Представляют отличную альтернативу газовым или электрическим отопительным системам. Благодаря использованию различных видов твердого топлива являются универсальными топливными агрегатами, которые отличаются высокой энергоэффективностью. Чтобы выбрать твердотопливный котел, нужно знать какие есть разновидности, чем отличаются, какими преимуществами и недостатками обладают.
Виды твердотопливных котлов
- Котлы длительного горения.
Традиционные твердотопливные котлы являются самыми дешевыми в этом сегменте. Работают такие агрегаты на самых различных видах топлива: дровах, торфе и угле. Топливо сгорает в топке, нагревая теплоноситель. Бывают чугунными и стальными, с ручным или автоматическим способом загрузки топлива. Есть также модели с варочными поверхностями. Существенным недостатком таких котлов является необходимость в частой загрузке топлива и невысокая энергоэффективность. Работа на одной закладке дров длится 3-4 ч, на угле - 5-6 ч, максимальный КПД 75-80%.
Пиролизные котлы , которые называются также газогенераторными, отличаются особенностями конструкции и самого процесса сгорания топлива. Горение происходит в двух камерах: в первой горят дрова, выделяющие в процессе пиролиза газ, который поднимается в верхнюю камеру и там догорает. Для такого способа горения нужен недостаток кислорода при высоких температурах, в таком случае происходит разложение топлива на древесный газ и твердый остаток. При смешивании пиролизного газа с кислородом запускается длительный процесс горения. Это увеличивает длительность работы котла в несколько раз и позволяет автоматически контролировать сам процесс. Время горения одной закладки дров 6-18 ч, а КПД достигает 92%.
Уверенно лидируют среди современных отопительных систем. Главным достоинством таких котлов является процесс верхнего горения. В камеру сгорания загружается топливо, сверху осуществляется подача воздуха, и осуществляется поджиг. Топливо начинает гореть. Форсунка движется сверху вниз, постепенно поджигая все слои топлива. Благодаря этому, горение длится намного дольше, а топливо сгорает полностью. Сама система автоматизирована, что значительно облегчает эксплуатацию данного оборудования. Работа на одной загрузке дров увеличивается до 12-36 ч, а на угле от 2 до 5 суток.
Если рассматривать классификацию твердотопливных котлов по способу сгорания топлива и удаления дымовых газов, то их делят следующим образом:
В первом случае контроль процесса горения осуществляется с помощью тягового термостатического регулятора без принудительной подачи воздуха, а удаление продуктов горения происходит за счет тяги в дымоходе. Такие котлы имеют открытую камеру горения. Они затягивают воздух прямо из помещения, где находятся. Естественная тяга образуется из-за падения давления в самом дымоходе. Разница давлений позволяет перемещаться потокам горячего и холодного воздуха. Для этого должна быть хорошая вентиляция в помещении котельной, дымоход иметь длину не менее 5 м. Котлы с естественной тягой имеют целый ряд очевидных преимуществ: простота конструкции, дешевизна и энергонезависимость. К недостаткам можно отнести сложность контроля и обеспечения корректной работы таких устройств.
Во втором случае используются котлы с закрытой камерой сгорания. В таких устройствах забор воздуха снаружи происходит принудительно, с помощью встроенных вентиляторов. Управляя работой такого вентилятора, можно контролировать и изменять работу самого котла. Существуют и специальные устройства, так называемые дымососы, которые выводят дымные газы. Они могут устанавливаться, как в помещении, так снаружи. Недостатком является большое количество потребляемой электроэнергии. Если котел небольшой мощности, то для принудительной вентиляции вполне достаточно дутьевого вентилятора. Такие модели котлов не требуют установки дымохода большой длины, а его диаметр может быть меньше, чем у котлов с естественной вентиляцией.
Различают твердотопливные котлы и по типу теплообменника , их разделяют на:
- стальные;
- чугунные.
Стальные котлы изготавливают из стали высокого качества мало подверженной коррозии. Толщина пластин должна быть не менее 4 мм. В таких котлах может применяться любой способ горения: верхний или нижний. Для увеличения эффективности в качестве теплозащиты применяют высокотемпературную минеральную вату, которую размещают между обшивкой и теплообменником. Котлы из стали имеют много положительных качеств, к ним можно отнести:
- Ударопрочность;
- Стойкость к температурным колебаниям и перепадам давления;
- Надежность при эксплуатации;
- Разнообразие конструктивных решений;
- Простота очистки теплообменника;
- Возможность автоматизации и усовершенствований;
- Приемлемая цена.
Недостатком стальных котлов является:
- Подверженность коррозии;
- Прогорание;
- Небольшой срок службы относительно чугунных моделей.
Чугунные твердотопливные котлы изготавливают из высокопрочного сплава железа и углерода с добавлением множества других компонентов. Состоят они из отдельных секций соединенных между собой с помощью специальной резьбы и герметика. От их количества зависит мощность самого оборудования. Если какая-либо часть выходит из строя, ее заменяют. К достоинствам чугунных котлов можно отнести:
- Длительный срок службы;
- Стойкость к коррозии;
- Ремонтопригодность;
- Одинаковая мощность при меньших габаритах;
- Возможность сжигать любой вид топлива.
- Низкая устойчивость к перепадам температур;
- Восприимчивость к механическим воздействиям.
Выбирая тип твердотопливного котла, следует обратить внимание на вид топлива, который в нем применяется. Современные модели могут работать на разных видах энергоносителей. Это могут быть обычные дрова, щепа или опилки, торфяные брикеты или уголь различных видов и сортности. Особой популярностью пользуются , которые отличаются высокой производительностью и экологичностью.
Комплект такого оборудования состоит из следующих конструктивных элементов: бункера, автотранспортера и горелки. С помощью транспортера пеллеты подаются в горелку, затем поджигаются, и котел начинает функционировать в автоматическом режиме. От объема бункера зависит продолжительность его работы, которая может достигать нескольких месяцев. Ни один из твердотопливных котлов не может работать так долго без обслуживания. Процесс горения в таких котлах происходит под воздействием высокого давления. Воздух нагнетается принудительно, и гранулы сжигаются практически полностью. Благодаря использованию шнековой передачи, пеллеты загружаются в бункер постепенно. Как только прекращается подача топлива, котел затухает. Котлы на пеллетах различаются по типу горелок. Горелочные устройства бывают ретортными и факельными. Оба типа горелок работают автоматически и обеспечивают надежную и бесперебойную работу оборудования.
К плюсам пеллетных котлов можно отнести:
- Высокий уровень теплоотдачи (КПД до 92%);
- Экологичность (минимум вредных веществ выбрасывается в атмосферу);
- Высокая степень автоматизации;
- Продолжительное время горения энергоносителя;
- Возможность модернизации (дополнительные терморегуляторы);
- Удаленное управление (модуль GSM).
Особого упоминания заслуживают традиционные твердотопливные . Такие теплогенераторы практичны, не слишком требовательны в обслуживании, могут работать на разных видах топлива, отличаются высокой надежностью и функциональностью. Такие агрегаты могут модернизироваться и оснащаться автоматическими системами контроля и подачи топлива. Приемлемая цена также является большим плюсом в пользу покупки такого оборудования. Главным недостатком является маленькая загрузочная камера, а, следовательно, малая длительность горения одной закладки дров (3-4 ч).
Твердотопливные имеют наиболее высокие показатели теплоотдачи, что является огромным преимуществом по сравнению с их аналогами на других видах топлива. Двухконтурные модели могут отапливать дом и нагревать воду для использования на кухне или ванной комнате. Существуют котлы смешанного типа, которые могут работать, как на угле, так и на других видах твердого топлива. Многие современные агрегаты имеют автоматическое управление, оснащены целой системой датчиков, которые контролируют процесс горения. Котлы длительного горения достигают максимальной производительности, если работают на угле.
И используют самое дешевое и доступное топливо, которое является отходами деревообработки. Существует возможность автоматизации работы данного оборудования, в некоторых случаях топливо можно загружать только один раз в год. Удобно устанавливать вблизи и на самих деревообрабатывающих предприятиях для организации безотходного производства. В индивидуальном доме котлы такого типа также позволяют достичь высокой эффективности и сэкономить на энергоносителе. Такие котлы в основном работают в автоматическом режиме, однако имеют различные конструкции топок. Применяются слоевые топки снабженные обычными стационарными колосниковыми решетками и оборудованные движущимися колосниками. Есть варианты котлов с вихревыми топками, которые регулируются воздушным поддувом, с разными режимами подачи топлива.
Работают на биотопливе в виде прессованных отходов самых разных форм и содержания. Это может быть прессованная шелуха подсолнечника, гречихи, измельченные опилки, щепки и угольная пыль. В виде кирпичиков, цилиндров или неправильного многогранника. Твердотопливный котел может работать только на брикетированном топливе или быть универсальным. Такой вид энергоносителя удобен в использовании и при транспортировке, является экологичным и простым в применении. При сгорании не выделяются вредные вещества, в том числе и сера, количество золы не более 10% от общего объема сгоревшего сырья, не содержит вредных примесей и может использоваться, как удобрение. КПД котлов на брикетах достигает 90%.
Конструкции твердотопливных котлов отличаются для разных типов котлов. Просто и понятно устроен котел прямого горения. Он состоит из следующих конструктивных элементов: корпус, камера сгорания, теплообменник, дымоход, зольник, поддув воздуха.
- Для корпуса используется жаропрочная сталь, толщина листа которой не менее 4-5 мм.;
- Теплообменник может быть изготовлен из чугуна или из стали;
- Камера сгорания продолжается камерой отвода дымных газов;
- Теплообменник выполняет функцию приема и подогрева остывшего теплоносителя.
Рассмотрим подробней, как работает твердотопливный котел .
- В камеру сгорания загружается топливо и поджигается;
- Во время сжигания топлива образуются дымовые газы, которые поднимаются вверх, а затем отводятся через дымоход;
- Теплообменник нагревается от горячего воздуха, и греет воду;
- Вода после нагрева попадает в отопительную систему, а после остывания возвращается обратно.
Схема твердотопливного котла выглядит следующим образом:
- В нижней части котла расположен зольник и поддувало;
- Над зольником установлена колосниковая решетка;
- Над топкой расположен теплообменник.
Такой котел вполне можно собрать самостоятельно, воспользовавшись схемами и чертежами, которых вполне достаточно в открытом доступе. Но стоит ли тратить время и силы, если есть отличные варианты твердотопливных котлов, которые удовлетворят даже самого требовательного покупателя. Известные производители гарантируют качество своих изделий и длительный срок эксплуатации. Но главным аспектом всегда была и остается безопасность, это необходимо учитывать при сборке такого агрегата собственными силами.
Теперь, когда известно практически все о твердотопливных котлах, можно приступить к расчетам необходимой мощности для обогрева помещений. Исходя из этих расчетов, уже принимать окончательное решение, какой твердотопливный котел выбрать для дома.
Для этого следует иметь следующие исходные данные: площадь постройки, высота перекрытий. Необходимо также учесть потери тепла за счет дверных и оконных проемов, толщину стен и материал, из которого построен сам дом, климатические условия и среднюю температуру в холодное время года. Лучше, если такими подсчетами займется специалист, но и самостоятельно сделать приблизительный расчет мощности котла будет не очень сложно.
Считается, что для отопления дома с хорошей теплоизоляцией, общая площадь которого составляет 100 м², необходимая мощность оборудования должна составить 10 кВт. Но не следует забывать о запасе мощности в 1-2 кВт. А если в системе используется бойлерная мощность, то расчетное значение увеличивается вдвое, так как приходится расходовать энергию на обогрев помещения и на нагрев самой емкости.
Сравнивая разных видов, нужно учитывать и такой критерий, как механизм загрузки топлива. Загрузка бывает автоматической и ручной. Котлы, с автоматической загрузкой топлива, оборудуются специальным бункером, в котором и хранится достаточно большой объем топлива. Автоматика обеспечивает максимальный комфорт и минимум усилий. Одной загрузки в такую емкость вполне хватает на несколько суток, что очень удобно при непрерывной эксплуатации такого оборудования.
Размеры бункера зависят от свободной площади в котельной, возможностей и желания хозяев. Чем больше емкость, тем меньше загрузок. Для загрузки топлива используется либо шнековая, либо поршневая подача. Оба вида удобны и позволяют надолго обеспечить стабильную работу отопительной системы.
Котлы с ручной загрузкой намного дешевле, но требуют постоянного внимания и контроля количества топлива. При покупке котла необходимо учесть, есть ли в котельной доступ к электрической сети. Если нет, тогда следует остановить свой выбор на энергонезависимой модели с ручной загрузкой топлива.
В тех случаях, когда питание в сети нестабильно, случаются частые скачки и отключение электроэнергии, необходимо использовать стабилизатор напряжения или источник бесперебойного питания. Это поможет сохранить дорогостоящее оборудование и обеспечить его эффективную работу на долгие годы.
Еще одним важным критерием выбора твердотопливного котла считается безопасность такого оборудования. Главной функцией, на которую следует обратить внимание при покупке теплогенератора, наличие сигнализации и автоматического отключения при возникновении аварийной ситуации. Благодаря экстренному отключению, можно не беспокоиться о перегреве котла или разрыве труб.
Большое значение имеет также стоимость такой установки. На рынке представлены самых разных ценовых категорий. Каждый покупатель может выбрать оптимальный вариант. Однако следует помнить, что не всегда экономия оправдана. Покупая дешевый продукт от неизвестного производителя, можно потерять значительно больше. Известный бренд гарантирует качество продукции, его полную комплектацию и наличие всех сопровождающих документов. В случае поломки оборудования, можно обратиться к производителю или официальным представителям на месте, чтобы провести замену или гарантийный ремонт.
Вот, и нашлись умные головы, которые создали современные твердотопливные котлы длительного горения. Потребители этого оборудования, как выяснилось, уже давно стояли за ним в очереди, ожидая его появления. И, получается, в наше время, твердотопливные котлы актуальны, как альтернативные источники отопления.
Виды твердотопливных котлов
Твердотопливные котлы делятся на несколько групп. Они различаются по типу применяемого топлива (гранулы, уголь, дрова, торф), способу его подачи (автоматическая загрузка или ручная) и по конструкции, определяющей метод и соответствующее время горения. С типом применяемого топлива все, более или менее, ясно. А про котлы, которые различаются по способу подачи топлива, скажем несколько слов.
Твердотопливные котлы с ручной загрузкой
Они, в свою очередь, различны по способу сжигания топлива:
Котлы долгого горения циклического типа . В этих агрегатах используется запатентованный способ верхнего горения топлива. Оно происходит не как обычно снизу вверх, а наоборот - сверху и вниз. Область горения по мере сжигания топлива перемещается ниже. Автоматическая телескопическая система подачи воздуха доставляет его в зону горения. Конструктивное решение этих котлов достаточно оригинальное, простое и надежное. Существуют котлы, длительность работы которых при единичной закладки топлива может достигать на дровах 70 часов, а на угле 7 суток.
Пиролизные (газогенераторные) котлы. Режим длительного горения в этих устройствах достигается за счет особого, пиролизного, метода сжигания древесного газа. Газ выделяется из дров в условиях высокой температуры и недостатка кислорода. Такой способ сжигания позволяет избежать образования сажи, дает минимальное остаточное количество золы и обеспечивает почти полное сгорание топлива. Время работы такого котла от единичной закладки дров составляет 8-10 часов, но пиролизные котлы обладают рядом своих преимуществ.
Пеллетные котлы с автоматической подачей топлива
В таких агрегатах длительное горение без вмешательства человека достигается благодаря использованию пеллет - гранулированного топлива. Эти биогранулы засыпают в бункер. А подача их в зону горения осуществляется по мере необходимости автоматически, что в сочетании с автоподжигом и регулировкой температуры дает возможность получать максимально автоматизированный процесс обогрева. В результате к котлу можно не подходить неделями. Пеллеты производят из отходов, которые мелко измельчают и прессуют. Их источниками служат стружки, опилки и тому подобное, скорлупа орехов, лузга семечек, косточки, жмых и так далее. При необходимости, когда пеллеты отсутствуют, можно топить подобные котлы углем и дровами. Пеллетные устройства получили достаточно широкое применение и их, как правило, выделяют в самостоятельный вид.
Преимущества твердотопливных котлов
Современные твердотопливные котлы - это сочетание лучших инновационных технических решений. Газ есть, далеко, не везде, и расширять область его доступного применения особо не торопятся. Современному бизнесу, владеющему российскими природными ресурсами, гораздо выгоднее продавать газ за пределы нашей страны, чем отапливать им соотечественников. А твердое топливо доступно везде и стоит недорого. Твердым топливом обогревать жилище значительно дешевле, чем электричеством или дизельным. Не требуется постоянный контроль над режимом горения - не нужно следить за температурой, подбрасывать топливо и регулировать подачу воздуха. Все современные агрегаты в той или иной степени автоматизированы. Процесс горения без вмешательства человека может продолжаться неделями, поэтому такие котлы и называют устройствами длительного горения.
Энергозависимость твердотопливных котлов
Практически, все устройства длительного горения зависят от электрической энергии. Непосредственно сами котлы (большинство моделей) не нуждаются в электропитании, например, дровяные Стропува. Но для оптимальной работы отопительной системы и котла необходимо функционирование электрического циркуляционного насоса.
При самотечном (гравитационном) отоплении без принудительной циркуляции теплоносителя система теряет в экономичности и эффективности. Кроме того, она будет забиваться сажей, и потечет конденсат, что, в конце концов, закончится преждевременным выходом котла из строя. На случаи перебоев с электроэнергией необходимо предусмотреть источник резервного бесперебойного питания – к примеру, аккумулятор с преобразователем.
Идеальные условия для работы твердотопливных котлов
Чтобы котел отопления на твердом топливе прослужил положенный ему срок и принес ожидаемую пользу, требуется:
Наличие котельной. Это не помещение, а комплекс оборудования, который обеспечит оптимальную работу агрегата во всех режимах его эксплуатации – во время запуска, в процессе отопления и в момент остановки. Каждому виду котла требуется свое оборудование, но общим является оснащенность циркуляционным насосом, расширительным баком, гребенкой и группой смешивания.
Правильно рассчитанный и выполненный дымоход. Избыточная или недостаточная тяга пагубна для котла.
Правильно организованная система отопления - радиаторы и трубы.
Желательно наличие бойлера горячего водоснабжения.
Кроме того, грамотный монтаж отопительной системы обеспечит ее долгую и безотказную службу.
Продолжение следует
Твердотопливные котлы длительного горения можно назвать самым дешевым вариантом отопления частного жилья, хоть работа этих устройств является довольно громоздкой. Сегодня производители стараются сделать их более практичными для широкого круга пользователей и окружающей среды, но все же до сих пор выпускаются устаревшие варианты. Но прогресс движется вперед, их количество неуклонно снижается, а на смену приходят профессиональные, современные, эффективные, простые в использовании и безопасные агрегаты.
Твердотопливные котлы отопления на этапе своего развития имели один существенный недостаток – по мере сгорания топлива приходилось постоянно его добавлять. В 2000 году компания Stropuva решила эту проблему. Изобретатель Эдмунтас Штропайтис придумал твердотопливный котел длительного горения, суть его работы заключается в том, что воздух в агрегат подается через телескопическую трубку: по этой причине внушительный запас твердого топлива сгорает по мере необходимости, то есть постепенно. А в качестве топлива используются дрова, кокс, уголь. Это в значительной степени облегчило и упростило процесс отопления помещений.
Каскад из твердотопливных котлов способен обогреть очень большое помещение
Классификация твердотопливных котлов
Отопительный твердотопливный котел бывает нескольких типов, разделение происходит по таким показателям:
- Метод сжигания – в большинстве существующих на сегодняшнее время моделях используется обычное сгорание. Но данный процесс постоянно совершенствуется, и применяются различные изобретения. Сюда относятся пиролизные (газогенераторные) котлы: в процессе пиролиза сгорают дрова и древесный газ. КПД таких котлов значительно выше, к тому же не образуется сажа, остается минимальное количество золы. А что касается большей стоимости, то она окупается за счет высокого коэффициента полезного действия;
- Вид топлива – например, твердотопливные котлы на дровах. Также возможно использование отходов деревообрабатывающей промышленности, которые измельчаются до мелкого состояния, прессуются в небольшие гранулы, называемые еще пеллетами. Они засыпаются в бункер и по необходимости подаются в камеру сгорания. Подобное топливо используют пеллетные котлы. Плюс ко всему, топливо (дрова, брикеты, уголь) может использоваться в отдельности или в разных сочетаниях – универсальные котлы, работающие на любом виде твердого топлива. В данном направлении и развиваются сегодня твердотопливные котлы;
- Степень зависимости от электроэнергии, то есть энергозависимые и энергонезависимые.
Также следует упомянуть твердотопливные котлы промышленные. В классическом варианте они представляют собой громоздкое оборудование, для его установки требуется отдельное помещение. Причем к месту размещения предъявляются жесткие требования, особенно это касается вопросов безопасности.
Так выглядит промышленный вариант твердотопливного котла
Такое оборудование десятилетиями используется на многих предприятиях и причина тому – невысокая стоимость и простота эксплуатации. Котлы разделяются на четыре вида:
А что касается традиционности топлива, то для промышленных котлов зачастую применяется уголь (большинство моделей рассчитаны именно на такой энергоноситель). Если говорить о более современных котлах, они отличаются уровнем автоматизации и хорошими экологическими характеристиками.
Выбор котла – на что ориентироваться?
Установка котла на твердом топливе – отличная альтернатива газовому котлу, потому что это удобство эксплуатации, эффективная система отопления.
Важно: даже если отсутствует электроэнергия, такой котел не оставит помещение без тепла.
Если котел будет отапливаться преимущественно дровами, лучше приобрести агрегат с нижним сгоранием. Это более оптимальный вариант, поскольку его КПД на порядок выше, чем у котлов с верхним сгоранием, которые предназначены для угля.
Внутреннее строение котла Stropuva (клик для увеличения)
Котел с нижним сгоранием имеет две/три камеры сгорания, благодаря этому возможно дожигание частичек топлива. Получается, что в результате выброс вредных веществ в атмосферу уменьшается, а расход топлива снижается.
Важно: котлы с верхним сгоранием характеризуются попаданием недожженных частиц вместе с дымом в дымоход.
Кроме того, в котле с нижней системой сжигания есть возможность управления процессом сгорания: регулируя продуктивность дозированием количества воздуха, который поступает в топку. Для данной цели применяется вентилятор с системой управления или регулятор.
Твердотопливные котлы могут быть чугунными, стальными. Твердотопливные чугунные котлы более устойчивы к коррозионным процессам. Этот параметр очень важный, потому что специфика состоит в том, что на стенках камеры горения появляется конденсат, он исчезает, когда температура теплоносителя превысит точку росы. Конденсат при горении угля – агрессивная среда, поэтому стальной котел подвергается губительному воздействию коррозии значительно раньше.
Также стальной теплообменник прогорает быстрее, потому что чугун обладает высокой огнестойкостью. А вот если упомянуть хрупкость, то чугун может расколоться при случайном сильном ударе.
Чугунный котел состоит из секций, значит, его можно привезти в разобранном виде, собрав на месте целостную конструкцию. Если нарушается герметичность какой-либо секции, ее можно заменить, не покупая новый котел. Стальной котел сваривается из стальных листов и поставляется в готовом виде, а также возможны различные типы и конфигурации этих устройств. Что касается чугунных агрегатов, они похожи друг на друга, связано это с особенностью секционного устройства.
Важно: сравнивая однотипные котлы определенной фирмы изготовителя, можно увидеть, что стальной котел дешевле чугунного аналога.
Твердотопливный двухконтурный котел – разновидность котлов, завоевавшая популярность у рядовых потребителей. Это практичный вариант для обогрева и горячего водоснабжения. Суть его функционирования заключается в следующем: когда срабатывает тепловой датчик, включается контур обогрева помещения. А второй контур, который обеспечивает горячее водоснабжение, включается в момент падения давления. Таким образом и осуществляют котлы твердотопливные двухконтурные горячее водоснабжение.
Важно: чтобы обеспечить стабильное водоснабжение, не зависящее от напора воды, перепадов давления и сэкономить на источнике тепла, можно подключить котел к бойлеру.
Перед покупкой твердотопливного котла длительного горения нужно продумать его прямое назначение: основной котел или дополнительный. Если планируется использование котла в качестве резервного средства, то на слишком дорогие модели разоряться не стоит. Если же нужна постоянная основа, следует искать вариант, доступный по цене и хороший по качеству. Главное, не забыть об автоматической подаче топлива, чтобы загрузить его в бункер и не заглядывать туда 3-7 дней.
Классификация твердотопливных котлов Чем хороши твердотопливные котлы длительного горения:
Невысокая стоимость топлива и его доступность
- автономность котла, т.е. для его работы не требуется электричества
- большой срок эксплуатации
- широкий диапазон мощностей от 8 кВт до 1 МВт
Главной особенностью работы котла на твердом топливе является инерционность процесса сгорания, т.е. невозможность резко прервать его работу в экстренном случае (перегрев). Именно поэтому рекомендуется устанавливать специальные защитные приспособления, одним из которых является теплообменник, через который, до того, как попасть в систему отопления, протекает и охлаждается (в случае перегрева котла холодной водой из водопровода) теплоноситель. А для большей тепловой отдачи и сокращения количества загрузок можно вместе с твердотопливным котлом дополнительно установить буферную емкость - тепловой гидроаккумулятор, исполняющий роль огромного термоса, который накапливает избыточное тепло и затем отдает его в систему отопления. С уменьшением температуры на улице дом начинает терять тепло: так при +15°С дом теряет порядка 2 кВт в час, а при 0°С - уже 8 кВт в час и так далее...
Необходимо подчеркнуть, что возможность управлять мощностью твердотопливного котла находится в очень узких пределах (или дрова горят – котел выдает максимальную мощность, или – не горят (тогда мощность равна 0 кВт). Возможно конечно, уменьшить доступ кислорода в топку прикрыв заслонку и снизить интенсивность горения, но эффект от этого будет незначительный, мощность снизиться не более чем на 25%. А если Вы топите котел в межсезонье (например ранней весной или поздней осенью, когда температура на улице находиться в районе 0°С и дом теряет только около 8 кВт в час) – получается, что количество тепла отдаваемого котлом системе отопления, а соответственно и количество сжигаемых дров, в разы превышают ту норму, которая необходима для комфортного проживания в доме при данной температуре окружающей среды. И куда же уходит этот излишек мощности - есть два варианта:
Перегретые радиаторы – и в доме очень жарко;
закипевший отопительный котёл, что чревато повреждениями самого котла и всей системы отопления. Вот для того чтобы не терять эту «лишнюю» мощность мы и аккумулируем ее в буферной ёмкости. Благодаря ей весь отопительный сезон вы будете тратить в 2 раза меньше топлива, правда, за исключением дней, когда температура будет ниже -15°С. В это время буферная ёмкость не будет работать, так как количество тепла отдаваемого котлом будет примерно равняться теплопотерям дома при такой низкой температуре, но по статистике таких дней в году не более 30.
К дополнительным плюсам такой системы можно отнести:
Автоматизация контроля за безопасностью;
- возможность ступенчатого регулирования температуры;
- возможность подключения газового котла в ту же систему с минимальными затратами.
К минусам можно отнести размеры буферной ёмкости. Даже самая маленькая 500- литровая емкость имеет диаметр 800 мм и высоту около 1800 мм, т.е. для монтажа такой емкости требуется большая площадь котельной более 5 квадратных метров площади.
Твердотопливные котлы классифицируют
По материалу теплообменника:
- чугунный
- стальной
Основой чугунного котла являются топка, секционный блок, образующий «рубашку» котла, и газоход. При такой конструкции не возникает проблем с ремонтом и подбором необходимой мощности. Кроме того, чугунные котлы, в отличие от стальных, показывают лучшую устойчивость к коррозии, но такие котлы требуют более частого ремонта, в отличие от стальных. Для чугунных котлов требуется фундамент или прочный пол, что обусловлено их тяжестью. Стальные котлы, отличающиеся меньшей инерционностью, более стремительным выходом на заданный тепловой режим и более точным его поддержанием, представлены на рынке в гораздо большем объеме. Однако, в отличие от чугунных, стальные котлы являются более требовательными к видам топлива.
По виду потребляемого топлива:
- на дровах : Defro DS
- на угле: Defro Optima Komfort Std | Defro Optima Std | Defro Optima Komfort Plus Std
- на пеллетах: Defro Duo Pellet
- на щепе: Defro AKM
По способу загрузки топлива
Котлы бывают с ручной загрузкой
- и твердотопливные котлы, оборудованные устройствами автоматической подачи топлива (шнеками), получившие широкое распространение в европейских странах.
И это не случайно - они обладают огромными преимуществами, которыми, к сожалению, наш потребитель не может воспользоваться в полном объёме из-за сравнительно высокой стоимости котлов и недоступности такого вида топлива как уголь эко-горошек. Котлы с подачей могут работать в зависимости от типа горелки на таких видах топлива как уголь фракцией до 25 мм, пеллетах, сухой древесной стружке. Самое главное преимущество в том, что, загрузив бункер один раз, к котлу не нужно обращаться долгое время от трёх до семи и более дней в зависимости от размеров бункера. КПД этих котлов очень высокий, выбросы в атмосферу минимальны, установленная температура поддерживается стабильно, что позволяет использовать погодозависимые программаторы. Естественно, для работы этих котлов необходимо автономное электрическое питание - простым бесперебойником здесь не обойтись.
IV) по типу автоматики управления котлом
Энергонезависимые (приток воздуха регулируется механическим регулятором тяги)
энергозависимые (обычно приток воздуха регулируется нагнетающим вентилятором, управляемым электронным блоком управления)
Термостатические регуляторы тяги
Regulus RT3 используются для регулирования мощности котлов на твердом топливе, что происходит путем управления клапаном подачи воздуха в камеру сжигания. Преимуществом регулятора тяги Regulus является мощная, механически крепкая и термостойкая конструкция. Благодаря двойной шкале регуляторы могут быть установлены как в горизонтальном, так и вертикальном положении. Регулятор тяги Regulus RT3 работает без подпитки электрическим током, термостатический элемент поддерживает заданную температуру нагревательной воды, выходящую из котла, на величине, настроенной на рукоятке, для чего открывает или закрывает заслонку подачи воздуха в камеру сгорания, и тем самым увеличивает или уменьшает мощность котла.
Принцип работы блока управления у всех твердотопливных котлов одинаков, с термодатчика в рубашке котла, в блок управления поступает сигнал о температуре теплоносителя, если температура опускается ниже заданной пользователем, то блок управления включает вентилятор наддува и (нагоняет) необходимую температуру.
После того как твердотопливный котёл достиг установленной температуры, вентилятор выключается и блок управления переходит в режим ожидания (тления) а когда температура падает, снова включается вентилятор для поднятия температуры. В режиме ожидания, периодически, кратковременно включается вентилятор для того, что бы топливо совсем не затухало и для удаления газов из камеры сгорания.
В блоке управления так же предусмотрены функции регулирования скорости вентилятора и периодов между продувками и их продолжительность. Всё это дает возможность настроить котёл на любое топливо, понятно, что для сухих дров не нужна полная мощность вентилятора, потому что они будут очень быстро сгорать, а уголь наоборот требует больше кислорода и хорошую тягу дымохода. В задней части котла имеется шибер, которым при необходимости можно дополнительно регулировать тягу.
Ещё к блоку управления есть возможность подключения циркуляционного насоса. Для чего это нужно? Подключенный к блоку насос не включится, пока котёл не наберёт температуру, а так же если твердотопливный котёл долгое время не набирает температуру (например закончилось топливо) включится режим анти замерзания и насос периодически будет гонять воду по система что бы она не замёрзла. Дополнительно к БУ можно подключить насос на бойлер косвенного нагрева, если он у вас предусмотрен в системе. Этот насос будет включаться, когда температура воды в бойлере будет опускаться ниже заданной, так же можно установить режим приоритетности, когда котёл в первую очередь даёт тепло на систему отопления, а уж потом на бойлер или наоборот вариант для лета.
V) По способу сжигания топлива
Твердотопливные котлы делятся на «классические» и пиролизные (газогенераторные). Если с обычными «классическими» котлами ситуация понятна, сгорает твердое топливо – нагревается вода – теплоноситель посредством радиаторов отдает тепло помещениям, то в случае пиролизных котлов происходят несколько другие процессы.
В основу работы газогенераторного котла положен принцип пиролизного сжигания (или сухой перегонки) топлива. Суть заключается вот в чем. Под действием высокой температуры и в условиях недостатка кислорода сухая древесина разлагается на летучую часть - так называемый пиролизный газ и твердый остаток - древесный уголь (кокс). Пиролиз древесины осуществляется при температуре 200 - 800°С. Этот процесс этот экзотермический, то есть идущий с выделением тепла, за счет чего, кстати, улучшается прогрев и подсушивание топлива в котле, и происходит подогрев поступающего в зону горения воздуха. Смешение кислорода воздуха с выделившимся пиролизным газом при высокой температуре вызывает процесс горения последнего, который используется в дальнейшем для получения тепловой энергии.
Пиролизные котлы рекомендуется топить как можно более сухой древесиной, тогда обеспечивается работа котла на максимальной мощности и длительный срок его службы. Разница для потребителя заключается в том что, в случае использования пиролизного котла, время между загрузками, в отличии от обычного котла увеличивается в 2 раза и более. Следует отметить, что пиролизный газ в процессе сгорания взаимодействует с активным углеродом, в результате чего дымовые газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей, являясь, по большей части, смесью углекислого газа и водяного пара. СО2 такой котел будет выбрасывать в атмосферу до 3-х раз меньше, чем обычный дровяной и, тем более котел работающий на угле. Следовательно, пиролизные котлы более экологичны. Также в процессе пиролизного горения образуется минимальное количество сажи и золы, поэтому котел реже, чем обычный, нуждается в чистке.
Отметим, что пиролизные котлы стоят дороже классических твердотопливных.
Непосредственное назначение бытовых отопительных котлов – обогрев небольших по площади помещений. Это могут быть дачи, частные дома или коттеджи. В качестве «дополнительной опции» твердотопливные бытовые отопительные котлы могут вырабатывать небольшие объемы горячей воды на бытовые и хозяйственные нужды.
При этом все подобное оборудование можно охарактеризовать как: водогрейное, греется теплоноситель (обычно вода), низкотемпературное (температура нагрева теплоносителя и воды на бытовые нужды меньше 90-100 градусов Цельсия), малой мощности (подавляющее большинство бытовых котлов имеют мощность от 7,5 до 65 кВт).
Факторы классификации твердотопливных котлов
- Принцип сжигания топлива: «классический», вернее горение, пиролиз .
- По материалу теплообменника: чугунные и стальные.
- По количеству теплообменников: одно- и двухконтурные. Последние предусматривают получение горячей воды на хозяйственные нужды.
Твердотопливные бытовые котлы – согбенности каждого типа по факторам классификации
Твердотопливные котлы могут работать на различных видах твердимого топлива: дровах, опилках, каменном и буром угле, брикетах и экогранулах (пеллетах). При этом в зависимости от типа твердотопливного котла существуют некоторые ограничение на применение углей.
Особенности твердотопливных котлов по принципу сжигания топлива
- Классические. Сжигание топлива происходит в топочной камере по аналогии с печью. Это самая простая конструкция, характеризующаяся низким КПД, невозможностью точного поддержания температуры горения и необходимостью частой перезагрузки и чистки камеры сгорания. К положительным факторам можно отнести: низкую стоимость, «всеядность» по топливу и энергонезависимость.
- Котлы верхнего горения. В конструкции данного типа котлов использован необычный способ сжигания – «сверху вниз». Этим достигается более полное сжигание топлива, соответственно более высокий КПД и длительность работы на одной загрузке топлива.
- Пиролизные. Отопительное оборудование работающее по принципу «пиролизного» сжигания состоит из двух топочных камер. В первой камере происходит медленное (тление) топлива с выделением большого количества горючего газа. Далее газ поступает во вторую камеру, где сжигается при интенсивном наддуве воздуха.
Теплообменники таких котлов устроены и расположены таким образом, что «забирают» тепло идущее от обеих топочных камер. Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения бытовые характеризуют высоким КПД, полным сжиганием топлива и длительной работой на одной загрузке. В то же время имеется существенное ограничение по влажности топлива (дров, опилок, брикетов и т.п.). Если важность загружаемого топлива более 15-20%, процесс пиролиза не запустится, а котел может выйти из строя.
- Пеллетные котлы. В силу своих особенностей – автоматической загрузкой и преимущественным использованием в качестве топлива пеллет (экогранул), этот тип котлов принято выделять в отдельную группу. Этот тип твердотопливных котлов характеризуется наиболее длительным периодом времени работы на одной загрузке топлива, которая ограничена лишь емкостью штатного бункера.
Особенности чугунных и стальных твердотопливных котлов
- Чугунные теплообменники характеризуются: длительным сроком эксплуатации(25-35 лет и более), повышенной стойкостью к коррозии и ремонтопригодностью (все чугунные теплообменники секционные, собранные на резьбовых шпильках). К отрицательным факторам относятся: хрупкость, нетерпимость к значительным температурным перепадам, значительную температурную инерционность (можно рассматривать как отрицательный и как положительный фактор), высокую стоимость и значительную массу.
- Стальные теплообменники имеют значительно меньший срок эксплуатации (9-15 лет максимум), в то же время они не боятся ударов и температурных перепадов, легкие, эстетичные и недорогие.
Особенности одно- и двухконтурных твердотопливных котлов
Одноконтурные котлы, как правило, используются только для отопления помещений. Они имеют только один теплообменник, предназначенный для циркуляции теплоносителя по системе отопления.
Такой тип оборудования значительно дешевле двухконтурных аналогов, но в то же время при необходимости к одноконтурным котлам можно подключить выносной бойлер косвенного нагрева и тем самым добавить функцию нагрева воды на бытовые нужды.
При этом надо учитывать, что потребная тепловая мощность котла, который будет использоваться для нагрева воды должна быть в среднем больше на 20%, чем котел, который используется только для отопления помещений.
Твердотопливные бытовые котлы получили свое заслуженное признание в Российской Федерации за доступность и дешевизну топлива, в связи, с чем индивидуальное отопление помещений можно организовать в районах, где нет магистралей природного газа, а также существуют системные перебои подачи электроэнергии.
