Непростой, в основном, суровый климат и определил быт россиян. Печь издавна была наиглавнейшим местом в каждом доме. Она не только была источником тепла, но на ней готовили еду и даже спали.
Со временем печи видоизменялись и сейчас уже не позволяют нам замерзнуть специализированные котлы отопления, а обеспечивают нас горячей пищей – газовые плиты. Идеальным источником тепла в наше время считается газовое отопление.
Но вот не всем оно доступно (несмотря на богатство недр российской земли). считается дорогим. Да и с нестабильной работой подачи электроэнергии такой вид отопления может оставить без тепла.
Остается пользоваться наиболее экономичным, удобным (что немаловажно) безопасным оборудованием для отопления на твердом топливе.
Рассмотрим классификацию котлов отопления на твердом топливе.
По материалу изготовления: сталь и чугун
В зависимости от материала, используемого для изготовления приборов отопления, их моно разделить на отопительные котлы на твердом топливе из стали и из чугуна.
Несмотря на то, что наиболее ранимыми являются чугунные котлы, они считаются наиболее долговечными. Они медленно нагреваются и долго отдают тепло.
Для потребителя это очень хорошо, ведь котел тогда дольше находится в состоянии нагрева, а значит, отопление также дольше отапливает помещение. Но вот котлу эти перегрузки чреваты перегревом.
Работа всех видов котлов на твердом топливе зависит от наличия воды в системе. Достижение критического уровня наличия воды в системе может привести к перегреву и деформации некоторых элементов системы отопления. Стальные более устойчивы как к перегреву, так к скачкам температуры. Зато чугунные более стойки к коррозии.
Полезно знать: Объем энергоносителя для загрузки рассчитывается исходя из следующих параметров: для стальных — 1,6-2,6 л на кВт; для чугунных – 1,1-1,4 л на кВт. Данные параметры должны быть описаны в технических характеристиках к котлу. Из их расчета рассчитывается и периодичность загрузки топлива.
Они отличаются не только составом сплава, весом и техническими характеристиками. Конструкция приборов также разнится. Например, охлаждающий змеевик в стальных котлах находится внутри.
При достижении высокой температуры можно открыть термостатический кран и разрешить тем самым подачу холодной жидкости, которая и сможет снизить температуру. На чугунных котлах аналогичные устройства устанавливаются на подаче. Снизить температуру можно только спустив часть горячей воды из системы и добавив в неё холодной.
Секции чугунного котла собираются вручную – прочно стягиваются шпильками из стального сплава. Секции стального крепятся друг к другу сваркой. От качества сварки будет зависеть и качество швов. При эксплуатации человек каждый раз при подаче топлива в котле вынужден открывать и закрывать загрузочный люк дверцей.
Так как она внутренне своей частью контактирует непосредственно с огнем, то она сильно нагревается и человек может получить ожог от соприкосновения с ней. Чугунные котлы снабжены дверцей со специальной прослойкой, которая изолирует температуру. А стальные — дверцей, по периметру которой проведен водоохлаждающий контур.
Для очистки чугунных необходима кочерга. А стальные оснащены поворотными колосниками, которыми можно управлять с помощью механического устройства, что позволяет очистить печь даже без открытия дверцы в топку.
Одноконтурные и двухконтурные
Схема работы и элементы
По характеристике комплектации различают котлы с одним и двумя контурами.
Один контур предполагает только выполнение функции отопления. Два контура выполняют функции и отопления и горячего водоснабжения.
Таким образом, если вы выберете себе систему отопления с отопительным котлом в которому предусмотрено два контура, вы не только будете обеспечены теплом, но еще и горячей водой.
И сможете сэкономить на расходах на водонагреватель и электроэнергию им потребляющую. Можно конечно и одноконтурные котлы подключить к бойлеру.
Но для этого нужны дополнительные расходы на оборудование и работу по монтажу системы.
Традиционные и газогенераторные
Газогенераторный
По принципу работы котлы бывают классические или традиционные, и газогенераторные или . В комплектацию газогенераторных колов входят две газовых камеры, которые расположены одна над другой и отделяются они только форсунками.
В верхнюю камеру загружаются дрова, где сгорая они образуют газ. Но сгорают дрова не сразу. А с помощью пиролиза сначала подсушиваются, при этом немного нагревая воздух. То есть таким образом обеспечивается наиболее эффективный теплообмен.
Кстати: Это также влияет и на периодичность нагрузки газогенераторного котла. Топливо в него загружать надо 2 раза реже, чем в традиционный. Следовательно, и процесс чистки будет требоваться с такой же периодичностью.
Также пиролизные котлы оснащены вентиляционной системой, которая не только помогает быстрой растопки, но и спасает окружающую среду от вредных выбросов (ведь раздувая огонь, вентилятор предотвращает появление дыма в помещении).
Энергозависимые и энергонезависимые
Если котлы оснащены вентиляционной системой (как было писано выше), то они требуют обязательного подключения к энергосистеме. В таких агрегатах поступление воздуха регулируется механическим путем.
Современные котлы, работающие на твердом топливе, оборудуют специальными бункерами для загрузки энергоисточников. Если подача топлива автоматизирована, то необходимо использовать только мелкий уголь, сухие древесные опилки или стружку, или пелетты, или эко-горошек.
Наполнив бункер под завязку топливо, можно не беспокоиться о подаче энергоисточников несколько дней. То есть вам не нужно каждый день и в день по нескольку раз утруждать себя подачей топлива в систему.
На такие устройства производитель дает гарантию – 10 лет. Но если будут соблюдены все условия эксплуатации и режима работы, описанные в руководстве пользователя, то отопительные котлы способны прослужить в несколько раз дольше.
Профилактика от перегрева котла
Схема подключения одноконтурного отопления
Если вы правильно смонтировали оборудование в отопительную систему и в процессе функционирования соблюдаете все требования по эксплуатации и нормы загрузки топлива, то можно сказать, что вы обеспечиваете безопасность работы системы в целом.
Самое главное – старайтесь не перегревать котел. Котлы остывают очень медленно, поэтому избегайте достижения максимально возможной температуры. Особенно если в системе отопления используются пластиковые или металлопластиковые трубы и другие элементы. Ведь они могут расплавиться, если температура воды на выходе из котла будет от 100°С.
И даже если котел снабжен клапаном, который при перегреве открывается и в систему поступает холодная вода для её охлаждения, все равно не допускайте таких ситуаций.
На всякий случай (если вдруг бывают перебои с холодным водоснабжением), установите на чердаке дополнительную емкость с водой. Она конечно не может стать дополнительным источником холодной воды при перегреве (ведь вода в систему должна подаваться под давлением), а вот «брать огонь на себя» и стабилизировать температуру в системе может (только необходимо грамотно подключить этот резервуар).
Также нужно быть внимательным со сливом горячей воды во время перегрева. Ведь система устроена так, что при открытии клапана горячая вода сливается в канализацию. И если канализация оснащена пластиковыми и металлопластиковыми трубами, то такой слив чреват последствиями.
Вывод дымохода для отопительного прибора этого типа
Немаловажную роль на эффективность эксплуатации котла играет и место, где он будет монтироваться. Вернее даже качество дымохода.
Естественно, дымоход должен быть огнеупорным, устойчив к воздействию ржавчины.
Дымоход должен быть высотой не менее 4 м, и диаметром не менее 18 см. Иногда с помощью сэндвичтрубы дымоход утепляют.
Такая процедура существенно сокращает теплопотери. Если при наличии труб, отвечающих всем требованиям нет тяги, то следует выбирать котел со встроенной вентиляционной системой.
Так вы не только избежите задымленности помещения, но и печь будет достаточно быстро разжигаться.
Как и где устанавливать в помещении
Монтаж котла и ввод его в систему необходимо проводить только силами специалистов и профессионалов.
Заказчик услуг, конечно же, также должен обладать знаниями по установке, чтобы иметь возможность проконтролировать качество работ.
Котел должен монтироваться на расстоянии не менее 20 см от стен, перекрытий и других поверхностей. Ни в коем случае не устанавливать его на деревянный пол.
В таком случае делается либо бетонный постамент, либо любая другая подставка из негорючего материала.
Важно: Площадь постамента или подставки должна быть больше площади основания котла. Также необходимо чтобы со стороны лицевой части (где открываются дверцы) пол также был покрыть теплоизоляционным материалом (например, листом железа) на расстоянии не менее 30 см.
С остальных сторон не менее 10 см.
Присоединение котла к дымоходу, его чистка и розжиг
Чистка котла от золы и гари
Согласно требованиям пожарной безопасности прибор должен быть присоединен к дымоходу дымовой трубой, длина которой не более 1 м. Если дымоход выполнен соединением нескольких труб, то трубы должны входит друг в друга не менее чем на 8 см.
От соблюдения этих правил будет зависеть эффективность работы системы отопления. А также, что является наиважнейшим, жизнь жильцов дома.
Для того, чтобы разжечь котел, нужно в специальную дверцу, которую называют шуровочной, заложить бумагу или мелкие дровяные щепки. В загрузочную дверцу кладут дрова и засыпают уголь. И только потом поджигают бумагу.
Дверцу следует не закрывать, пока не разожгутся щепки. Периодически контролируйте процесс розжига. Укладывайте дрова так, чтобы щель на колосниках не закрывалась полностью.
Если будете топить только дровами, то добавляйте основную охапку дров, пока не прогорели предыдущие. Если в помещении сильно холодно, то выставляйте параметры котла сначала на максимум, а затем уже потихоньку убавляйте.
В зависимости от вида энергоисточников время между их загрузками может быть разным. Если топить планируете дровами, то естественно «подкидывать» их нужно будет чаще — по мере их прогорания. И помните, ни в коем случае для розжига нельзя использовать солярку и другие горючие жидкости.
Периодически во время эксплуатации, необходимо очищать зольник котла от золы и шлака. Наполненность зольника снижает эффективность работы оборудования.
Общие правила эксплуатации:
- Чтобы не допустить перегрева не оставляйте котел, работающий на полной мощности.
- Надевайте защитные рукавицы каждый раз, открывая дверцы для подачи топлива или контроля тяги.
- Не допускайте к отопительным котлам детей.
- Храните топливо (дрова и уголь) на расстоянии не менее 1 метра от оборудования.
Периодически проверяйте уровень наполненности системы водой, состояние дымовых труб и дымохода, очищайте дымоход и фильтры не реже 1 раза в год, состояние и работу воздушных клапанов.
Соблюдая все эти нехитрые правила вы дадите возможность вашей системе отопления служить вам долгие годы, не доставляя вам особенных хлопот.
Почему же стоит выбирать отопительный котел на твердом топливе?
- Во-первых, эти отопительные приборы являются наиболее эффективными в части теплообмена.
- Во-вторых, они могут прекрасно функционировать без потребления электричества или газа. Достаточно дров и угля, которые легко заготовить на зиму. В зависимости от того, в каком регионе вы живете вы можете топить его дровами, антрацитом, каменным или бурым углем. Кстати дрова могут быть в форме прессованных брикетов.
- В-третьих, подобные котлы не перегреваются. Некоторые модели оснащены автоматической системой очистки самой печи. Но, как бы не был автоматизирован процесс использования, работать без участия человека они не могут.
Ведь без него невозможно вовремя загружать топливо в печь, Важен также человеческий контроль за работой котла на твердом топливе, естественно с соблюдением требований техники безопасности. Несмотря на необходимость данного участия отопительные системы на твердом топливе остаются самыми удобными в эксплуатации.
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.
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.
Современные котлы отопления на твердом топливе представляют собой устройства из чугуна или стали, предназначенные для выработки тепловой энергии, полученной в результате горения торфа, угля, дров. Твердотопливные котлы остаются популярными благодаря своим положительным эксплуатационным качествам.
Плюсы
Твердотопливные котлы отопления имеют следующие достоинства:
- приобретение и установка таких отопительных систем не требуют большого бюджета;
- топливо не является дефицитом и также имеет невысокую цену;
- оборудование представлено в широком ассортименте и не составит труда выбрать оптимально подходящий вариант.
- котел на твердом топливе монтируется, как правило, специалистами компании, реализующей оборудование - с поиском мастера по установке нет никаких проблем;
- подготовка аппарата к работе не занимает много времени.
Кроме того, продукты горения не являются вредными для окружающей среды. Это весьма важно в наше время, когда ведется активная работа по сохранению природы в первозданном виде. Твердотопливные котлы можно использовать в отдаленных районах, где нет газопровода и системы центрального отопления: жители таких населенных пунктов используют именно данный вид оборудования.
Недостатки
У такого оборудования есть свои минусы. Так, топливо, используемое для работы, не сгорает полностью - в котле сохраняются его остатки, которые нужно удалять вручную. Поэтому система отопления нуждается в постоянном обслуживании.
Кроме того, нужно постоянно подкладывать топливо, что вынуждает владельца постоянно следить за состоянием котла - если этого не делать, он перестанет обогревать помещение. Это особенно заметно, если использовать такой котел в частном доме постоянно.
Как правило, одной закладки топлива хватает всего лишь на 2 – 4 часа работы.
Сфера использования
Примечательно, что данное оборудование используется не только в частных целях, но и для удовлетворения промышленных нужд – этот факт предполагает наличие различных моделей. Главным отличием отопительных систем, используемых на производстве, является то, что топливо подается в автоматическом режиме, хотя принцип работы остается тем же.
Также у них есть специальная система очистки от золы, что делает их поистине новаторскими. Бытовые котлы, которые устанавливаются в частных домах, как правило, лишены таких опций, так как автоматика дорога, и не каждый пользователь может ее себе позволить.
Дрова, торф и иные виды топлива требуют места для хранения – как правило, владельцы частных домов используют постройки в виде сараев, дровяников, угольников. Топливо заготавливается заранее.
Классификация
Для использования в частном доме, как правило, ставится твердотопливный котел с ручной загрузкой топлива. Виды твердотопливных котлов включают три типа.
Традиционный вариант
Наиболее популярны традиционные котлы на твердом топливе, которые передают тепло путем сгорания твердого топлива. Плохо то, что они нуждаются в частом обслуживании – закладка производится минимум 4 раза в сутки.
Кроме того, такое оборудование почти не регулирует мощность – на обогрев дома уходит лишь 70% тепловой энергии. Нельзя при этом уменьшить объемы топлива, так как КПД у котла невысокий. Но пользователей по-прежнему привлекают простота обвязки, автономность и невысокая стоимость.
Пиролизные варианты
Другой вид – пиролизные котлы. Принцип работы основан на использовании не твердого топлива, а пиролизного газа – продукта разложения топлива при высокой температуре. Преимуществами является полное сгорание топлива, что повышает КПД и почти отсутствующее образование сажи и золы – котлы обслуживают не больше 2-4 раз в сутки.
Минусы такого оборудования в том, что можно использовать только специально высушенное топливо с влажностью не более 20%. Также у них сложная конструкция и высокая стоимость – такие котлы изготавливаются из термостойкого материала.
Агрегаты длительного горения
Такие агрегаты отличаются тем, что топливо сгорает в верхней части – методом верхнего горения. Они просты в конструкции и нуждаются в обслуживании не чаще 1 раза в сутки, если загружать в качестве топлива опилки на брикетах и дровах с 30% влажностью, и 1 раз в неделю при работе на угле. КПД использования таких котлов доходит до 90%.
При этом скорость горения топлива можно уменьшать, если частный дом не нуждается в сильном обогреве. На фоне положительных качеств есть существенный недостаток – они сложны в монтаже, а также нуждаются в подключении циркуляционного насоса.
Автоматика
Сегодня существуют автоматические твердотопливные котлы, которые не требуют частого обслуживания и терморегуляции – они дороже обычных ручных и энергозависимы, но позволяют хорошо сэкономить время и топливо.
К таким относятся электрические пеллетные котлы, которые работают на так называемых пеллетах – гранулах из отходов деревообрабатывающей промышленности. Они доставляются транспортером в камеру при снижении интенсивности горения или температуры воды в системе. Разжигается топливо автоматически. Такие автоматические котлы требуют подключения к электроэнергии, поэтому на случай перебоев в сети нужно запастись аккумулятором.
Твердотопливный котел такого вида имеет и другой минус - громоздкость и необходимость отдельного бункера для загрузки пеллет. Их количество определяет длительность цикла работы: после того, как загруженный в бункер объем сгорит, потребуется следующая закладка. Другой сложностью является стоимость – пеллеты не слишком доступны, и производятся лишь несколькими заводами, а к котлу нужно покупать дополнительно транспортер и бункер.
Материалы
При выборе твердотопливного котла стоит обратить внимание и на материал изготовления: они могут быть сделаны из стали и чугуна. Чугунные твердотопливные котлы устойчивы к коррозии, имеют высокий КПД и почти не нуждаются в чистке.
Чугунный твердотопливный котел, как правило, основным видом топлива использует уголь и дрова. Популярностью пользуются отечественные КЧМ и импортные «Solida» от производителя Sime. Но такие бытовые агрегаты обладают одним недостатком – они очень тяжелые и под них нужно закладывать фундамент. Стальные котлы проще в установке и транспортировке из-за веса, но и менее надежны в длительной эксплуатации.
Что в них горит?
Котлы на твердом топливе «едят» следующие виды топлива:
- сухое дерево;
- пеллеты – опрессованные опилки, древесина;
- уголь каменный и уголь антрацит.
Наибольшую энергию горения выделяют уголь-антрацит и каменный уголь. Пеллеты и дрова практически аналогичны по своим энергетическим потенциалам.
Мощность
Для выбора топлива нужно разделить теплотворную способность на стоимость 1 кг: максимальное значение и будет самым выгодным видом. Для расчета мощности необходимо отталкиваться от соотношения 10 м2 на 1 кВт мощности. Расчет идет с учетом высоты потолка в 3 м.
Так, площадь частного дома в 100 м2 потребует мощности 100 м2 / 10 – итого 10 кВт/ч. Если дом не утеплен, расчет ведется с поправкой на корректировочный коэффициент 1,3 – то есть для неутепленного частного дома в 100 м2 понадобится твердотопливный котел мощностью в 13 кВт.
Устроение и этапы сгорания
Твердотопливный котел представляет собой устройство, собранное в стальном корпусе и состоящее из следующих узлов:
- теплообменник (змеевик);
- прочистной люк и топочная камера, оснащенная дверцей;
- колосники (решетка);
- терморегулятор.
Принцип работы заключается в сжигании топлива: сначала оно подсушивается, затем окисляется и выделяется древесный газ, все дожигается, превращаясь в золу. Попадая в камеру, топливо распределяется на колосниках, которые располагаются наклонно.
Вся влага, которая есть в топливе, испаряется в процессе взаимодействия с футеровкой камеры и от энергии горения. Все горение проводится принудительным поддувом. Дожиг происходит в топке при температуре в 95С в той части, куда поступает воздух из прослойки между облицовкой и футеровкой.
После сгорания теплообменник передает энергию теплоносителю. Теплообменник представляет собой нехитрое устройство - это бочка, сосуд, сквозь который идут трубы: горячий воздух проходит через трубы и нагревает воду внутри бочки. Вода движется в теплоносителе автоматически при помощи насоса. Для регулирования объема теплоносителя используются впускной и выпускной коллектор с датчиком температуры.
Два в одном
Часто с твердотопливным оборудованием соединяется газовый котел: он комфортнее в использовании, но расходы на отопление только газом высоки, поэтому совмещение двух типов обогрева дает и экономию, и удобство.
Соединение двух типов систем ведется с расчетом на защиту от увеличения давления в отопительной схеме. Единственным безопасным решением для совмещения газового и котла на твердом топливе является система с теплообменником, который делит схему на два контура: открытый, нагруженный на теплообменник, и закрытый – газовый котел с теплообменником и батареями. Такая сложная система с лихвой окупится экономичностью и удобством.
