Твердотопливные котлы: актуальность в современных условиях

Главные преимущества и недостатки ТТ-котлов длительного горения

Недостатки твердотопливных котлов длительного горения в глазах покупателя менее существенны, чем их преимущества. Поэтому спрос на такое оборудование остается стабильно высоким. Большинство моделей автономно, т.к. не нуждается в электричестве.

Общая информация о ТТ-котлах длительного горения

Первой теплогенераторы этого типа стала выпускать компания Stropuva. Сейчас эту тему освоили многие производители котельного оборудования.

Основные характеристики и показатели

Агрегаты имеют следующие особенности:

1. Топку увеличенного объема. Он составляет 100-200 л против 50 (л) у традиционных котлов.
2. Высоту, достигающую 1,7-1,9 м. Это обусловлено тем, что камера сгорания имеет форму вертикального цилиндра.
3. Большой вес. Масса у некоторых бытовых моделей составляет около 400 кг.

Благодаря конструктивным и техническим особенностям достигаются следующие показатели:

• продолжительность горения 1 закладки топлива — 30 часов на дровах и до 5 суток на угле;
• КПД — до 85%.

Принцип работы

Продолжительность горения обеспечивают следующие факторы:

• объем топливной закладки увеличен;
• дрова или уголь поджигаются сверху;
• воздух подается строго в зону пламени.

Огонь движется вниз медленно. Аналогичное явление наблюдается при горении свечи.

Для подачи воздуха в зону пламени котел оснащают телескопической трубкой с распределителем на конце. Тот укладывают на топливо, и по мере его прогорания деталь под собственным весом опускается вниз. Телескопическая трубка при этом вытягивается.

Топливо вблизи зоны горения из-за высокой температуры и недостатка кислорода разлагается на метан, водород и другие газы (пиролиз). Они сжигаются в верхней части камеры, что увеличивает КПД установки.

Таким образом, недостатки можно компенсировать, если хорошо знать принцип работы твердотопливного котла длительного горения.

Особенности разных видов

Теплогенераторы верхнего горения делятся на 2 типа:

• дровяные;
• угольные.

Первым хватает кислорода, поступающего в результате естественной тяги, поэтому они могут обходиться без электричества. Для регулировки мощности воздушную заслонку подсоединяют к механическому термостату, меняющему ее положение в зависимости от температуры теплоносителя.

Угольные котлы нуждаются в увеличенном количестве кислорода. Для этого воздух нагнетается вентилятором, поэтому такие агрегаты энергозависимы. Мощность контролируется электроникой, что обеспечивает более высокую точность.

Главные преимущества

Теплогенераторы верхнего горения имеют много достоинств. Основным из них является долгая работа на 1 закладке топлива. Для сравнения: в традиционный котел дрова приходится загружать каждые 3-4 часа.

Есть и другие преимущества.

Простота конструкции

В котлах этого типа отсутствуют сложные узлы. Данное обстоятельство дает следующие выгоды:

• надежность;
• низкую стоимость ремонта;
• возможность устранения неполадок собственными силами в домашних условиях.

Последний пункт имеет особое значение для жителей деревень и поселков, расположенных вдали от крупных городов.

Независимость от внешних источников

Модели, работающие без электричества, являются автономными. При наличии запаса топлива владелец с гарантией в 100% будет обеспечен теплом. Этим ТТ-котлы выгодно отличаются от газовых и электрических аналогов, которые при перебоях в централизованных сетях становятся недееспособными.

Благодаря автономности теплогенераторы данного класса могут работать в плохо освоенной местности, где энергетическая инфраструктура пока отсутствует.

Доступность и дешевизна топлива

Дрова, уголь, торф и иное подобное горючее обходятся дешевле газа и электричества. Некоторые владельцы деревообрабатывающих производств даже доплачивают за вывоз опилок и других отходов, используемых в качестве топлива.

Почти во всех негазифицированных районах как минимум 1 вид твердого горючего присутствует в избытке.

Материал изготовления

Отопители делают из стали или чугуна. Эти материалы обладают рядом достоинств:

• низкой стоимостью;
• прочностью;
• долговечностью;
• высокой теплопередачей;
• относительно низким коэффициентом температурного расширения.

Чугунные приборы превосходят стальные в следующем:

• сроке службы;
• коррозионной устойчивости.

Но проигрывают им в:

• цене;
• ремонтопригодности;
• весе;
• восприимчивости к перепадам температур (хрупкий чугун дает трещины).

Практичность

Выпускают котлы со вторым контуром, обеспечивающим снабжение горячей водой. Прибор работает на 2 системы — отопление и ГВС.

Нужно иметь в виду приоритет второго контура. Когда пользователь открывает кран смесителя, 3-ходовой клапан в котле отключает систему отопления и перенаправляет теплоноситель на подогрев воды. Если та расходуется часто и помногу, в доме будет холодно.

Также к ТТ-котлу можно подключить бойлер косвенного нагрева.

Высокий уровень КПД

Коэффициент полезного действия отопителей длительного горения достигает 85%. Для сравнения: у традиционных котлов этот показатель не превышает 75%.

Высокий КПД дает тройной положительный эффект:

• снижаются затраты на обогрев дома;
• уменьшается количество сажи в выхлопе (реже нужно чистить агрегат и дымоход);
• нивелируется вред, наносимый экологии.

Широкий выбор

Категория продолжительно работающих теплогенераторов включает в себя множество моделей для разных условий и на любой кошелек. В каталогах представлены:

1. Дровяные и угольные котлы. Вторые рассчитаны на более высокие температуры.
2. Мощностью от 8 до 60 кВт. Отапливаемая площадь может достигать 600 кв. м.
3. Автономные энергонезависимые с механическим управлением и такой же автоматикой. Незаменимы в местности с частыми перебоями в электроснабжении.
4. С электронным управлением, дисплеем, выносными термодатчиками. Можно подключать погодозависимую автоматику, отправлять команды со смартфона, программировать прибор и с высокой точностью настраивать температуру теплоносителя.

В продаже представлены модели и российского, и зарубежного производства.

Отечественные котлы дешевле, но за редким исключением не уступают в качестве импортным. В случае поломки запчасти для них доставят намного быстрее.

Отрицательные стороны твердотопливных котлов длительного горения

Основными недостатками являются:

1. Трудоемкая очистка. Внутренняя поверхность камеры имеет большую площадь; с нее нужно удалить не только сажу, но и недогоревшие остатки топлива.
2. Невозможность подбросить дров в середине цикла. Нужно дождаться, пока догорит текущая закладка.
3. Периоды холодных батарей. В конце цикла в течение 1,5-2 часов, пока догорает последнее топливо, котел дает мало тепла.
4. Потребность в высокой номинальной мощности. Чтобы время горения соответствовало паспортному, производительность котла должна в 2 раза превосходить расчетную.

Последний пункт нужно пояснить на примере. Если владелец дома площадью 200 кв. м хочет, чтобы отопитель работал 36 часов на дровах и 5 суток на угле, как это заявлено в паспорте, ему нужно покупать модель с номинальной мощностью 40 кВт. По стандартному усредненному расчету такому объекту требуется 20 (кВт) тепла — по 1000 Вт на каждые 10 (кв. м). Но котел такой мощности, как показала практика, работает лишь 12 часов на дровах и 48 на угле.

Имеются и другие недостатки.

Большие габариты и отсутствие мобильности

Следствием наращивания объема топки стало увеличение размеров и массы прибора. Это усложняет доставку и устройство основания. Согласно нормам, агрегаты массой свыше 300 кг устанавливают на фундамент.

Самые мощные модели не проходят в стандартный дверной проем. Приходится разбирать часть стены.

Наличие отдельного помещения для хранения топлива

Запас горючего на зиму занимает много места. Причем для хранения нужно отвести помещение, т.к. на улице оно отсыреет и будет плохо гореть. На складе требуется обеспечить проветривание, чтобы влажность оставалась на оптимальном уровне.

Регулярный контроль и ручное управление

Конструкция приборов этого вида не предусматривает автоматизацию топливоподачи, как, например, в пеллетных котлах. Уголь или дрова загружают вручную.

Энергонезависимые модели нуждаются в постоянном контроле, потому что механическая автоматика работает с погрешностью до 20°С.

Эта величина зависит от влажности топлива, условий в помещении и других факторов, так что даже при использовании однотипного горючего случаются отклонения.

Определенные условия эксплуатации

ТТ-отопители негативно реагируют на потерю температуры в обратке ниже +50…+55°С.

В таких условиях на стенках теплообменника образуется кислотный конденсат, разъедающий материал. Во избежание этого приходится усложнять обвязку: соединять подачу и обратку возле прибора перемычкой и ставить на ней автоматически управляемый 3-ходовой клапан для подмеса горячей среды.

Такие отопители отличаются большой инерционностью: даже после закрытия воздушной заслонки топливо некоторое время продолжает гореть и выделять энергию.

Приходится включать в систему дополнительный радиатор или накопитель для аварийного сброса избыточного тепла.

Пожароопасные

Риск возгорания при использовании теплогенераторов на твердом топливе намного выше, чем в случае с газовыми или электрическими аналогами. Из камеры могут вылетать искры, при обратной тяге возможен и выход пламени. По этой причине:

• минимальное расстояние от установки до стены составляет 1 м (с несгораемым покрытием — 80 см);
• пол перед топкой закрывают настилом из стали толщиной 1,2 мм на подушке из базальтового картона.

Может загореться и сажа в дымоходе, во избежание этого его нужно чистить как минимум раз в год.

Неэкологичные

Отопители этого типа не обеспечивают полного сгорания топлива. Помимо углекислоты и воды, выхлоп содержит углеводородные радикалы и другие соединения, загрязняющие окружающую среду.

Отзывы пользователей

Николай, 44 года, Самара:

«Поставил у себя котел верхнего горения. Возникли сложности с доставкой — он тяжелый и большой. Работает долго, топливо (дрова) загружаю примерно раз в сутки. Но делать это неудобно. Кроме того, сложно чистить топку, т.к. высота котла составляет 1,5 м».

Григорий, 37 лет, Новосибирская обл.:

«Пользуюсь котлом длительного горения уже давно. Он сложен в обслуживании, но зато реже приходится заниматься загрузкой угля. Собираюсь заменить на пеллетный, т.к. неподалеку открылось производство топливных гранул».

Вывод

Перед покупкой теплогенератора длительного горения нужно обдумать его плюсы и минусы. Главное преимущество — долгая работа на 1 закладке топлива. Но уголь или дрова нельзя подложить, пока не догорит текущая порция.

Возможно вам будет полезна информация о том, что представляют собой воздухогрейные котлы на твердом топливе длительного горения.

Котельные установки XXI века: перспективы развития

С последней четверти XX века котельные энергетические установки утратили свое первенство в качестве основных топливосжигающих комплексов. Их стали замещать дизельные и газотурбинные энергоустановки.

О требованиях XXI века к котлу

XXI в. будет не только веком экономии и рационального использования ресурсов, но и веком значительного повышения экологической чистоты теплоэнергетических объектов.

Главными требованиями к котло­агрегатам в XXI веке становятся максимальная экономичность, высокая экологическая безопасность и многотопливность, то есть способность надежно и экономно функционировать на всех видах углеводородного топлива (угле, мазуте, дизтопливе, биотопливе, сланцевом мазуте и природном газе) и горючих на их основе (топливных смесях, суспензиях, эмульсиях и нефтеотходах), не загрязняя при этом окружающую среду.

Напомним, что действующие в России санитарные нормы и правила (СНиПы) предусматривают работу стационарных котельных установок только на двух видах топлива – основном (например, природном газе) и резервном (мазуте или угле), то есть отопление котлов только двумя видами топлива закреплено в нашей стране нормативными актами.

Одним из направлений дальнейшего совершенствования котлов в XXI в. может стать развитие и улучшение таких затребованных эксплуатационных свойств, как «экологичность», «экономичность» и «многотопливность».

Экологичность котельных установок

Хорошо известно, что ресурсы, неиспользованные по прямому назначению, или их избыток, не участвующий в технологических процессах, рано или поздно становятся отходами и загрязняют окружающую среду. Очевидно, что более рациональное использование ресурсов повышает экологичность топливосжигающей установки и одновременно повышает экономичность работы установки, поэтому экологичность котельных установок непосредственно связана с их экономичностью или, говоря другими словами, экологичность и экономичность являются «двумя сторонами одной медали».

Не последняя роль в обеспечении экологической чистоты котельного комплекса принадлежит организации сгорания углеводородного топлива в топке котла, которая, в свою очередь, определяется не только видом сжигаемого топлива и технологией его подготовки к процессу горения, но и конструктивным исполнением топливной и воздухоподающей систем котельного комплекса, обеспечивающим качественно-количественные характеристики компонентов и их соотношение в подаваемой на горение горючей смеси, степень равномерного распределения топлива по объему воздуха, параметры топочного факела (длина, ширина, объем, светимость и др.) и, в конечном итоге, полноту и качество процесса сгорания.

Экономичность котельных установок

В качестве показателей экономичности энергоустановок используется расход ресурса (топлива, воздуха или воды), затраченный на получение единицы энергии, отнесенный ко времени или к количеству выработанной энергии.

Повышение экономичности энергоустановок достигается и за счет внедрения усовершенствованных технологий подготовки ресурсов, их более рационального использования, высокой технической культуры обслуживающего персонала, своевременного устранения возникающих в процессе эксплуатации замечаний.

Очевидно, что экологичность и экономичность котельных установок можно улучшить путем совершенствования их топливной и воздухоподающей систем, на основе реализации новых технологических процессов подготовки воздуха, топлива, приготовления горючей смеси и ее подачи в топку котла на сжигание.

Многотопливность котлов

Сегодня многотопливность котлов обеспечивается оборудованием их несколькими топливными системами, каждая из которых подает только один вид горючего, на котором должна работать котельная установка. Обслуживающие котельную установку системы, такие, как система подачи воздуха, топливная система, трубная система (или поверхности нагрева), конструктивно приспособлены для сжигания всех используемых углеводородных топлив с различной теплотворной способностью.

СНиПы предписывают котельным установкам иметь не менее двух топливных систем, одна из которых – основная, а вторая – резервная. Однако в настоящее время это требование руководящих документов во многих случаях не выполняется, поскольку даже поддержание в состоянии немедленного пуска, а тем более в горячем резерве второй топливной системы экономически невыгодно, особенно для собственников частных котельных по причине снижения количества продаваемого товара (горячей воды или пара), поскольку его часть идет на обеспечение горячего резерва или пускового режима второй топливной системы котла.

При этом в настоящее время за рубежом (например, в Великобритании) эксплуатируются многотопливные паровые котлы, которые могут отапливаться пятью видами горючего: углем, тяжелым топливом, биотопливом, природным газом и нефтяными отходами.

Каждый вид топлива, как известно, обладает своей теплотворной способностью, поэтому теплонапряженность топочного объема котла, а следовательно, и теплопередача при его отоплении горючими с разной калорийностью неодинакова, что неизменно приводит к выработке пара (воды) с различными параметрами. Так, например, при работе котла на дизтопливе температура вырабатываемого пара (воды) будет выше, чем при отоплении того же котла мазутом. При отоплении котла топливом с низкой теплотой сгорания в действие вводятся дополнительные поверхности нагрева – хвостовые трубные системы котла, которые отключены при сжигании в котле топлива с высокой калорийностью; в то же время при переходе к работе котла на более калорийном топливе дополнительные трубные системы отключаются. Включение и выключение дополнительных трубных систем (поверхностей нагрева) котла позволяет регулировать (увеличивать или уменьшать) количество снимаемого с поверхностей нагрева тепла, обеспечивая при этом наиболее полное использование выделяемой при горении энергии котельного топлива, исходя из его фактической теплотворной способности.

Основной же недостаток всех без исключения эксплуатируемых сегодня многотопливных котлов – это наличие у них нескольких (например, в России, соответственно, двух, а в Великобритании – пяти) отдельных для подготовки и подачи каждого вида горючего топливных систем, которые нуждаются в техническом обслуживании и поддержание в работоспособном состоянии независимо от их практического использования.

О топливно­воздушной смеси

Не секрет, что вот уже более 170 лет в котлах сжигается топливовоздушная горючая смесь, которая практически без изменений прошла за указанное время путь от угольно-воздушной через мазутно-воздушную и дизтопливно-воздушную до газо-воздушной.

Основные недостатки топливовоздушной горючей смеси – первичность топлива и вторичность воздуха при ее приготовлении, а также невозможность получить оптимальное соотношение горючего и окислителя в ней. Это значит, что основой топливовоздушной горючей смеси является топливо, давлением (расходом) которого изменяют (увеличивают или уменьшают) режимы работы котла, а воздух при этом выполняет вторичную роль. Горючая (топливовоздушная) смесь в настоящее время готовится непосредственно в топке котла перед зоной горения, что неизменно приводит к приготовлению обедненной и обогащенной смеси со всеми вытекающими последствиями. В начале зоны горения, как известно, приготавливается обедненная (с преобладанием воздуха) горючая смесь, а в конце зоны горения – обогащенная (с преобладанием топлива) горючая смесь, и, как следствие, в атмосферу в составе дымовых уходящих газов выбрасываются продукты пиролиза (бескислородного горения топлива), что приводит к загрязнению окружающей среды.

В любом случае работа котла на топливовоздушной горючей смеси всегда приводит к перерасходу топлива, а значит, к снижению экологической чистоты (безопасности) установки в целом.

Так, при сжигании обедненной топливно-воздушной горючей смеси атмосферный воздух, доставленный в топку сверх нормы, мгновенно нагревается и перегревается, на что затрачивается дополнительное топливо, являющееся в данном случае «лишним», количество которого может достигать до 15 % от расхода топлива на котел. Очевидно, что избытки воздуха и «лишнее» топливо – это взаимосвязанный между собой прямой перерасход потребляемых ресурсов: большему коэффициенту расхода воздуха соответствует больший перерасход топлива, и наоборот.

Сжигание обогащенной топливно-воздушной горючей смеси сопровождается нехваткой атмосферного воздуха, необходимого для полного окисления топлива, что приводит к разложению углеводородов топлива без кислорода при высокой температуре и, как следствие, к выбросу продуктов пиролиза (термически преобразованных углеводородов) в атмосферу. Очевидно, что наличие в дымовых уходящих газах пусть термически преобразованных, но все же углеводородов также можно смело отнести к перерасходу исходного топлива.

Как устранить недостаток существующих котлов

Очевидно, что оснащение котлов несколькими отдельными топливоподающими системами со своими механизмами и устройствами значительно усложняет не только конструкцию всей котельной установки, но и затрудняет процесс эксплуатации и технического обслуживания котельного комплекса в целом.
Известно, что в процессе приготовления используемой в настоящее время горючей смеси участвуют две системы котла: топливоподающая и воздухоподающая, конструкции которых способны приготавливать сегодня только топливно-воздушную горючую смесь.

Авторы, основываясь на результатах своих многочисленных работ, убеждены, что для улучшения экологической чистоты, повышения экономичности и обеспечения многотопливности котельной установки необходимо приготавливать на основе всех углеводородных топлив и сжигать воздушно-топливную горючую смесь оптимального состава (11 кг воздуха на 1 кг топлива), но, к сожалению, традиционные топливоподающая и воздухоподающая системы, используемые в настоящее время на котлах, нес пособны ее приготавливать. Это значит, что на существующих энергетических установках невозможно достичь наибольшей экономичности, высокой экологической чистоты и многотопливности. Что же делать? Авторы нашли решение этой проблемы – это замена топливной и воздухоподающей (двух) систем котла на единую (объединенную) воздушно-топливную систему, которая функционирует на других физических принципах. Работа объединенной воздушно-топливной системы принципиально отличается от работы существующих сегодня топливоподающей и воздухоподающей систем.

Очевидно, что замена двух систем котла (топливной и воздухоподающей) на одну (объединенную воздушно-топливную) систему упрощает конструкцию котельного комплекса, а значит, процесс его эксплуатации и технического обслуживания в целом.

Об объединенной системе

Объединенная топливно-воздушная система котла включает вентилятор (при газовом отоплении) или компрессор (при отоплении жидким топливом и угольной пылью), трубопровод подачи воздуха, самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель, топливный расходный бак, всасывающий трубопровод с приемным фильтром.
Из традиционной топливной системы котла в новую систему перешли только всасывающий трубопровод с приемным фильтром и расходный бак, остальные элементы новые.

Функции топливного насоса в объединенной воздушно-топливной системе выполняет самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель, который работает на перепаде давления воздуха, подаваемого от вентилятора или компрессора, и приготавливает воздушно-топливную смесь. Для повышения экологической безопасности / чистоты котельного агрегата приготовление горючей смеси происходит до топки котла. Приготовленная горючая смесь через выходной патрубок (насоса-распылителя), вставленного в топку котла, в виде распыленной мелкодисперсной струи распыляется в зону горения (во внутренний объем топки), где и сгорает.

Самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель не имеет ни механического привода от двигателя, ни вращающихся и движущихся частей, поэтому не требует смазки и охлаждения, связан с компрессором (вентилятором) только по воздуху, а с двигателем – по приготавливаемой воздушно-топливной смеси.

Компрессор (или вентилятор) приводится во вращение от автономного привода и всасывает из атмосферы воздух, который сжимается и по трубопроводу нагнетается во внутреннюю полость насоса-распылителя. Сжатый воздух с требуемыми рабочими параметрами (расходом и давлением) проходит через насос-распылитель, в приемной полости которого создается разрежение, достаточное для самовсасывания из расходного бака необходимого количества топлива для приготовления горючей смеси. Далее готовая воздушно-топливная смесь распыляется во внутренний объем топки (в зону горения), где и сгорает.

Котел, в котором используется единая система, вводится в работу следующим образом. Включается компрессор (вентилятор – при газовом отоплении) и воздух из него подается во самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель, из которого поступает в топку котла на ее вентиляцию. При увеличении оборотов компрессора (вентилятора) повышаются расход и давление воздуха, поступающего в воздушно-топливный насос-распылитель. По достижении рабочих характеристик (давления и расхода воздуха) перед самовсасывающим воздушно-топливным насосом-распылителем начинается всасывание топлива (газа) из расходной емкости (газопровода) и приготовление воздушно-топливной горючей смеси, которая поступает в топку котла, где ее зажигают.

Во время работы котла количество всасываемого из расходного бака (газопровода) топлива регулируется изменением давления воздуха на насос-распылитель. Переход работы котла с одного режима работы на другой производится изменением (повышением или снижением) параметров рабочего воздуха перед насосом-распылителем.

Вывод котла из действия осуществляется путем стравливания воздуха перед насосом-распылителем. В этом случае количество подаваемого в котел топлива сначала снижается, а затем, при падении параметров воздуха перед насосом-распылителем ниже рабочих значений, вообще прекращается. В процессе снижения давления воздуха перед насосом-распылителем с рабочего значения до нуля происходит вентиляция топочного объема.
Объединенная воздушно-топливная система способна приготавливать горючую смесь на основе всех жидких углеводородных топлив без замены насоса-распылителя. Замена насоса-распылителя потребуется при отоплении котла газом и пылеобразным угольным топливом. Это значит, что одна объединенная воздушно-топливная система в состоянии заменить несколько топливных систем, предназначенных для подачи и подготовки разных видов горючих.

Что сделано

Авторами разработана схема, выбран состав элементов и рассчитаны технические показатели объединенной системы с самовсасывающим воздушно-топливным насосом – распылителем для котла, определены оптимальные соотношения воздуха и топлива на различных режимах работы котла, выявлено необходимое давление воздуха для приготовления воздушно-топливной горючей смеси оптимального состава.

После расчета системы и ее элементов проведены натурная проверка предлагаемой технологии, в которой в качестве рабочей среды использовался сжатый воздух, а подсасываемой средой служила вода. Ее результаты подтвердили практическую реализуемость, работоспособность предлагаемой технологии и правильность расчетов единой воздушно-топливной системы.

В 2007 г. объединенная система прошла испытания на стенде и показала снижение расхода жидкого топлива на 15 %, затем в течение года прошла опытную эксплуатацию на топливосжигающей установке одного из предприятий Якутии, и с 2008 г. по настоящее время находится в эксплуатации.

Необходимо отметить, что объединенная воздушно-топливная система после доработки некоторых элементов может быть использована практически на всех существующих сегодня топливосжигающих установках.
Сравнение рабочих показателей традиционных топливной и воздушной систем и объединенной воздушно-топливной системы котельных установок представлено в таблице.

Выводы

Перерасход топлива приводит к увеличению объема сбрасываемых из работающих котельных энергетических установок в воздушный бассейн газообразных продуктов сгорания – экологически вредных газов, что является признаком неудовлетворительной организации процесса сжигания углеводородного топлива в них. Именно поэтому в настоящее время приоритетной задачей специалистов должно стать одновременное повышение экологической чистоты, улучшение экономичности работы и обеспечение максимально возможной многотопливности котельных энергетических установок. Одним из направлений решения в данной области может стать, например, перевод работы котельных установок на технологию сжигания воздушно-топливной горючей смеси оптимального состава, что, по сравнению с сегодняшним использованием воздушно-топливной смеси, позволит снизить загрязнение атмосферы более чем на 6,0‑15 % и на столько же повысить экономичность работы котлов.

Безусловно, разработка и внедрение новых технологий повышения экологической чистоты и экономичности работы энергетических установок довольно затратное и трудоемкое дело, однако научно-техническое развитие современной теплоэнергетики не должно стоять на месте.

Применение твердотопливных котлов для отопления частных домов

Обогрев коттеджного или загородного жилья любого типа преимущественно тяготеет к использованию оборудования, которое не зависит от дорогостоящих источников энергии. С развитием технологии производства твердотопливных котлов для отопления частных домов, которые теперь могут длительное время давать тепло от одной закладки, они стали эффективными, экономными и удобными при сравнении с другими видами отопительного оборудования.

Применение твердотопливных котлов для отопления частных домов стало снова востребованным

Преимущества использования твердотопливных котлов

Выгода от использования долговременно дающего тепло твердотопливного котла отопления частного дома ценна тем, что уже на этапе установки он снимает самые сложные и дорогостоящие задачи. Только одно подключение дома к газу обходится пользователям намного дороже стоимости любого твердотопливного оборудования. А если учесть, что за эти деньги можно приобрести котел, который производит тепло на протяжении полусуток от одной закладки твердого недорогого топлива, то такое оборудование полностью окупает себя за один топливный сезон. ТТ-котел позволяет снять с себя бремя уплат за постоянно дорожающий газ.

Твердотопливный котел для отопления частного дома может загружаться всеми доступными видами топлива: дрова, торф, уголь. В последнее время набирает популярность использование в качестве твердого топлива специальных гранул, которые производятся из древесных отпилков или соломы. Такой экологичный чистый источник энергии уже сам по себе способен обеспечивать еще более высокую эффективность отдачи тепловой энергии. Для обслуживания современного топливного оборудования не требуется временных затрат и частого ухода. Достаточно несколько раз в сутки (это зависит от типа котла) загружать его топливом.

Твердотопливные котлы могут работать на дровах, угле или специальных топливных гранулах (пеллетах)

Виды твердотопливных котлов для отопления частных домов

Этот перечень небольшой, что позволяет любому человеку легко определиться с тем, какой котел лучше подойдет с точки зрения затрат на покупку, обслуживания и общей целесообразности. Твердотопливные котлы для отопления частного дома бывают классические и пиролизные.

Внутреннее строение твердотопливного котла

Твердотопливные котлы обычные

Если говорить об этом виде топливного оборудования, то это традиционные котлы, которые имеют простейшую конструкцию. Топливо сгорает по обычной схеме, нагревая воду, которая переносит тепло по всему дому. Преимущество состоит в том, что цена твердотопливного котла для отопления частного дома будет невысокой. Среди недостатков можно выделить следующие: потери выделяемой энергии, необходимость часто закладывать топливо.

Современный дизайн твердотопливных котлов позволит им вписаться в любое жилое пространство

Если раньше, когда еще технологии эффективных топливных котлов не использовались для частного применения, это было наиболее употребляемое оборудование. В настоящее время его можно покупать для дачных домиков, где планируется краткосрочное пребывание в холодное время года.

Дрова — доступный и экономичный вид топлива

Пиролизные котлы

Конструкция твердотопливных котлов для отопления частного дома пиролизного типа имеет свои особенности. Резервуар, где сжигается топливо, разделен на две части. Камера, куда твердые материалы загружаются, находится в верхней половине. Регулирование подачи воздуха осуществляется таким образом, чтобы его было достаточно для поддержки процесса тления горючего. В результате выделяется газ, который также может гореть. Он направляется в нижнюю камеру. Результативность топки пиролизного котла повышается на 80-90%, а время горения одной закладки может доходить до 12 часов.

Конструкция пиролизного твердотопливного котла

Отсек, в котором сжигаются газы, должен выдерживать высокие температуры. Поэтому его изготовляют с применением жаростойких материалов. После сгорания топлива в пиролизных колах, золы и сажи практически не остается. Сложная конструкция, необходимость использовать особенные материалы, устанавливать дымосос, системы электронного контроля обуславливают то, что цена твердотопливных котлов для отопления частного дома значительно дороже, чем классических. Но преимущества говорят за себя сами.

Этапы работы твердотопливного пиролизного котла

Несмотря на высокую стоимость, пиролизные котлы не отталкивают от себя покупателей. Они умеют считать деньги и могут определить выгоду, которая окупит все затраты в ближайшей перспективе. Поэтому настоящее и будущее в процессе организации отопления частных домов, связано с пиролизными котлами.

Статья по теме:

Схема отопления 2-х этажного частного дома: виды разводки и расчет оборудования. Составляющие элементы системы, назначение, устройство, правила расчетов и монтажа. Виды и способы разводки.

Недостатки использования твердотопливных котлов

Главный из них, а его скорее можно назвать не недостатком, а неудобством, это необходимость время от времени загружать топливом. В зависимости от типа котла, такие действия могут иметь разную периодичность – от двух до шести раз в сутки. Также оборудование требует регулярного ухода, связанного с очисткой от отработанного топлива. Если этого не делать, твердотопливный котел для отопления частного дома станет менее эффективным или перестанет функционировать.

Твердотопливный котел необходимо периодически заполнять топливом — дровами, углем, торфом или специальными гранулами

Подача тепла происходит не сразу после его запуска. Также могут возникнуть трудности при его разжигании после длительного простоя. Регулировать подачу тепла можно, но это менее управляемо, чем, скажем, у газовых котлов. Так же само невозможно немедленно остановить работу котла. Он прекращает обогревать после того как перегорит все загруженное в него топливо. Дрова, уголь или торф необходимо где-то размещать на хранение. Оно должно быть сухим и находиться недалеко от котла. Твердое топливо – это источник пыли и мусора. Несмотря на это, все это решаемые задачи, которые не мешают сделать дом теплым и уютным.

Схема монтажа дымохода для твердотопливного котла

Выбор твердотопливного котла

Чтобы один раз и на много лет выбрать удобный и эффективный котел, требуется просчитать необходимую для отопления помещений мощность. В здании, где проведены правильные утеплительные мероприятия, а высота потолков не превышает трех метров, показатель теплоотдачи котла определяется из расчета 1 кВт на 10 м² площади.

На выбор твердотопливного котла влияет площадь обогреваемого помещения, наличие и тип утепления стен, индивидуальные климатические условия

Также необходимо учитывать другие факторы: необходимая средняя температура в помещении в самое холодное время года, количество окон, их расположение, длина внешних стен и т.д. Принятие к сведению всех особенностей поможет выбрать максимально оптимальный твердотопливный котел для отопления частного дома цена которого будет соответствовать запросам и возможностям системы.

Пример размещения твердотопливного котла в квартире

Установка твердотопливного котла

Отопительный котел рекомендуется устанавливать в отдельном помещении. Это изолирует оборудование от доступа к нему детей, а также повысит условия безопасности работы. Место непосредственной установки заливается стяжкой из бетона. Учитывая тяжелый вес котла, который будет давить на маленькую площадь поверхности, толщина подставки должна быть не менее 0,7 метра. Между днищем котла и основанием не должно быть просвета. Если он все же проявился, тогда необходимо залить это пространство термостойким герметиком.

Оптимальным вариантом размещения твердотопливного котла является отдельное помещение — котельная. Часто котельные располагают в подвальных (цокольных) этажах здания

Заключение

Твердотопливные котлы для отопления частного дома по-прежнему остаются популярным, доступным и надежным источником тепла в частных домах. Он может быть основным или вспомогательным отопительным прибором в системе. Модернизированное и усовершенствованное твердотопливное оборудование составляет сильную конкуренцию газовым котлам. В тех населенных пунктах, где нет газопроводов, реальной равноценной альтернативы им просто не существует.

Для использования в качестве топлива только пеллет — необходимо оборудовать просторное помещение с резервуаром для гранул

Твердотопливные котлы, видео

15 лучших твердотопливных котлов различного типа

Если вы затрудняетесь в выборе твердотопливного котла для вашего коттеджа или дачи, то прочтение данной статьи облегчит вашу задачу. Представленный материал содержит краткую информацию о принципе действия такого оборудования, перечисляет лучших на наш взгляд производителей и самые надежные модели.

Подборка товаров осуществлена на основе отзывов, мнений и оценок пользователей, размещенных на различных ресурсах в сети интернет. Вся информация взята из открытых источников. Мы не сотрудничаем с производителями и торговыми марками и не призываем к покупке тех или иных изделий. Статья носит информационный характер.

Какой твердотопливный котел лучше купить

На современном рынке представлено множество различных типов твердотопливных котлов. Каждый тип оборудования обладает своими техническими особенностями и эффективностью. Чтобы облегчить процесс выбора твердотопливного котла нужно иметь четкое представление о каждом типе этого оборудования.

Твердотопливные котлы естественного горения

Этот вид котлов отличается простотой конструкции и доступной стоимостью.

Для работы ему подходит любой вид твердого топлива:

Каменный уголь.

Торфяные брикеты.

Дрова.

Отходы предприятий деревообработки.

Паллеты.

Лучшие энергетические показатели достигаются при работе на каменном угле, обладающем высокой теплотворной способностью. Горение осуществляется за счет естественной подачи в топку наружного воздуха. Современные модели оснащаются терморегуляторами, изменяющими положение заслонки на входе в камеру сгорания. В процессе эксплуатации требуется регулярно добавлять топливо, удалять золу и периодически чистить дымоход от сажи.

Очевидные преимущества таких котлов:

• легкость монтажа;
• доступность топлива;
• отсутствие зависимости от внешних сетей (электрической и газовой).

Твердотопливный котел естественного горения в разрезе.

Твердотопливные котлы длительного горения

Такие аппараты представляют собой следующий шаг в развитии котельного оборудования. У них усовершенствованная форма топки, принудительная подача воздуха, интеллектуальная система регулирования. Заложенные в блок управления программы дают возможность до 24 часов увеличить длительность горения единичной закладки дров, что очень удобно для жильцов. Взаимосвязь работы воздуходувки и циркуляционного насоса с поправкой на температурные показатели позволяет добиться оптимального режима обогрева здания.

Особенностью данных котлов является то, что дрова в них не горят одновременно во всем объеме топки. Область интенсивного окисления постепенно смещается из одного конца камеры сгорания в другой.

Достоинства такого оборудования:

• регулируемый процесс горения с увеличенной продолжительностью обогрева;
• экономичный расход топлива;
• упрощенное обслуживание;
• минимальное образование сажи.

Твердотопливный котел длительного горения в разрезе.

Пиролизные котлы

Нормальная работа котлов этого класса происходит в режиме высокотемпературной генерации горючих газов. В технике данный процесс называется пиролизом. В качестве топлива обычно используется древесина, представляющая собой с точки зрения химика сложную смесь высокомолекулярных соединений. Под действием высоких температур при недостатке кислорода они расщепляются до простейших газов, которые сгорают с выделением основного количества тепла.

Топка такого котла обычно разделяется на два отсека. В основной камере дрова тлеют, интенсивно выделяя горючие газы. Поступая в зону дожига, они смешиваются с вторичным воздухом и полностью догорают. Температура этой стадии достигает 1200 о С, что гарантирует отсутствие вредных выбросов в отходящей смеси.

Образовавшееся в обеих камерах тепло генерируется водяным теплообменником, связанным с теплофикационным контуром здания. Благодаря полноте сгорания топлива и регулируемой подаче воздуха, такие котлы демонстрируют максимально возможную энергетическую эффективность. К недостаткам следует отнести повышенную требовательность к качеству загружаемых дров, относительная влажность которых в большинстве случаев не должна превышать 16%.

Достоинства подобного оборудования:

• высокая экономичность;
• удлинение периода обогрева на одной закладке топлива;
• высокий уровень автоматизации;
• минимум несгоревших отходов.

Пиролизный котел в разрезе.

Пеллетные котлы

Пеллетные котлы работают на специально подготовленном твердом топливе. Пеллеты представляют собой гранулы, изготовленные из отходов производства: древесных опилок, остатков сельскохозяйственных растений, торфа. Они отличаются удобной формой, низкой влажностью и высокой теплотворной способностью.

Котлы этой категории почти не требуют в процессе поддержания огня участия человека. Бывает достаточно один раз в течение недели засыпать гранулы в бункер. Все остальное сделает автоматика.

При условии доступности пеллет преимущества такого оборудования неоспоримы:

• экономичность эксплуатации;
• простота управления и минимальное техническое обслуживание;
• высокий уровень автоматизации;
• экологическая безопасность.

Пеллетный котел в разрезе.

Теплообменник — сталь или чугун

От материала и конструкции теплообменного аппарата во многом зависит надежность и эффективность работы отопительной системы. Исторически сложилось, что с твердотопливными котлами поставляются теплообменники двух основных типов.

Чугунные теплообменники

Чугунные теплообменники имеют секционное строение. Основные их преимущества:

• удобство транспортировки и ремонта;
• устойчивость к химической коррозии;
• способность к работе при высоких температурах;
• высокая теплопроводность;
• приемлемая стоимость.

Но не стоит забывать и о недостатках. В их числе:

• высокая вероятность разрушения при резком перепаде температуры, что нередко случается при подаче холодной воды в раскаленный аппарат;
• разогреваются такие котлы несколько дольше, зато и тепло сохраняют в течение более продолжительного времени.

Стальные теплообменники

Стальные теплообменники почти всегда изготавливаются в качестве единого блока с котлом. Сталь является более пластичным материалом и не боится перепадов температур, но при интенсивной и неаккуратной эксплуатации в районе сварных швов могут образовываться зоны термической усталости с последующим появлением трещин. В отличие от чугунного теплообменника, конструкция которого позволяет замену отбракованной секции, качественный ремонт стального блока возможен лишь в заводских условиях с применением сварки и термообработки.

Стальной теплообменник твердотопливного котла.

Что надо знать о мощности

Мощность котла – основная его характеристика. Она показывает, какое количество тепловой энергии он способен выработать в единицу времени. Данный показатель напрямую зависит от вида используемого топлива, размеров и конструктивных особенностей оборудования. Он закладывается еще на стадии проектирования и подтверждается многочисленными испытаниями готового образца. Бытовые твердотопливные котлы могут достигать мощности в несколько десятков кВт.

Надо помнить, что большинство твердотопливных котлов приспособлены к работе на разном виде топлива. Производитель обычно указывает максимальные характеристики, достигаемые при идеальных условиях. При переходе с использования угля на сырую древесину потеря мощности может достигать 25-30%.

Советы по выбору котла

Будущий владелец твердотопливного котла еще до покупки должен твердо знать следующее:

1. Какой вид топлива наиболее просто и экономически выгодно будет приобретать в местности проживания. Это может быть каменный уголь, торф, дрова, органические брикеты или пеллеты.

2. Определиться с необходимой мощностью оборудования, работающего на отопление здания. В общем случае для обогрева каждых 10 квадратных метров площади хорошо утепленного дома требуется 1 кВт энергии котла. Расчет следует выполнить с небольшим запасом, поскольку эффективность теплообмена с годами эксплуатации постепенно снижается.

3. Если вам требуется не только обогревать здание, но и вырабатывать горячую воду для хозяйственных нужд, приобретаемый котел должен быть двухконтурным.

4. Требования к качеству котла, используемого в коттедже с непрерывным проживанием, должны быть выше, чем для дачного домика, посещаемого периодически.

Мы постепенно подошли к выбору конкретного оборудования. Помочь вам в этом должен предлагаемый рейтинг твердотопливных котлов для отопления частного дома. При его составлении учитывались технические характеристики, репутация изготовителей, отзывы специалистов и пользователей.

Лучшие твердотопливные котлы прямого горения

Viadrus Hercules U22

Модельный ряд

Модельный ряд этой серии котлов Vidarus представлен семью твердотопливными котлами мощностью от 20 до 49 кВт. Самый производительный из них способен обогреть здание площадью до 370 кв.м. Все оборудование рассчитано на максимальное давление в контуре отопления 4 атм. Рабочий интервал температур в системе циркуляции теплоносителя от 60 до 90 о С. Производитель заявляет КПД каждого изделия на уровне 78%.

Конструктивные особенности

Все модели представленной линейки предназначены для напольной установки. У них открытая камера сгорания с подачей воздуха за счет естественной тяги. Большие дверки квадратной конфигурации легко открываются настежь, что удобно при выполнении загрузки топлива, удалении золы и ревизии состояния внутренних элементов.

Встроенный теплообменник из качественного чугуна приспособлен к работе в одноконтурной системе отопления. Котлы не имеют устройств, питающихся от внешней электрической сети, и эксплуатируются в полностью автономном режиме. Все настройки механические.

Используемое топливо. Конструкция просторной топки рассчитана на использование дров в качестве основного топлива, но можно применять уголь, торф и брикеты.

Zota Topol-M

Модельный ряд

Линейка из шести твердотопливных котлов Zota Тополь-M начинается с компактной модели мощностью 14 кВт, рассчитанной на обогрев дома для средней семьи, и заканчивается 80-киловатным агрегатом, способным отопить большой коттедж или производственный цех. Котлы предназначены для эксплуатации в система с давлением до 3 бар. КПД использования тепловой энергии 75%.

Конструктивные особенности

Отличительной их особенностью является чуть приподнятая конструкция, что делает более удобным открывание дверцы зольника и его опорожнение. Камера сгорания открытого типа с подключением дымохода со стороны задней стенки. Имеется встроенный датчик температуры. Все регулировки выполняются вручную.

Внутри смонтирован теплообменник для одноконтурной системы отопления, подключаемый к трубопроводам 1,5 или 2”. Котлы работают в автономном режиме. Изделия данной марки просты в монтаже и надежны в эксплуатации.

Используемое топливо. В качестве топлива используются дрова или уголь, для которого предусмотрена специальная колосниковая решетка.

Bosch Solid 2000 B-2 SFU

Модельный ряд

Твердотопливные котлы Bosch Solid 2000 B-2 SFU представлены рядом моделей мощностью от 13,5 до 32 кВт. Они способны обогреть здания полезной площадью до 240 кв.м. Параметры работы контура: давление до 2 бар, температура нагрева от 65 до 95 о С. КПД по паспорту 76%.

Конструктивные особенности

Агрегаты имеют встроенный односекционный теплообменник, выполненный из чугуна. Он включается в одноконтурную систему отопления через стандартные штуцера 1 ½”. Котлы оборудованы камерой сгорания открытого типа с дымоходом диаметром 145 мм. Для нормальной работы требуется подключение к электрической сети напряжением 220 вольт.

Предусмотрен регулятор температуры и защита от перегрева воды. Зольник имеет небольшой объем, поэтому требует регулярной чистки. Гарантия производителя 2 года. Конструкция отличается простотой, безопасностью и высокой надежностью.

Используемое топливо. Котел спроектирован для использования каменного угля. На этом виде топлива он демонстрирует высокую экономичность. При работе на дровах или брикетах эффективность заметно снижается.

Protherm Bober

Модельный ряд

Серия твердотопливных котлов Protherm Bober представлена пятью моделями мощность от 18 до 45 кВт. Данный диапазон полностью перекрывает любого частного дома. Агрегат рассчитан на работу в составе одноконтурной схемы обогрева с максимальным давлением 3 бар и температурой теплоносителя до 90 о С. Для корректной работы системы управления и приведения в действие циркуляционного насоса требуется подключение к бытовой электрической сети.

Конструктивные особенности

Котлы данного ряда оборудованы надежными чугунными теплообменниками. Оригинальная конструкция камеры сгорания увеличивает эффективность теплоотдачи. Отходящие газы выводятся по дымоходу диаметром 150 мм. Для подключения к теплофикационному контуру имеются патрубки на 2”. Такие котлы предназначены для длительной эксплуатации.

Используемое топливо. Заявленная мощность рассчитана на сжигание дров влажностью до 20%. Производитель предусмотрел возможность использования каменного угля. В этом случае эффективность работы повышается на несколько процентов.

Отопление дома твердотопливными печами и котлами: выбор, установка, модернизация

Отопительный период в самом разгаре, а споры о том, как, и чем лучше обогреть загородный дом, не утихают. Кто-то считает, что нет альтернативы магистральному газу. Другие предлагают способ дешёвого отопления электричеством, а мы сегодня рассмотрим самый народный способ — твердотопливные котлы (ТТ) и печи. В нашей подборке собран опыт пользователей портала по отоплению дровами, углём и пеллетами. Предлагаются способы сокращения расходов на отопление. Конструкции твердотопливных печей. Методики увеличения работы печей на одной закладке топлива и варианты экономичных и бюджетных отопительных систем на основе ТТ котлов.

Статьи:

Самодельный теплоаккумулятор для твердотопливного котла: преимущества, конструктив, схема врезки в систему отопления. Многие слышали, что тепловой аккумулятор (т.н. буферная ёмкость) сокращает расходы на отопление, уменьшает количество топок котла за сутки и повышает энергетическую независимость загородного дома в форс-мажорных обстоятельствах. Правда ли это? Ответим на эти вопросы, рассмотрев пример самодельного теплового аккумулятора из металлической бочки для системы отопления на базе твердотопливного котла.

Дрова и уголь против топливных брикетов: выявляем сильнейшего. Чем лучше всего топить твёрдотопливный котел или печь в загородном доме? Сравниваем удобство использования и экономическую выгоду от самых распространённых среди российских загородных и сельских жителей видов топлива.

Самодельные козлы для распиливания дров и дровокол: чертежи, конструктив, опыт использования. Не у всех есть силы и время махать топором или колуном. Или пилить бензопилой бревна, лежащие на земле. Если колка дров топором не в радость, а в тягость, то сделайте козлы для распиливания дров и дровокол, которые упростят работы по заготовке дров на зиму.

Видео

Выбираем котельное оборудование. В видеосюжете речь пойдет о выборе котельного оборудования. Вы узнаете: на что обратить внимание, какие элементы обязательны в котельной, каким должен быть дымоход для газового котла и, как с помощью дешевого устройства, обезопасить себя от потери двухсот тысяч рублей.

Переделка инженерных систем и монтаж модульной котельной. Как модернизировать котельную, если она уже не отвечает потребностям дома? Специалист по инженерным системам Владимир Сухоруков расскажет, как полностью переделывать отопительную систему, и зачем нужна вторая модульная котельная.

Отопление без газа: инженерные коммуникации своими руками. Как отопить дом без газа, да ещё и с перебоями в электричестве? Владимир Сухоруков, на примере своего дома, расскажет о том, как можно организовать систему отопления с самодельным котлом и автоматикой, которая позволит не остаться без тепла в любой ситуации.

Дом из соломы. Инженерные коммуникации. Отопление и вентиляция. Для отопления дома утеплённого соломой его хозяин не стал тратить деньги на проведение магистрального газа. Вместо этого он самостоятельно сделал систему отопления на базе угольного и электрического котла.

Коммуникации в каркасном доме. Своими руками. Хозяин этого небольшого каркасного дома построил его как «тренировочный», перед возведением полноразмерного коттеджа. В видео он делится опытом устройства инженерных коммуникаций и недорогим способом отопления жилища пеллетным камином.

Темы на форуме:

Критерии выбора твердотопливного (ТТ) котла. У начинающих застройщиков часто возникает вопрос, по каким критериям оценить котел, чтобы найти лучший вариант. В теме рассказывается, как это сделать и на какие характеристики ТТк нужно обратить внимание в первую очередь.

Взорвался твердотопливный котел. Твердотопливные котлы и печи с водяной рубашкой, при неумелом монтаже, могут превратиться в мину замедленного действия. Как этого избежать? Все ответы в этой теме.

Самый правильный кирпичный дымоход. Дымоход — важный элемент котельной и загородного дома. От его конструкции зависит надёжность работы теплогенераторов и безопасность жильцов. Поэтому, прежде, чем приступить к возведению дымохода, советуем изучить эту тему и узнать все нормативы по дымоходным системам, противопожарным расстояниям и требования к материалам.

Ракетный котел – 2. Тема вызвала повышенный интерес на портале. Ведь в ней собран практический опыт по проектированию и созданию недорогого, экономичного, энергонезависимого и всеядного твердотопливного котла, работающего по принципу ракетной печи.

Мне часто в личку приходят сообщения с просьбой помочь выбрать твердотопливный котёл. Я решил поделиться своими наблюдениями, рассуждениями и практическим опытом и предлагаю алгоритм, который упростит задачу подбора ТТ котла для новичков.

КПД котла невероятно высок! Какие еще есть особенности у твердотопливного отопления?

Почему отопление называется твердотопливным, понятно из его названия – в качестве энергоносителя в нем выступает твердое топливо, которое, в свою очередь, бывает возобновляемым (древесина), и ископаемым (торф, уголь, сланцы).

Виды твёрдого топлива

Популярными видами твердого топлива для обогрева дома или для использования в котельных считаются:

• угольное топливо – каменный, антрацит, бурый уголь;
• торфяное топливо – торфяные брикеты или пеллеты;
• горючие сланцы;
• древесное топливо и его производные.

Чтобы решить, какое сырье лучше выбрать для отопления конкретного объекта, принимают во внимание характеристики котла (расход различных видов топлива), цены на энергоноситель и его доставку в регионе.

Для обогрева сравнительно небольшого здания наиболее приемлемый экологичный вид топлива – древесина и ее производные: опилки, стружки, щепа, брикеты и пеллеты. Древесное топливо несколько уступает углю по теплотворной способности, но преимущества дров бесспорные:

• Доступность в большинстве регионов России, соответственно и цена невысокая.
• Экологичность – дрова не выделяют вредные вещества (серу) в атмосферу.

Уголь выигрывает у древесины за счет более продолжительного горения.

Типы твердотопливных котлов для отопления

Задача отопительного оборудования любого типа заключается в нагреве теплоносителя: воды, антифриза, масла или специальной жидкости до заданной температуры.

Поэтому все виды и модели котлов на твердом топливе имеют ряд общих характеристик.

У всех котлов такого типа есть и общий минус – необходимость постоянно, в течение всего отопительного сезона подбрасывать топливо. Устранить этот недостаток невозможно, но увеличить периодичность закладки дров, угля, торфа, вполне реально, включив в конструкцию котла дополнительные узлы. Чтобы воплотить это в жизнь, нужно четко разбираться в принципе работы и механизме твердотопливного котла.

Всего различают три типа котлов на твёрдом топливе — классические, пиролизные и пеллетные устройства.

Схема классического

Традиционная, стандартная модель котла на твердом топливе способна нормально работать на любом твердом топливе.

Принцип действия, как и у других типов котлов, основывается на сжигании «предложенного» сырья с целью нагрева до заданной температуры теплоносителя, выделяемым в процессе сгорания теплом. Классический котел работает по такой же схеме, что и обычная печь, но стенками и «крышей» топки служит водяная рубашка. Сама топливная камера котла объемная, снизу отделена от зольника колосниками. Воздух, необходимый для горения сырья поступает в топку через дверцу зольника с заслонкой и колосниковую решетку.

Фото 1. Устройство твердотопливного котла классического типа. Стрелками указаны части прибора.

Образующиеся в топке котла дымовые газы удаляются через дымоход, а вместе с ними также «вылетает в трубу» значительная часть тепла. Этот момент тоже стоит учитывать при выборе модели устройства. Многие производители применяют в конструкциях своих котлов дополнительные дымовые коридоры и изгибы для увеличения КПД.

Очевидное преимущество классического обогревательного устройства – отсутствие электроники, автоматики, разного рода систем управления, которые очень «любят» выходить из строя. Если в конструкции котла есть терморегулятор, он работает по механическому принципу.

Такие аргументы говорят о надежности классического твердотопливного котла. Что касается недостатков конструкции котла такого типа, то он всего один – оборудование требует постоянного внимания на протяжении всего отопительного сезона: подача топлива, выемка золы, чистка стенок и дымоходов.

Пеллетные отопительные устройства

Пеллеты – небольшие цилиндрические гранулы, для изготовления их используются отходы древесины, торфа и сельхозпродукции. Это биотопливо имеет тепловую способность, в полтора раза большую, чем у дров 20% влажности.

Специально для раскрытия возможностей пеллет, разработана автоматизированная установка с высоким КПД (92%). Пеллетный котёл может довольно долго обходиться без внимания человека.

Фото 2. Пеллетный твердотопливный котёл. Слева находится резервуар в виде воронки для загрузки пеллетов.

Непрерывное время горения котла зависит от двух условий:

• Емкости бункера с запасом пеллет, откуда они попадают в топку.
• Необходимости очистки деталей устройства от сажи и золы.

Основными элементами котла выступают камера сгорания (топка) и трубчатый теплообменник. Главным узлом служит горелка с принудительной подачей воздуха. Производимый топкой горячий воздух, проходя через жаровые трубы, передает тепло водяной рубашке, и через дымоход, уже остывший, выбрасывается наружу. В моделях котлов большой мощности для такой работы устанавливается вентилятор – дымосос.

Пеллетные теплогенераторы также имеют схему с ручной загрузкой топлива. В таком исполнении котел отличается от классических моделей только специальной факельной горелкой, обеспечивающей непрерывное пламя. К ней имеется приставной бункер небольшой емкости с запасом топлива на 1 – 7 дней постоянного горения.

Удельный вес пеллет от 600 до 700 кг/м 3 , а средний суточный расход топлива составляет 2 кг в час для устройства мощностью 10 кВт, т.е. в сутки – 48 кг.

Выгода использования пеллетного котла заключается в таких особенностях:

• Повышенная теплоотдача топлива и сама конструкция котла позволяют добиться КПД до 92%.
• Автоматизация обеспечивает комфорт обслуживания и безопасность эксплуатации.

• Высокий показатель длительности непрерывного горения.
• Минимальное количество вредных выбросов в атмосферу.

К минусам пеллетных котлов относятся:

• Энергозависимость.
• Высокая стоимость – среди «собратьев» самые дорогие.

Пиролизные

От традиционных котлов пиролизные отличаются двойным циклом горения. Одна из камер служит для сжигания топлива, другая – для выделяющегося газа.

Сырье в первой камере котла горит при малом уровне кислорода и высокой температуре (до 800 °С) и запускает процесс образования пиролизного газа, количество которого зависит от влажности топлива.

Лучший источник энергии для такого устройства – дерево твердых пород. Допустимо добавлять пеллеты, а также отходы древесины (не более четверти объема дров).

Схема работы газогенератора:

• На колосниковую решетку укладывается топливо.
• Обеспечивается подача первичного воздуха.
• Подожженное топливо доводится до нужной температуры.
• Регулированием задвижки ограничивается поступление воздуха, тем самым запускается процесс пиролиза.
• Полученный газ нагнетается во вторичную камеру одновременно с подачей воздуха.
• Газ, контактируя с кислородом, горит с большим выделением тепла, тем самым нагревая жидкость в теплообменнике.
• Продукт сгорания – дым, выходит в трубу.

Фото 3. Сравнение строения твердотопливного котла классического типа (слева) и пиролизного (справа).

Скорость реакции газа с кислородом регулируется автоматической задвижкой, что позволяет поддерживать нужную температуру теплоносителя.

К преимуществам газогенераторных котлов относят:

• полное, почти 100% сгорание топлива (КПД 85 – 95%);
• легкое регулирование температуры теплоносителя.

Недостатками котлов считают:

• высокую цену оборудования;
• требовательность к качеству топлива (влажность не более 20%).

Внимание! Температура в «обратке» должна быть не менее 50°. При несоблюдении такого режима образуется конденсат, приводящий к коррозии стальных элементов.

Материалы для изготовления котла

Когда решен вопрос с видом топлива, приступают к выбору материала главного элемента отопительной системы – котла.

• Чугун

К его достоинствам относится долговечность, котел из чугуна служит 35 и более лет. Но на этом положительные качества заканчиваются.

К отрицательным характеристикам чугунного котла относится высокий риск получения термоудара.

Хрупкий по своим физическим свойствам чугун – сплав железа с углеродом, плохо реагирует на резкие перепады температур. Из-за этого качества материала, котлу необходима обвязка, т.е. подсоединение еще одного или нескольких контуров отопления, оснащение отопительной системы автоматикой.

Цена – важный момент, заслуживающий внимания, ведь стоимость чугунного котла высокая, и в случае необходимости починки придется выложить солидную сумму. Это объясняется невозможностью ремонта — чугунные элементы в котлах нельзя заварить или заделать эффективно. Деталь с дефектом придется заменить полностью.

Чугун боится резкого механического воздействия (удара).

Специалисты и пользователи не пришли к единому мнению по поводу долгого остывания чугунных элементов котла. В плане эксплуатации – это хорошо, но в случае срочного ремонта или необходимости быстрого перехода на другой режим отопления – плохо.

• Сталь

Это тот же сплав железа с углеродом. Но в отличие от чугуна, в его составе имеются другие химические элементы – металлы и неметаллы. Учитывая этот факт, сталью считается сплав, содержащий не менее 45% железа.

Важно! Чугунный котел, с автоматикой, стоит в 2 – 2,5 раза дороже стального, и используется преимущественно для отопления школ, больниц, небольших промышленных объектов.

Стальные котлы подвержены коррозии, служат на 10 – 15 лет меньше чугунных, но имеют своего рода преимущества:

• Оборудование дешевле предыдущего варианта.
• Маломощный стальной котел может иметь топочную камеру довольно большого объема. У чугунных устройств глубина топки зависит от их мощности, например, 15 кВт соответствует 30 сантиметрам. Тогда как у стальных котлов – при аналогичной мощности глубина может составлять до 60 см.
• Стальные котлы поддаются ремонту, их несложно привести в рабочее состояние с помощью сварки.
• Практически все устройства оснащаются автоматикой, чего нельзя сказать о чугунных изделиях.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс установки твердотопливного котла в доме.

Как выбрать мощность устройства

Чтобы окончательно сделать выбор обогревательного котла, нужно знать теплоотдачу топлива и порядок подсчета требуемой мощности.

Теплоотдача:

• уголь каменный – 6500 ккал/кг;
• брикеты из отходов древесины – 4500 ккал/кг;
• дрова 20% влажности – 3600 ккал/кг;
• дрова 50% влажности – 1900 ккал/кг.

Наиболее высокая теплоотдача у угля, но использование древесины целесообразно при низкой цене в регионе проживания.

Торговые предприятия предлагают отопительную технику в широком ассортименте, но не все производители спешат указать в характеристиках приборов первичное топливо.

Если котел спроектирован под уголь, дрова в нем также отлично горят, но вот КПД никак не будет соответствовать заявленному. Это скажется на продолжительности горения и количестве потребляемой древесины.

Принять правильное решение пользователю поможет простой арифметический подсчет.

В среднем для обогрева 10 м 2 помещения высотой до 3 метров требуется 1 кВт мощности котла. То есть чтобы отопить пространство площадью 100 м 2 достаточно 10 кВт.

Аналогичный результат получится, если расчет делать на основе объема помещения. В этом случае, при эффективной теплоизоляции здания необходимо 40 Вт на 1 кв. м. К примеру: высота стен 2,5 м, площадь 100 м 2 , 100х2,5х40=10000 Вт (10 кВт).

Такой расчет уместен, когда котел используется только для обогрева. Для двухконтурного, служащего бойлером косвенного нагрева, принимают во внимание мощность теплообменника.

Твердотопливный котел для дома: плюсы, минусы, особенности использования

Твердотопливные котлы – устройства для отопления, выполненные, как правило, из стали или чугуна и выделяющие тепловую энергию в процессе сгорания твердого топлива. У таких моделей есть свои индивидуальные особенности, которые отличают их от прочих разновидностей отопительных систем. Для твердотопливных котлов существуют нюансы выбора топлива, а также обязательные к прочтению правила использования. Обо всем этом мне бы хотелось поговорить в данной статье.

Плюсы и минусы твердотопливного котла в доме

Твердотопливное устройство, как и любой другой котел, имеет ряд достоинств и недостатков. Для того, чтобы вы могли лучше разобраться в вопросе покупки данной системы отопления, приведу наиболее значимые особенности котла.

Преимущества твердотопливного котла:

• Сравнительно небольшая стоимость топлива, а также системы в целом;
• Независимость системы от электричества;
• Высокая энергетическая эффективность. В этом показателе отопительные котлы на твердом топливе приближаются к эффективности «обычных» котлов, функционирующих благодаря газу или дизелю.

Недостатки твердотопливного котла:

• Подойдет только определенная разновидность топлива. Для разжигания подойдет только то топливо, которое предусматривалось производителем;
• Необходимость специальной отделки места установки. Стены, пол и участок выхода дымохода следует закрыть материалами с высокой жаростойкостью;
• Необходимость постоянного обслуживания. Для того, чтобы обогрев не прекращался, вам будет нужно периодически подкладывать в печь имеющееся топливо, из-за чего отпадает возможность оставить работающий котел без присмотра надолго.

Виды топлива для твердотопливных котлов

Теперь немного поговорим о разновидностях топлива для твердотопливного котла. Наиболее часто используются:

• Дрова – 2500-2900 ккал;
• Опилки и стружки – 1900-3800 ккал;
• Торф – 2900-4200 ккал;
• Антрацит 4700-4900 ккал;
• Каменный уголь – 4100-4800 ккал.

Как вы можете заметить, калорийность топлива разнится, а от этого зависит степень эффективности работы котла. Сжигание менее калорийного топлива может привести к потере мощности до 30%.

Как уже указывалось ранее, производителем указывается оптимальное топливо, которое будет наиболее качественно использоваться при работе системы. Данные рекомендации лучше соблюдать, ведь таким образом вы сможете добиться максимальной отдачи. При несоблюдении этих условий, например, если вы будете топить котлы на угле дровами, потеря КПД может составить до 15%.

Топливо может поставляться в виде паллетов или брикетов. В случае с брикетами для котла лучше использовать те, которые изготавливаются с помощью давления пресса. Если брикет распадается на опилки, то его лучше использовать только как дополнительное топливо. Паллеты для котла также изготавливаются с использованием пресса. Они должны обладать светлым цветом. Это свидетельствует о том, что в них не добавлена кора и песок, который остается в этой самой коре при лесозаготовках.

Стоит также помнить о том, что расход дров будет ниже, если они будут как можно более сухими. Если вы будете следить за этим фактором, то сможете добиться наибольшей мощности котла. Если же топливо будет влажным, то КПД может значительно снизиться. Выбирая место для хранения топлива, учтите этот фактор, помещение должно быть сухим и хорошо проветриваемым.

При выборе твердотопливного котла ориентируйтесь на рекомендации производителя по топливу и местность, на которой находится ваш дом. Если вокруг постройки присутствуют леса, то оптимальным вариантом будут дрова. Для домов в степной полосе подойдут торфяные брикеты для котла. Если же дом находится в универсальной зоне, то подберите наиболее калорийное и доступное по стоимости.