого топлива в камеру сгорания. Эта схема реализована в котлах, использующих в качестве топлива гранулированные древесные отходы – пеллеты .

По сути, это тот же котел длительного горения, имеющий несколько камер сгорания, но дополнительно оборудованный специальным бункером для загрузки гранулированного топлива. Непрерывная подача пеллет в топку осуществляется посредством вращающегося гибкого или жесткого шнека.

Специальные фото и термодатчики отслеживают интенсивность горения и наличие топлива, вырабатывая соответствующие управляющие сигналы для своевременной подачи пеллет в область горения в необходимом количестве.

Подобная схема считается очень эффективной и имеющей широкие перспективы. К ее основному недостатку можно отнести полную зависимость от электроснабжения. Впрочем, такие котлы вполне могут быть переведены и на обычную ручную загрузку дров или угля. Система достаточно сложна в монтаже и регулировке. И еще один минус, который пока что ограничивает широкое распространение подобных котлов – ненасыщенный на текущий момент рынок гранулированного топлива, могут возникнуть определенные проблемы с его приобретением. Перед установкой подобного котла, чтобы не тратить немалые деньги попусту, следует гарантировано заручиться надежной поставкой пеллет от их производителя.

Видео: достоинства пеллетного котла с автоматической подачей топлива

Подведем итоги

Итак, котлы на твердом топливе рано списывать в разряд устаревшей, неактуальной отопительной техники. Благодаря современным инновационным технологиям они получили «второе дыхание» и свободно конкурируют с другими типами котлов – газовыми и

Котлы длительного горения имеют солидный КПД, доходящий у некоторых моделей до 90 – 95 % . Тепловые потери, благодаря продуманным процессам дожига пиролизных газов и конструкции теплообменников, сведены к минимуму. По эффективности и экономичности они ничуть не уступают газовым.
Выброс от подобных котлов в атмосферу не представляет угрозы для окружающей среды, все составляющие – водяные пары и углекислый газ, легко усваиваются растениями.
Доступность топлива и автономность, независимость от наличия газовых магистралей – одно из основных преимуществ подобной техники. Нет необходимости в утомительных разрешительных процедурах при установке котла. В регионах, где нет недостатка дров – это оптимальный вариант дл я организации отопления дома.
Котлы могут иметь встроенный второй контур для горячего водоснабжения дома. Даже если его нет, несложно подключить к ним бойлер косвенного нагрева.
Котлы длительного горения – достаточно неприхотливы и просты в обслуживании. При правильной эксплуатации они рассчитаны на несколько десятилетий работы.

Основными недостатками подобных котлов можно считать следующее:

Каким бы продолжительным ни был срок работы от одной загрузки, все равно придется периодически вмешиваться в этот процесс дл я пополнения запасов топлива к камере сгорания.
В отличие от или электрических, обязательными профилактическим мероприятием является регулярная очистка котла от скопившейся золы во избежание ее коксования на стенках камер.
Под котел на твёрдом топливе обязательно требуется отдельное помещение с хорошей вентиляцией и дымоходом. Эти приборы всегда – достаточно массивные, поэтому под них необходимо подготовить усиленную площадку.
Необходимо дополнительное место для создания запасов твердого топлива с обязательным соблюдением правил его хранения. Подобные котлы достаточно чутко реагируют на уровень влажности дров. Считается предельной величиной влажность до 20% — при ее превышении возможна резкая потеря КПД пр ибора.

В этой статье мы познакомим читателя с миром современных отопительных установок на твердом топливе. Какими бывают твердотопливные водяные котлы?

Оправдано ли применение именно этого вида топлива экономически? Есть ли у него серьезные недостатки? На все эти вопросы мы постараемся ответить.

Каноническая схема устройства, включающая варочную плиту. Как мы увидим позже — далеко не лучшая конструкция.

Классификация котлов

Понятно, что все котлы на твердом топливе для водяного отопления характеризуются рядом общих черт. По определению они используют тепло сгорания древесины (как вариант — продуктов его переработки), торфа или угля. Кроме того, температура теплоносителя на выходе из котла не превышает 100 градусов.

По каким признакам эти устройства различаются между собой?

Материал

Речь идет о материале, как самого котла, так и его теплообменника — узла, при посредстве которого теплоноситель контактирует с топливником.

Возможны два основных варианта:

Стальные котлы в среднем несколько дешевле и имеют куда меньшую массу. Однако характеризуются и меньшим сроком службы. Сталь — металл, боящийся коррозии; пламя и весьма агрессивный конденсат стремительно разрушают его.

Однако: качественные твердотопливные котлы отопления российского производства, как и импортные, изготавливаются из жаростойких сортов коррозионно-стойких сталей. Кроме того, топка часто дополнительно защищается футеровкой огнеупорным кирпичом.

Чугун — материал, в куда меньшей степени боящийся коррозии. Именно поэтому он применяется для изготовления колосников и дверок в печах; именно поэтому чугунные котлы в среднем куда долговечнее стальных.

Цена большего срока службы — большая масса изделий. Как правило, даже котлы скромной (до 16 КВт) тепловой мощности требуют обязательного монтажа исключительно на капитальный фундамент.

Топливо

Наиболее универсальны водяные твердотопливные котлы, способные работать на нескольких видах топлива. Без какой — либо адаптации можно, вычистив зольник, закинуть в топку уголь после дров или торфяные брикеты после пеллет.

Однако ориентированные только на один тип топлива устройства, как правило, обладают более высоким КПД. Их конструкция оптимизирована для горения с вполне определенной температурой пламени и влажностью горючего.

Помимо однотопочных, производятся котлы с двумя раздельными топливниками и двумя теплообменниками. Они позволяют сжигать разные типы топлива, которые требуют разного конструктивного исполнения зона горения. В самом деле, горелка для соляры быстро придет в негодность, если будет находиться среди горящих дров.

Эффективность

КПД у разных типов котлов очень сильно различается. Определяющие этот параметр факторы — температура продуктов сгорания на выходе и количество твердых отходов. В обоих случаях меньше — значит лучше.

Минимальный КПД, часто не достигающий даже 50%, у простейших сделанных своими руками устройств. Да, коробка из стального листа с двумя дверками и змеевиком внутри обойдется совсем недорого; однако для получения необходимого вам количества тепла дров придется сжечь ОЧЕНЬ много.

Фабричное производство твердотопливных котлов опирается на точный расчет их формы и размеров теплообменника. Даже у младших моделей температура продуктов сгорания обычно не превышает 120 градусов. Помимо того, что большее количество тепла отдается теплоносителю, это означает еще и большую пожарную безопасность.

Особняком стоят так называемые пиролизные, или газогенераторные котлы. Как они работают?

В устройстве присутствуют две топки с теплообменниками в каждой из них. Они сообщаются между собой и размещены одна над другой.
В верхней топке в условиях недостатка кислорода и высокой температуры дрова медленно тлеют, постепенно распадаясь в золу. Крупных углей при штатной работе котла не остается.

Однако из-за недостатка окислителя горючее сгорает не полностью: оно выделяет большое количество пиролизного газа, состоящего из CO (угарного газа) и летучих углеводородов.

Этот газ принудительно подается в нижнюю топку, где сгорает уже полностью после того, как к нему подмешивается богатый кислородом воздух.

Газогенераторные твердотопливные водогрейные котлы имеют очень высокий КПД, достигающий у лучших устройств 95 процентов. Однако они в 1,5-2 раза дороже традиционных конструкций и требуют использования топлива с низкой влажностью. Кроме того, младшие модели работают ТОЛЬКО на дровах.

Автономность

Устройства традиционной конструкции требуют постоянного присутствия человека — топку нужно загружать каждые 2-4 часа. Профессия кочегара родилась не на пустом месте. Именно это свойство является основным недостатком твердого топлива; отчасти поэтому если доступен магистральный газ — редкий владелец коттеджа задумается о дровах или угле.

Пиролизный котел, однако, в силу принципа своей работы заставляет топливо не сгорать, а тлеть. На одной загрузке котел может работать до 12 часов.

Сравнительно недавно литовская компания Stropuva наладила поточное производство так называемых котлов верхнего горения. Они обеспечивают отоплению еще большую автономность: на сертификации в 2003 году серийная модель после загрузки 50 килограммов топлива отдавала около 6 КВт тепловой мощности около полутора суток.

За счет чего достигается столь длительное время работы?

Объем топки увеличен и вмещает несколько десятков, а то и сотен килограммов топлива.
Колосник и зольник отсутствуют.
Горит только верхний слой загруженного топлива. Воздух для поддержания горения (точнее, тления) подается сверху через подвижный узел, который под собственной тяжестью опускается по мере прогорания дров или угля.
Пепел уносится с дымом.
Область тления топлива отделяется от верхней части камеры массивным металлическим диском (жаргонное название — стаскоблин). Над ним к продуктам неполного сгорания топлива подмешивается воздух извне, и они сгорают с выделением остаточного тепла.

Как видим, в своей основе эти устройства представляют собой пиролизные водогрейные твердотопливные котлы, но с серьезными конструктивными доработками. Понятно, что и здесь ценник не порадует экономного хозяина.

Особняком стоят котлы, работающие на пеллетах — прессованных гранулах из опилок. В них проблема автономности решается регулируемой подачей гранул из бункера.

На фото — котел с бункером для пеллет.

Однако: помимо дороговизны, у этих устройств есть еще одна проблема. Производство пеллет в нашей стране не налажено; не везде можно обеспечить себя этим видом топлива.

Автоматизация

В классических котлах вся автоматика ограничивается простейшей защитой от перегрева теплоносителя. Механический термостат с помощью рычага тянет за цепочку, прикрывающую заслонку. Скорость поступления воздуха уменьшается; теплоотдача котла снижается.

В пиролизных отопителях возможностей куда больше:

Заслонки с механическим или электрическим управлением и здесь позволяют регулировать тягу;
Наряду с этим в устройствах с принудительной тягой их тепловой мощностью можно управлять, регулируя обороты вентилятора-дымососа.

Кроме того, возможен контроль не температуры теплоносителя, а температуры воздуха в помещении.

Полезно: недорогие отопительные котлы на твердом топливе российского производства, как правило, управляются примитивным механическим термостатом или вообще только вручную. Не стоит искать среди младших моделей устройства, которые смогут самостоятельно поддерживать комфортную температуру. Однако именно благодаря простоте конструкции они исключительно отказоустойчивы.

Достоинства и недостатки

Эксплуатационные расходы

При текущих российских ценах покупные дрова на втором месте по дешевизне после магистрального газа. Разница между ними невелика — единицы проценто. Понятно, что речь идет о стоимости выработки одного киловатт-часа тепловой энергии.

Уголь дороже, но ненамного.

В пользу дров говорит еще несколько факторов:

Магистральный газ есть не везде, а отопление сжиженным обходится в несколько раз дороже и по расходам приближается к электрическому отоплению.
Дрова можно заготавливать самостоятельно, что уменьшит расходы и вовсе до нуля.
Твердотопливное отопление позволит с пользой утилизировать большую часть бытового мусора. Остальное в условиях загородного дома пойдет в компост и послужит удобрению почвы.

Удобство использования

А вот в этой области — одни минусы.

Продукты сгорания нужно отводить. Причем коаксиальным отводом — воздухозаборником, как в газовых котлах с закрытой горелкой, утилизацию печных газов реализовать не получится. Нужен полноценный дымоход.

Это украшение на крыше — неизменный атрибут отопления твердым топливом.

Котлы на твердом топливе существуют только в напольном исполнении. Они массивны и имеют большие размеры. В большинстве случаев им лучше отвести отдельное помещение.
Топливо нужно хранить неподалеку от котла, причем под навесом. Сравните это требование с удобством подключения к газу или электричеству.
Закладка топлива и удаление продуктов сгорания требуются часто. Даже в котлах длительного горения, где зольника нет в принципе, вам между закладками топлива все же придется вычищать поддон. Помимо довольно грязной работы, это означает еще одну вещь: уехать на несколько дней и оставить дом теплым не получится.

Установка

Все устройства обсуждаемого нами типа могут монтироваться самостоятельно. Никакой учет и контроль коммунальных служб не требуется.

Однако пару правил нужно соблюдать.

Массивные котлы монтируются, как уже говорилось, исключительно на собственный фундамент. Ставить 300 — 500 килограммов чугуна на деревянный пол точно не стоит.

В общем-то, лучше перестраховаться и с более легкими стальными: к примеру, твердотопливные котлы белорусского производства КСВ 12,5 при скромной мощности в 12,5 КВт весят 180 кг.

Вторая инструкция связана с пожарной безопасностью. Корпус котла и дымоход при сгорании топлива заметно нагреваются. Рекомендуется ставить котел на расстоянии не меньше полуметра от ближайшей стены.

Если стенки выполнены из горючего материала — они защищаются кирпичом или листом оцинковки с прокладкой асбеста.

Дымоход отделяется от горючих конструкций перекрытия или стен расстоянием не меньше 25 сантиметров.

Заключение

Много интересного о том, какими бывают твердотопливные котлы — российского производства и импортируемые из-за границы — расскажет видео в конце статьи. Надеемся, что вы найдете там ответы на те вопросы, которые могли у вас остаться.

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:

Классические – в них проходит обычный процесс сгорания дров, угля с выделением благодатного тепла.
Пиролизные – при высокой температуре и при отсутствии доступа кислорода выделяется горючий газ. Такие котлы оснащаются нагнетающим вентилятором и обеспечивают почти полное сгорание пеллет, дров.
С естественной тягой – процесс сгорания гранул, торфяных брикетов в таких моделях контролирует термостатический регулятор.
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:

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.
Тип теплообменника.
Зависимость от внешних факторов – твердотопливные электрокотлы отопления с вентилятором принудительного наддува не функционируют без электрической энергии. Если циркуляция естественная, данная проблема отсутствует.
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

Предыдущая статья: Починить керамический нож Следующая статья: Cree’ативная пара: новые светодиоды от Cree XM-L2 и MK-R