Современные котлы отопления твердом топливе. Система отопления на твёрдом топливе

Без сомнения, твердотопливное отопление является самым древним способом, придуманным человеком для обогрева своего дома. Каменный уголь, торф и дрова – такие энергоносители доступны человеку были с тех пор, как он стал обогревать свое жилище. Сегодня твердотопливные котлы для отопления пользуются очень большой популярностью, поскольку развитие технологий и более глубокое понимание процесса горения способствует второму рождению таких видов топлива.

Современные твердотопливные котлы для отопления частного дома способны довести КПД сгорания твердых видов топлива до 92-94 процентов. Такой высокий показатель, который был недостижим в прошлые времена, обеспечивает возможность наладить систему отопления дома без электричества и газа, используя лишь твердые энергоносители, тем более данная схема способна выступать и в качестве главного контура обогрева.

Данная статья предназначена для представления основных видов твердотопливных котлов, описан процесс выбора такого оборудования, а также указаны некоторые марки котлов.

Как только выбрано топливо, используемое для отопления дома или дачи, возникает необходимость определиться с котлом. Все котлы, функционирующие на твердом топливе, классифицируются на следующие группы: длительного горения, пиролизные, автоматические, классические. Ниже будет подробнее описан каждый вид оборудования в отдельности.

Котлы длительного горения

Такое оборудование, как котлы отопления твердотопливные для дома имеют специальные компоненты, которыми и поддерживается длительное горение. Данное горение обычно обеспечивается двумя системами: прибалтийской системой Стропува, а также канадской системой Булерьян.

К примеру, система Стропува — это бочка до трех метров высотой, которая наполняется дровами и закрывается подвижной крышкой, имеющей дымоход. Вначале поджигаются дрова, что обеспечивает их экономное горение, при этом обеспечивая нагрев теплоносителя по рубашке бочки, а подача кислорода регулируется автоматическим режимом.

Системой Булерьян является 2-камерная печь для горения дров, разделенная горизонтально. Снизу происходит тление топлива, газы перемещаются в верхнюю камеру, где происходит перемешивание с вторичным кислородом посредством жиклера, а затем топливо дожигается. Такой котел отопления на твердом топливе длительного горения является отличным решением для обогрева загородного дома или дачи.

Котлы пиролизные

Главный принцип функционирования таких котлов основан на процессе разложения топлива для горения газа. Следует заметить, что твердотопливным котлом данного вида объясняется процессом воздействия на топливо большой температуры при ограниченном объеме воздуха. Структура котла представляет собой 2 камеры, разделенные колосниками: нижняя необходима для загрузки, а также камера сгорания.

В таких котлах процесс горения следующий: топливо необходимо заложить и поджечь, после чего дверца камеры для топки закрывается. В верхней камере происходит активирование вентилятора наддува, который служит для перемешивания чистого кислорода с газами тления с нижней камеры. Происходит воспламенение смеси и посредством форсунки из керамики на топливо направляется огонь.

Без доступа кислорода котел отопления твердотопливный начинает обжигать топливо – что создает пиролиз, иными словами, осуществляется разложение, а также газификация горючего. Пока топливо совсем не прогорит, такой процесс будет продолжаться. Таким образом, и осуществляется отопление при помощи твердого топлива.

Плюсы пиролизного котла следующие:

Несмотря на преимущества, имеются и недостатки:

Котлы автоматические

Автоматический котел для отопления частного дома твердотопливный является наиболее оптимальным выбором, поскольку в нем такие процессы, как уборка золы, а также загрузка топлива автоматизированы. Котлы данного типа имеют бункер для подачи топлива работающий в автоматическом режиме – шнековый или транспортерный. Для обеспечения стабильности горения, топливо следует выбирать однородное, как по размеру, так и составу.

Плюсы данного котла следующие:

Минусы такого оборудования:

Котлы классические

Можно сказать, что система отопления частного дома с твердотопливным котлом классического типа представляет собой следующий принцип функционирования: для получения тепла осуществляется процесс сгорания твердого топлива, как при обычном костре. Процесс горения оптимизируется особой колосниковой решеткой, обеспечивающей поступление кислорода снизу для горения. Объем этого кислорода регулируется при помощи настроек шабера, а также подачи воздушных потоков в топку горения в ручном режиме.

Загрузка твердого топлива осуществляется посредством верхней дверцы, а через нижнюю происходит удаление золы, а также регулировка горения. Теплообменник в агрегате может быть произведен из стали, а также чугуна.

Плюсы котла:

возможность работы, как минимум на 2-х типах топлива;
возможность монтирования газовой, а также жидкотопливной горелки вне зависимости от электроэнергии.

Минусы:

наличие места по хранению топлива;

наличие отдельного помещения под котельную.

Классификация котлов на твердом топливе

В зависимости от материала изготовления отопительный котел на твердом топливе может быть:

чугунным;
стальным.

Несмотря на свою долговечность, приборы из чугуна отличаются хрупкостью. Эта их особенность связана с возможностью перегрева данных агрегатов. Дело в том, что чугунные котлы долго нагреваются и в течение длительного времени остывают. Для потребителей медленный нагрев выгоден, поскольку система отопления дольше обогревает помещение. Но для котла подобные нагрузки могут обернуться перегревом.

Работа всех моделей приборов, функционирующих на твердом топливе, зависит от наличия воды в отопительной конструкции. Если количество теплоносителя в системе достигает критического уровня, возможен перегрев и деформация отдельных элементов. Стальные агрегаты более устойчивы к скачкам температуры, а чугунные изделия – к коррозийным процессам.

Полезной для потребителей будет следующая информация: необходимый объем топлива для загрузки высчитывают, исходя из определенных норм. На один киловатт для стальных котлов требуется 1,6 – 2, 6 литра, а для чугунных приборов 1,1 -1,4 литра.

Таким образом, чугунные и стальные теплогенераторы отличаются не только весом, материалом изготовления, но и другими характеристиками, среди которых конструкционные отличия. Так охлаждающий змеевик в стальных твердотопливных котлах располагается внутри их. Когда теплоноситель нагревается до критической температуры, можно приоткрыть термостатический кран, после чего начнет поступать холодная вода и тем самым, получится понизить температуру.

В чугунных котлах, таких как на фото, аналогичные элементы располагаются на подаче. Понизить температуру в них можно только частично спустив горячую воду и добавив холодный теплоноситель. При производстве чугунного изделия его секции собирают в единый прибор при помощи стальных шпилек. Что касается стального агрегата, то его части соединяют сваркой. Именно от ее качества зависит прочность швов.

Загрузка дров, угля, пеллет в отопительные котлы на твердом топливе производится вручную путем открытия/закрытия дверцы загрузочного люка. Поскольку она внутренней своей частью контактирует с огнем и сильно нагревается, при соприкосновении с нею человек может получить серьезный ожог. Чтобы этого не произошло, у чугунных агрегатов имеется дверца со специальной защитной прослойкой. У стальных приборов дверца по контуру обустроена водоохлаждающим контуром.

Чтобы очистить от золы и пепла чугунный котел потребуется кочерга. Стальные теплогенераторы оснащены поворотными колосниками, управляемые механическим путем – в итоге, чтобы почистить печь не требуется открывать дверцу в топку.

Конструкционное решение твердотопливных котлов различается. Эти приборы бывают:

одноконтурными;
двухконтурными.

Наличие одного контура означает, что теплогенератор предназначается для обустройства отопительной системы. Если котел твердотопливный двухконтурный , в доме будет и теплоснабжение, и горячее водоснабжение. Благодаря двум контурам, в помещениях станет не только тепло, но и появится подогретая вода для хозяйственных целей. В результате домовладельцы могут значительно сэкономить на расходе топлива, поскольку нет необходимости приобретать водонагреватель и оплачивать электроэнергию. Правда, при желании одноконтурный котел подключают к бойлеру, но тогда потребуется дополнительное оборудование, да и работы по монтажу стоят денег.

Принцип, согласно которому работает отопительный котел на твердом топливе, бывает
классическим (традиционным) и газогенераторным (пиролизным). Последние приборы состоят из двух камер, расположенных одна над другой, которые разделяются форсунками.

Твердое топливо помещают в верхнюю часть, но сгорает оно не сразу. Благодаря процессу пиролиза, дрова первоначально подсушиваются и одновременно воздух немного нагревается. В результате обеспечивается эффективный теплообмен. Пиролизные котлы оборудованы вентиляционным устройством, что способствует не только быстрой растопке, но и минимизирует вредные выбросы в атмосферу.

Когда в агрегате имеется вентиляционная система, то ему требуется подключение к электросети. В современных приборах имеются специальные бункеры для загрузки источников тепловой энергии. Если подача твердого топлива в котел автоматизирована, тогда используют мелкофракционный уголь, древесную стружку, эко-горошек и аналогичные виды источников энергии.

Если такой бункер наполнить полностью, следующая загрузка потребуется только через несколько дней. На данные устройства гарантийный срок составляет около 10 лет. Но при соблюдении условий эксплуатации котел может прослужить гораздо больший срок.

Безопасность функционирования отопительной системы

Главным моментом, когда установлен отопительный котел на твердом топливе, является недопущение перегрева конструкции теплоснабжения. Поскольку теплогенератор остывает очень медленно, нужно избегать ситуации, когда температура достигает максимального предела. Особенно это касается металлопластиковых и пластиковых элементов. Когда температура превышает 100-градусную отметку, они могут оплавиться, а отопительное оборудование прийти в негодность.

Также нужно быть предельно осторожным при сливе горячей воды (для недопущения перегрева) в канализацию, если она оснащена пластиковыми трубами, которые могут деформироваться.

Необходимость обустройства дымохода

Эффективная работа твердотопливного котла невозможна без правильного выбора места монтажа дымохода, который должен без проблем выдерживать высокие температуры и не быть подверженным коррозии. В высоту он не может быть менее 4-х метров, а в диаметре – 18 сантиметров.

Монтаж котла и дымоотводящей системы нужно выполнять только силами профессионалов. Но заказчику услуг по установке не помещает изучить соответствующую информацию, чтобы оценить качество выполнения работ. После завершения монтажа зольник котла необходимо регулярно очищать от скопившейся в нем золы и шлака, которые снижают эффективность функционирования оборудования.

Видео об отопительном котле на твердом топливе:

Если хозяйственные вопросы касаются отопления собственного жилья, лучше ни от кого не зависеть. Для организации автономной системы нередко выбирают котлы отопления на твердом топливе. Они предоставляют возможность быстро достичь комфортной температуры в помещение, при этом обеспечив существенное сокращение затратной части.

Все о выборе твердотопливного котла вы узнаете из предложенной нами статьи. Мы привели и описали основные критерии, позволяющие безошибочно определить наиболее подходящий вариант. С учетом наших советов поиск нужной модели существенно облегчиться.

Твердотопливный котел – хороший стимул экономии финансов на отоплении. Бывает, что даже при установленных счетчиках горячей воды коммунальные службы присылают счета с завышенными цифрами.

Индивидуальное отопление лишает зависимости от централизованной системы отопления и дает возможность контролировать объемы потребляемого топлива.Это особенно важно, когда речь идет не о бытовом использовании, а об отоплении помещений предприятия. Расходы прямо влияют на себестоимость продукции.

Определяющие стоимость факторы

Автономная система отопления на твердом типе топлива – достаточно практичный способ обогрева мелких производств. Подобные котлы используются при недостатке электричества или отсутствии подключения к газовой магистрали.

Установка таких агрегатов особенно актуальна на деревообрабатывающих производствах или в мелких цехах (твердое топливо – это все виды угля, дерево, опилки и т.д.)

Классический твердотопливный котел с дополнительной защитой. Идеальное решение для частных домостроений

Стоимость самого котла зависит от его конструкции. Самый простой вариант – усовершенствованная печь с ручной загрузкой топлива. В некоторых моделях организована автоматизированная подача, но и стоимость их в разы выше.

На увеличение стоимости, так же могут иметь влияние материалы, использованные при изготовлении изделия, его теплообменника (чаще всего используют чугун). Последний фактор, который влияет на цену – это мощность. Твердотопливный котел для маленького домика обойдется дешевле, чем тот, который сможет обогреть особняк в 200 кв. м.

В качестве основных материалов для производства теплообменника котла используется чугун и закаленная сталь. Чугунный котел служит порядка тридцати лет и требует регулярной чистки. В него можно загружать любое твердое топливо, да и КПД у этих моделей достаточно высокий. Какую модификацию агрегата выбрать – зависит от параметров обогреваемого помещения.

Чугунный котел. Применим для обогрева больших площадей. В силу своей прочности, хорошо справляется с любым видом топлива

Стальные котлы стоят дешевле чугунных, однако они практически ничем не отличаются от них – обладают высокой производительностью при более низкой стоимости. Теплообменник из стального сплава быстрее разогревается, но и остывает быстрей. При выборе любой модели, нужно позаботится об огнеупорной защищенности помещения, где будет установлено оборудование.

Весь ассортимент представлен в виде одноконтурных и двухконтурных моделей. Одноконтурные используют только для обогрева, а двухконтурные еще применяются для нагрева воды (предусматривается дополнительный теплообменник). Они практичны для установки в небольших домах, где выгодно иметь один узел обогрева, вместо нескольких.

Стальной котел. Отличное решение для частных домостроений. Обеспечивает хорошую экономию на отоплении и горячей воде

При большой площади возможна установка спаренной системы отопления. Такие работы могут проводить только специалисты-монтажники – не имея опыта проведения подобных работ, можно столкнуться с дополнительными затратами на оборудование и разводку по всему дому.

Детально аргументы выбора котла для загородного дома изложены в , с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Немного о брендах отопительных котлов

У пользователей отопительного оборудования большой интерес вызывает оборудования фирмы Viessmann и Конорд. Так, итальянский бренд твердотопливных котлов Viessmann выделяется на рынке простотой установки и качеством сборки готовой продукции.

Устанавливая большие чугунные перекладины, инженеры дают пользователям возможность загружать дрова длиной до 70ти см. Начальная цена такого агрегата составляет 75 тысяч рублей

Российская продукция является самой популярной на отечественном рынке. Компания «Конорд» – отличный ее представитель. Благодаря большому модельному ряду, можно подобрать как экономичный вариант, так и «промышленный», для больших площадей. На отечественные типы отопительного оборудования цены стартуют от 50ти тыс.руб.

Причем свои агрегаты для ничем ни хуже зарубежных. Используя современное оборудование, российские инженеры создают вполне конкурентоспособные варианты, иногда, превосходящие европейские аналоги в мощности и производительности.

Такое правило работает не для всех фирм-производителей оборудования. Чаще всего выгоднее купить агрегат европейской компании, который относится к средней ценовой категории. В таких моделях наиболее оптимально сочетается качество и стоимость.

О тонкостях выбора оборудования

Основными моментами при выборе перед покупкой классического твердотопливного котла или длительного горения, можно выделить габариты и функциональность. Для каждого типа помещения, подбирать котел придется индивидуально. Иногда еще предстоит и перестраивать его, учитывая особенности отапливаемого жилья.

Чтобы монтаж был произведен в соответствии с технической инструкцией, следует выполнять все согласно рекомендаций производителя или же обратиться за помощью к специалистам. Достаточно соблюсти все указанные предписания для безопасного функционирования котла.

Важно не забывать о мерах пожарной безопасности. Об этом следует помнить еще на этапе установки оборудования, а в дальнейшем – при его эксплуатации

При выборе модели не стоит забывать, что отопительные модули на твердом топливе делятся на универсальные и специализированные. Первые работают на нескольких, либо на одном виде твердого топлива или горючих отходах. Специализированные, чаще всего, устанавливают в местах, где есть только один вид топлива, либо наличие одного превосходит остальные.

Все твердотопливные агрегаты подразделяют на 3 основные группы:

традиционные;
пиролизные;
универсальные.

Представители первой группы тепло производят посредством сжигания топлива (угля, дров т.д.). это самый распространенный вариант на рынке, пользующийся большой популярностью. В пиролизных модулях осуществляется сжигание твердого топлива и дополнительное сгорание газа, образующегося при этом. Для этого предусмотрена вторая камера.

Монтаж такого оборудования сложнее – требует обустройства качественной вентиляционной системы. Ведь для продуктивной работы агрегата необходимо бесперебойное поступление вторичного воздуха.

Что касается стоимости, то она у пиролизных котлов выше, чем у традиционных. Но продуктивность первых также выше – поэтому в перспективе первоначальная стоимость окупается за счет меньших расходов на топливные материалы.

А вот универсальные модели работают на нескольких видах топлива и способны потреблять минимум энергии для обеспечения работоспособности автоматики оборудования.

Это достаточно популярные представители торговой линейки. Они зачастую устанавливаются в общественных местах для обогрева помещений. Делятся в свою очередь на стационарные и мобильные варианты.

Пиролизный котел. Его установка несколько сложнее традиционной модели – желательно, чтобы она проводилась специалистом

В из недостатков можно отметить энергозависимость и острую потребность в регулярном поступлении воздуха. Внутри такого котла происходит сжигание не только топливных элементов, но и газа, выделяемого вследствие этого процесса.

Для его работы требуется устанавливаемый нагнетающий вентилятор. Такому виду котлов, в меньшей степени, требуется доступ к дымоходной системе. Их КПД выше, несмотря на энергопотребление. Выбирая пиролизную модель твердотопливного котла, следует сразу же позаботиться об установке, пригласив для этого специалиста.

Покупать этот товар следует только у проверенных поставщиков – сертифицированные магазины сами обеспечивают выполнение всех норм и правил, а покупатель может сэкономить время, силы и финансовые средства.

При нежелании сотрудников магазина предоставлять дополнительные услуги монтажа, транспортировки и т.д. следует обращаться к администрации

Особое внимание следует уделить – это, как правило, пеллетные котлы. Здесь в качестве топлива используются спрессованные отходы деревообрабатывающего производства, которые горят долго.

Эти установки имеют специальный бункер, за счет которого можно организовать бесперебойную подачу топлива. Они могут сохранять тепло до 3-х дней, не требуют особого внимания, оборудуются дополнительной защитой, за счет чего за ними не нужно присматривать.

Современное и экологически чистое оборудование

Твердотопливные котлы с функцией длительного горения по праву считают хранителями природы. Системы фильтрации гари, установленные в современных моделях, помогают очищать дым от продуктов горения, выбрасывая только очищенный пар. Цикл обслуживания твердотопливного котла составляет около двух месяцев (чистка, продувка).

Для процедур по чистке оборудования лучше вызывать специализированного работника, чтобы самостоятельно ничего не повредить и не нарушить

Также уместна установка таких агрегатов на производствах с большим количеством твердых горючих отходов. Процесс утилизации (сжигания) занимает малое количество времени, в то время как появляется возможность экономии дополнительных средств на вывозе мусора.

При правильной установке можно обеспечить обогрев рабочих помещений, что позволит значительно улучшить себестоимость выпускаемой продукции.

Как выбрать оптимальную модель котла?

Что касается правил выбора оптимального варианта, то здесь следует учитывать особенности каждого конкретного случая. Предстоит тщательно проанализировать свои потребности и сравнить их с возможностями понравившихся моделей.

Твердотопливный котел достаточно дорогостоящее оборудование и ошибки в выборе могут сказаться на качестве отопления. При этом замена чревата излишними расходами.

Чтобы правильно подобрать отопительный агрегат, следует сначала тщательно измерить и подготовить помещение, в котором он будет установлен. Только после отделки и организации системы подачи воды и отвода дымохода, стоит приступать к выбору конкретной модели.

Для промышленных помещений подойдут пиролизные модели, т.к. при больших площадях, несмотря на свою цену, они «дают» больший эффект экономии и окупаемости

Универсальность. Для частных домов, лучше всего подойдут универсальные твердотопливные агрегаты, где есть возможность комбинирования и замены топлива;
Сложность установки. Отталкиваясь от стоимости изделия, обязательно нужно изучить все его возможности и варианты модификаций (чтобы не возникло проблем с установкой);
Средняя цена. Не стоит выбирать сильно дорогие модели. Зачастую, в среднем классе есть варианты, которые вполне подойдут для домашнего использования;
Ремонт и обслуживание. Следует сразу же продумать все возможные варианты ремонта и технического обслуживания. В котельную должен быть легкий доступ в любой момент времени;
Климатические условия. При низких температурах внешней среды установка маломощного котла недопустима (даже, если на первый взгляд кажется, что его «хватит»). Лучше совершить покупку с запасом, чтобы потом не начинать все заново.

Особое внимание следует уделить обустройству места под . Нельзя нарушать требования техники пожарной безопасности. Все необходимые консультации можно прочесть в инструкции к оборудованию, получить в магазине, или у пожарных специалистов.

Важно во время монтажа использовать только огнеупорные материалы. Экономить на оборудовании нужно только в крайнем случае. Взвесив все «за» и «против», еще раз просчитать все детали и только потом совершать покупку.

Рассматривая , работающих на твердом топливе, следует сразу же задуматься о том, какой вид топлива самый доступный в регионе. Когда проще купить лес – логичнее всего будет установить двухконтурный котел традиционный. Это решение позволит экономить не только на отоплении, но и на горячей воде.

Всегда помните о технике безопасности. В котельную, в любой момент времени должен быть свободный доступ

Выбирая конкретного производителя, не лишним будет удостовериться, что в регионе проживания есть авторизованные технические центры или, хотя бы, специалисты, которые умеют работать с подобной техникой. Твердотопливный котел – дорогое удовольствие, поэтому о возможных случаях ремонта и незаурядных ситуациях стоит думать заранее.

Чаще всего магазины предупреждают о наличии гарантийного обслуживания, осуществляемого по гарантийному талону производителя. Этот момент важен, поскольку так можно рассчитывать на квалифицированную помощь без риска порчи или окончательной поломки оборудования.

Важно сразу же уточнить вопросы о наличии оригинальных запасных деталей и узлов к выбранному типу оборудования, ведь при поломке желательно устанавливать идеально подходящие для работы конструкции комплектующие. Так отопительный агрегат прослужит дольше.

Квалифицированное обслуживание – залог долговечной работы твердотопливного котла

Если возникли трудности с выбором, лучше воспользоваться консультацией людей, занимающихся проектированием и установкой оборудования, или почитать отклики других покупателей. Сравнение нескольких точек зрения помогает при принятии окончательного решения.

При покупке следует обязательно проверить наличие сертификационных документов, подтверждающих качество товара. А также решить вопрос будущей установки оборудования. Чаще всего услуги по доставке и монтажу предоставляет продавец.

Следует помнить, что, планируя установку двухконтурной модели в частном домостроении, предстоит заранее проложить водопровод. Ведь от размещения и подводки труб будет зависеть местоположение котла отопления.

Также важно заранее , спроектировать систему вентиляции, продумать и место расположения дымохода для отвода гари. И только после такой предварительной подготовки дома можно начинать подбирать необходимую модель котла.

Выводы и полезное видео по теме

Достоинства и недостатки твердотопливного оборудования в видео ролике:

Обзор новинок на рынке твердотопливных агрегатов в видео:

Чтобы не ошибиться в выборе и покупке агрегата для обогрева своего дома – следует верно оценить свои возможности и потребности. Ведь самое дорогое оборудование не всегда будет лучше и долговечнее.

Вариант со средней стоимостью может оказаться более подходящим, который будет полностью отвечать всем техническим запросам. А чтобы не допустить ошибок в расчетах и подборе отопительных приборов, следует обязательно посоветоваться со специалистами.

Расскажите о том, как выбирали твердотопливный котел для загородного дома или дачи. Поделитесь, что стало основным аргументом в выборе вашей модели. Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи.

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

Виды топлива для твердотопливных котлов

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

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

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

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

Особенности устройства твердотопливных котлов

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

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

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

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

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

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

Двухконтурные котлы

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

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

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

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

Пеллетные котлы

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

Базовая настройка пеллетного котла состоит из таких этапов:

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

Максимальный и минимальный расход пеллетного котла определяется несколькими факторами:

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

Пиролизные котлы

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

Правила выбора твердотопливного котла

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

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

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

«Котел это по правде печь в бочке с водой»… и КПД такого агрегата будет в лучшем случае 10%, а то и 3-5%. Уж какой-никакой, а твердотопливный котел вовсе не печь, а печь на твердом топливе – не водогрейный котел. Дело в том, что процесс сгорания твердого топлива, в отличие о газа или горючих жидкостей, непременно растянут в пространстве и времени. Газ или масло можно полностью сжечь сразу в небольшом промежутке от сопла до диффузора горелки, а дрова-уголь – нет. Поэтому и требования к конструкции котла отопления на твердом топливе иные, чем для отопительной печи, просто так засунуть в нее водогрейку контура отопления в непрерывной циркуляцией нельзя. Почему так, и как должен быть устроен отопительный котел непрерывного действия, и предназначена разъяснить эта статья.

Свой котел отопления в частном доме или квартире становится необходимостью. Газ и жидкое топливо неуклонно дорожают, а взамен в продаже появляется недорогое альтернативное топливо, напр. из отходов растениеводства – соломы, лузки, шелухи. Это только с точки зрения хозяев дома, не говоря уже о том, что переход на индивидуальное отопление позволит избавиться от потерь энергии в магистралях ТЭЦ и проводах ЛЭП, а они отнюдь не малы, до 30%

Газовый котел самому делать нельзя, хотя бы потому, что никто не даст разрешения на его эксплуатацию. Индивидуальные котлы на жидком топливе для отопления жилых помещений применять запрещено вследствие их высокой пожаро- и взрывоопасности при децентрализованном использовании. А вот котел на твердом топливе можно и сделать своими руками, и оформить его официально, точно так же, как отопительную печь. Это, пожалуй, единственное, что у них принципиально общего.

Особенности твердого топлива

Твердое топливо горит не очень быстро, и в видимом его пламени сгорают далеко не все компоненты, несущие тепловую энергию. Для полного догорания дымовых газов необходима высокая, но вполне определенная температура, иначе возникнут условия для протекания эндотермических реакций (напр. окисления азота), продукты которых унесут энергию топлива в трубу.

Почему котел не печь?

Печь – устройство циклического действия. В ее топку загружают сразу столько топлива, чтобы его энергии хватило до следующей протопки. Избыток энергии сгорания загрузки топлива частично используется для поддержания оптимальной для дожигания температуры в газовом тракте печи (ее конвективной системе), а частично поглощается телом печи. По мере прогорания загрузки соотношение этих частей энергии топлива меняется, и внутри печи циркулирует мощный поток тепла, в несколько раз мощнее, чем текущие потребности в нем для обогрева.

Тело печи представляет собой, таким образом, тепловой аккумулятор: основной обогрев помещения происходит за счет ее остывания после протопки. Поэтому отбирать циркулирующее в печи тепло нельзя, от этого тем или иным образом нарушится ее внутренний тепловой баланс, и КПД резко упадет. Можно, и то не во всяком месте конвекционной системы, взять до 5% на подпитку накопительного бака ГВС. Также для печи не нужна оперативная регулировка ее тепловой мощности, достаточно загрузить топлива исходя из требуемой среднечасовой на время между протопками.

Водяной котел, все равно на каком топливе – устройство непрерывного действия. Теплоноситель в системе все время циркулирует, иначе она греть не будет, а котел должен в каждый конкретный момент дать тепла ровно столько, сколько ушло наружу из-за теплопотерь. Т.е., топливо в котел нужно либо периодически подгружать, либо обеспечить оперативную регулировку тепловой мощности в достаточно широких пределах.

Второй момент – дымовые газы. К теплообменнику они должны подойти, во-первых, возможно более горячими, чтобы обеспечить высокий КПД. Во-вторых, они должны быть прогоревшими полностью, иначе энергия топлива осядет на регистре сажей, которую нужно будет еще и чистить.

Наконец, если печь греет вокруг себя, то котел как источник тепла и его потребители разнесены. Для котла необходимо отдельное помещение (котельная или топочная): вследствие высокой концентрации тепла в котле его пожарная опасность намного выше, чем и печи.

Примечание: индивидуальная котельная жилого дома должна иметь объем не менее 8 куб. м, потолок не менее 2,2 м высотой, открывающееся окно не менее 0,7 кв. м, постоянный (без задвижек) приток свежего воздуха, отдельный от прочих коммуникаций дымовой канал и противопожарную развязку от остальных комнат.

Отсюда следуют, во-первых, требования к топке котла:

Она должна обеспечивать быстрое и полное сгорание топлива без сложной конвекционной системы. Этого можно добиться только в топке из материалов с как можно меньшей теплопроводностью, т.к. для быстрого догорания газов требуется высокая концентрация тепла.
Сама топка и связанные с ней по теплу части конструкции должны иметь возможно меньшую теплоемкость: все тепло, ушедшее на их нагрев, останется в котельной.

Эти требования изначально противоречивы: материалы, плохо проводящие тепло, как правило хорошо его накапливают. Поэтому обычная печная топка для котла не пойдет, нужна какая-то специальная.

Теплообменный регистр

Теплообменник – важнейший узел отопительного котла, он в основном и определяет его КПД. По конструкции теплообменника и называют весь котел. В бытовых отопительных котлах применяют теплообменники – водяные рубашки и трубчатые, горизонтальные или вертикальные.

Котел с водяной рубашкой – это та самая «печка в бочке», теплообменный регистр в виде бака окружает в нем топку. Котел с рубашкой может быть и довольно экономичным при одном условии: если горение в топке беспламенное. Пламенная твердотопливная топка непременно требует дожигания отходящих газов, а в контакте с рубашкой их температура сразу падает ниже необходимого для этого значения. В результате – КПД до 15% и усиленное осаждение сажи, а то и кислотного конденсата.

Горизонтальные регистры, вообще говоря, всегда наклонные: их горячий конец (подача) должен быть приподнят над холодным (обраткой), иначе теплоноситель пойдет вспять, а отказ принудительной циркуляции немедленно приведет к тяжелой аварии. В вертикальных регистрах трубы расположены вертикально или в небольшим наклоном в сторону. И там, и там трубы, чтобы газы лучше в них «запутывались», располагают рядами в шахматном порядке.

Относительно направлений движения горячих газов и теплоносителя трубные регистры делятся на:

Проточные – газы проходят в общем перпендикулярно току теплоносителя. Чаще всего такая схема применяется в горизонтальных промышленных котлах большой мощности ради меньшей их высоты, что удешевляет установку. В бытовых ситуация получается обратная: чтобы регистр как следует уловил тепло, его приходится делать вытянутым вверх выше потолка.
Противоточные – газы и теплоноситель движутся вдоль одной линии навстречу друг другу. Такая схема дает наиболее эффективную теплопередачу и наивысший КПД.
Поточные – газы и теплоноситель движутся параллельно в одном направлении. Применяется редко в котлах специального назначения, т.к. КПД при этом плохой, а износ оборудования большой.

Далее, теплообменники выполняются огнетрубными и водотрубными. В огнетрубных дымогарные трубы с дымовыми газами проходят сквозь бак с водой. Огнетрубные регистры работают стабильно, а вертикальные дают неплохой КПД даже в поточной схеме, т.к. в баке устанавливается внутренняя циркуляция воды.

Однако, если рассчитать оптимальный для передачи тепла от газа к воде температурный градиент исходя из соотношения их плотности и теплоемкости, то он оказывается примерно 250 градусов. А чтобы протолкнуть этот поток тепла сквозь стенку стальной трубы в 4 мм (меньше нельзя, очень быстро прогорит) без заметных потерь на теплопроводность металла, нужно еще около 200 градусов. В итоге, внутренняя поверхность дымогарной трубы должна быть раскалена до 500-600 градусов; 50-150 градусов – эксплуатационный запас на обводненность топлива и пр.

Из-за этого срок службы дымогарных труб ограничен, особенно в больших котлах. Кроме того, КПД огнетрубного котла невелик, он определяется отношением температур поступающих в регистр горячих газов и выходящих в дымоход. Давать остывать газам ниже 450-500 градусов в огнетрубном котле нельзя, а температура в обычной топке не превышает 1100-1200 градусов. По формуле Карно выходит, что КПД выше 63% не получить, да еще КПД топки не больше 80%, так что всего получается 50%, что совсем плохо.

В малых бытовых котлах эти особенности сказываются слабее, т.к. при уменьшении размеров котла отношение поверхности регистра к объему дымовых газов в нем увеличивается, это т.наз. закон квадрата-куба. В современных пирозизных котлах температура в камере сгорания доходит до 1600 градусов, КПД их топки под 100%, а регистры фирменных котлов в гарантией на 5 и более лет делают только тонкостенными из жаропрочной спецстали. В них газам можно дать остыть до 180-250 градусов, и общий КПД доходит до 85-86%

Примечание: чугун для дымогарных труб вообще непригоден, трескается.

В водотрубных регистрах теплоноситель течет по трубам, помещенным в жаровую камеру, куда поступают горячие газы. Теперь градиенты температур и закон квадрата-куба действуют наоборот: при 1000 градусах в камере внешняя поверхность труб будет нагрета всего до 400 градусов, а внутренняя – до температуры теплоносителя. В итоге – трубы из обычной стали служат долго и КПД котла около 80%

Но горизонтальные проточные водотрубные котлы склонны к т. наз. «бухтению». Вода в нижних трубах оказывается гораздо горячее, чем в верхних. Она и проталкивается на подачу в первую очередь, давление падает, и воду «выплевывают» более холодные верхние трубы. «Бухтение» не только дает шуму, тепла и комфорта столько же, сколько сосед – пьяница и скандалист, но и чревато порывом в системе из-за гидроударов.

Вертикальные водотрубные котлы не бухтят, но, если проектируется водотрубный котел в дом, регистр нужно располагать на опуске дымохода, в том его участке, где горячие газы идут сверху вниз. У поточного, с одинаковым направлением движения газов и теплоносителя, водотрубного котла, КПД резко падает и на трубах возле подачи интенсивно осаждается сажа, а делать обратку выше подачи вообще недопустимо.

О емкости теплообменника

Отношение емкостей теплообменника и всей системы охлаждения берут не произвольно. Скорость передачи тепла от газов к воде не бесконечна, вода в регистре должна успеть принять в себя тепло, прежде чем уйдет в систему. С другой стороны, нагретая внешняя поверхность регистра отдает тепло воздуху, и оно зря пропадает в котельной.

Слишком маленький регистр склонен к вскипанию и требует точной быстрой регулировки мощности топки, что в твердотопливных котлах недостижимо. Регистр большого объема долго прогревается и при плохой наружной теплоизоляции котла или ее отсутствии теряет много тепла, причем воздух в котельной может прогреться выше допустимого по пожарной безопасности и ТУ на котел.

Величина емкости теплообменника твердотопливных котлов колеблется в пределах 5-25% от емкости системы. Это нужно учесть при выборе котла. Напр., для отопления по расчету получилось всего 30 секций радиаторов (батарей) по 15 л каждая. С водой в трубах и расширительным баком полная емкость системы окажется около 470 л. Емкость регистра котла должна быть в пределах 23,5-117,5 л.

Примечание: существует правило – чем больше теплотворная способность твердого топлива, тем больше должна быть относительная емкость регистра котла. Поэтому, если котел угольный, емкость регистра нужно брать ближе к верхнему значению, а для дровяного – к нижнему. Для котлов медленного горения это правило не справедливо, емкость их регистров рассчитывают исходя из наибольшего КПД котла.

Из чего делать теплообменник?

Чугун как материал для регистра котла современным требованиям не удовлетворяет:

Малая теплопроводность чугуна ведет к низкому КПД котла, т.к. остужать отходящие газы ниже 450-500 градусов нельзя, сквозь чугун в воду не пройдет тепла сколько нужно.
Большая теплоемкость чугуна также его минус: котел должен быстро отдать тепло в систему, пока оно не улетучилось куда-то еще.
Чугунные теплообменники не вписываются в современные требования по массогабаритам.

Для примера возьмем секцию М-140 от старой советской чугунной батареи. Площадь ее поверхности – 0,254 кв. м. Для обогрева 80 кв. м. жилой площади нужна поверхность теплообмена в котле примерно 3 кв. м, т.е. 12 секций. Видали вы батарею на 12 секций? Представьте себе, каков должен быть котел, в котором она поместится. А нагрузка от него на пол точно превысит предельную по СНиП, и под котел придется делать отдельный фундамент. В общем, 1-2 чугунные секции пойдут на теплообменник, подпитывающий накопительный бак ГВС, но для отопительного котла вопрос о чугунном регистре можно считать закрытым.

Регистры современных заводских котлов делают из жаропрочной и жаростойкой спецстали, но для их изготовления нужны производственные условия. Остается обычная конструкционная сталь, но она при 400 и выше градусах очень быстро коррозирует, поэтому огнетрубные котлы из стали нужно выбирать для покупки или разрабатывать очень осторожно.

Кроме того, сталь хорошо проводит тепло. С одной стороны, это неплохо, можно рассчитывать простыми средствами получить хороший КПД. С другой, нельзя давать обратке охлаждаться ниже 65 градусов, иначе на регистр в котле выпадет из дымовых газов кислотный конденсат, который может проесть трубы в течение часа. Исключить возможность его осаждения можно 2 способами:

При мощности котла до 12 кВт достаточно перепускного клапана между подачей и обраткой котла.
При большей мощности и/или обогреваемой площади более 160 кв. м нужен еще элеваторный узел, а котел должен работать в режиме перегрева воды под давлением.

Перепускной клапан управляется либо электрически от термодатчика, либо энергонезависимо: от биметаллической пластины с тягой, от плавящегося в специальной емкости воска и пр. Как только температура в обратке упадет ниже 70-75 градусов, он подпускает в нее горячую воду из подачи.

Элеваторный узел, или просто элеватор (см. рис.) действует наоборот: вода в котле нагревается до 110-120 градусов под давлением до 6 ати, что исключает закипание. Для этого температуру горения топлива повышают, что увеличивает КПД и исключает выпадение конденсата. А перед подачей в систему горячую воду разбавляют обраткой.

В том и другом случае необходима принудительная циркуляция воды. Тем не менее, стальной котел на термосифонной циркуляции, не требующий электропитания для циркуляционного насоса, создать вполне возможно. Некоторые конструкции будут рассмотрены далее.

Циркуляция и котел

Термосифонная (гравитационная) циркуляция воды не позволяет обогреть помещение площадью более 50-60 кв. м. Дело не только в том, что воде трудно протискиваться по развитой системе труб и радиаторов: если при полном расширительном баке открыть сливной кран, вода хлынет сильной струей. Дело в том, что энергия на проталкивание воды по трубам при этом берется от топлива, а КПД преобразования тепла в движение в термосифонной системе мизерный. Поэтому и КПД котла в целом падает.

Но для циркуляционного насоса нужно электричество (50-200 Вт), которое может пропасть. UPS (источник бесперебойного питания) на 12-24 часа автономной работы очень дорог, поэтому правильно спроектированный котел рассчитывают на принудительную циркуляцию, а при пропадании электроснабжения он должен без постороннего вмешательства переходить в термосифонный режим, когда отопление еле теплится, но все-таки греет.

Как ставят котел?

Из требования минимальной собственной теплоемкости котла непосредственно вытекает его небольшой сравнительно с печью вес и весовая нагрузка от него на единицу площади пола. Как правило, она не превышает минимально допустимых по СНиП для настила пола 250 кг/кв. м. Поэтому установка котла допустима без фундамента и даже разбора настила, в т.ч. и на верхних этажах.

Ставят котел на ровную устойчивую поверхность. Если пол играет, его придется в месте установки котла все-таки разобрать до бетонной стяжки с выносом в стороны не менее 150 мм. Основу под котел застилают асбестом или базальтовым картоном толщиной 4-6 мм, а на него кладут лист кровельного железа толщиной 1,5-2 мм. Далее, если настил разбирался, низ котла обмуровывают цементно-песчаным раствором до уровня пола.

Вокруг выступающего над полом котла делают теплоизоляцию, такую же, как под низом: асбест или базальтовый картон, а на нем – железо. Вынос изоляции в стороны от котла от 150 мм, а перед дверцей топки не менее 300 мм. Если котел допускает догрузку топлива до прогорания предыдущей порции, то вынос перед топкой нужен от 600 мм. Под котел, который ставят прямо на пол, подкладывают только теплоизоляцию, накрытую стальным листом. Вынос – как в предыдущем случае.

Для котла на твердом топливе обязательно нужна отдельная котельная . Требования к ней приведены выше. Кроме того, почти все твердотопливные котлы не допускают регулировки мощности в широких пределах, поэтому для них нужна полноценная обвязка – комплект дополнительного оборудования, обеспечивающий эффективную и безаварийную работу. Мы о ней поговорим далее, но вообще обвязка котла – отдельная большая тема. Здесь упомянем только о непреложных правилах:

Монтаж обвязки ведется в противоток воде, от обратки к подаче.
По окончании монтажа его правильность и качество соединений проверяют зрительно по схеме.
К монтажу системы отопления в доме приступают только после обвязки котла.
До загрузки топлива и, если требуется, подачи электропитания, всю систему заполняют холодной водой и в течение суток контролируют все стыки на протечку. В данном случае вода именно вода, а не какой-то другой теплоноситель.
Если протечек нет, или по их устранении, котел запускают на воде, непрерывно контролируя температуру и давление в системе.
По достижении номинальной температуры контролируют давление в течение 15 мин, оно не должно изменяться более чем на 0,2 бар, этот процесс называется опрессовкой.
После опрессовки котел гасят, системе дают полностью остыть.
Сливают воду, заливают штатный теплоноситель.
Еще раз сутки контролируют стыки на протечку. Если все в порядке – запускают котел. Нет – устраняют протечки, и снова суточный контроль перед запуском.

Выбираем котел

Теперь мы знаем достаточно, чтобы выбрать котел исходя из предполагаемого вида топлива и его назначения. Приступим.

Дровяные

Теплотворная способность дров невелика, у лучших – менее 5000 ккал/кг. Сгорают дрова довольно быстро, выделяя большой объем требующих дожигания летучих компонент. Поэтому на высокий КПД на дровах лучше не рассчитывать, зато их можно найти почти везде.

Дровяной в дом

Домашний дровяной котел может быть только длительного горения, иначе бьет его по всем статьям. Промышленные конструкции, напр. известный КВр, стоят от 50 000 руб., что все-таки дешевле строительства печи, не требуют электропитания и допускают регулировку мощности для обогрева в межсезонье. Как правило, они работают и на угле, и на любом твердом топливе, кроме опилок, но на угле расход топлива будет много выше: теплоотдача с одной загрузки 60-72 часа, а у специализированных угольных – до 20 суток.

Тем не менее, дровяной котел длительного горения может пригодиться в тех местах, где нет регулярной доставки угля и квалифицированного теплотехнического сервиса. Стоит он раза в полтора дешевле угольного, его рубашечная конструкция очень надежна и позволяет построить термосифонную систему отопления площади до 100 кв. м.. В сочетании с тлением топлива тонким слоем и довольно большим объемом рубашки вскипание воды исключено, поэтому обвязки достаточно такой же, как для титана. Подключение котла длительного горения на дровах тоже не сложнее, чем титана, и может быть выполнено самостоятельно неквалифицированным владельцем.

О кирпичных котлах

Схема устройства котла “Благо”

Кирпич – друг печи и враг котла из-за того, что придает конструкции большую тепловую инерцию и вес. Пожалуй, единственный кирпичный котел, в котором кирпич на своем месте – пиролизный «Благо» Беляева, схема на рис. И то, его роль здесь совсем иная: из шамотного кирпича выполнена футеровка камеры сгорания. Теплообменник водотрубный горизонтальный; проблема бухтения решена тем, что трубы регистра – одинарные, плоские, вытянутые в высоту.

Котел Беляева действительно всеяден, причем предусмотрены 2 отдельных бункера для загрузки разных видов топлива без останова котла. На антраците «Благо» может работать несколько суток, на опилках – до суток.

К сожалению, котел Беляева довольно дорог, из-за шамотной футеровки плохо транспортабелен и требует, как и все пиролизные котлы, сложной и дорогой обвязки. Мощность его регулируется в небольших пределах перепуском дымовых газов, поэтому хороший КПД в среднем за сезон он покажет только в местах с продолжительными сильными морозами.

О котлах в печи

Котел в печи, о которых сейчас столько говорят и пишут – водотрубный теплообменник, замурованный в печную кладку, см. рис. ниже. Идея такова: печь после протопки должна отдать тепло более регистру, чем в окружающий воздух. Скажем сразу: сообщения о КПД в 80-90% не то что сомнительны, а просто фантастичны. Лучшая кирпичная печь сама по себе имеет КПД не выше 75%, а площадь ее наружной поверхности будет не меньше 10-12 кв. м. Площадь же поверхности регистра вряд ли более 5 кв. м. Итого в воду уйдет менее половины накопленного печью тепла, а общий КПД будет ниже 40%

Следующий момент – печь с регистром сразу теряет свойство . Топить ее не в сезон с пустым регистром ни в коем случае нельзя. ТКР (температурный коэффициент расширения) металла много больше, чем у кирпича, и раздувшийся от перегрева теплообменник порвет печь на глазах. Тепловые швы делу не помогут, регистр не лист или балка, а объемная конструкция, и его распирает сразу во все стороны.

Есть тут и другие нюансы, но общий вывод однозначен: печь – это печь, а котел – это котел. И плод их насильственного противоестественного союза печной котел жизнеспособным не будет.

Обвязка котла

Котлы, исключающие вскипание воды (рубашечные длительного горения, титаны) не могут быть выполнены на мощность более 15-20 кВт и вытянуты в высоту. Поэтому обогрев своей площади они всегда обеспечивают в термосифонном режиме, хотя и циркуляционный насос, конечно, не помешает. Их обвязка кроме расширительного бачка включает в себя только воздушный дренажный кран в самой верхней точке трубопровода подачи и сливной кран в низшей точке обратки.

Обвязка твердотопливных котлов других типов должна обеспечивать набор функций, с которым лучше разобраться по рис. справа:

группа безопасности: дренажный воздушный кран, общий манометр и прорывной клапан для выпуска пара при вскипании;
накопительный бак аварийного охлаждения;
его поплавковый кран, такой же, как в унитазе;
термоклапан запуска аварийного охлаждения с его датчиком;
MAG-блок – сливной вентиль, аварийный сливной клапан и манометр, собранные в одном корпусе и подключенные к мембранному расширительному баку;
узел принудительной циркуляции с обратным клапаном, циркуляционным насосом и электроуправляемым по температуре трехходовым перепускным клапаном;
интеркулер – радиатор аварийного охлаждения.

Поз. 2-4 и 7 составляют группу сброса мощности. Как уже сказано, твердотопливные котлы по мощности регулируются в небольших пределах, и при внезапном потеплении вся система может недопустимо, вплоть до порыва, перегреться. Тогда термоклапан 4 пускает водопроводную воду в интеркулер, а она охлаждает подачу до нормы.

Примечание: хозяйские денежки за топливо и воду при этом тихо-мирно утекают в канализацию. Поэтому котлы на твердом топливе для мест с мягкой зимой и затяжным межсезоньем непригодны.

Группа принудительной циркуляции в штатном режиме перепускает часть подачи в обратку, чтобы ее температура не упала ниже 65 градусов, см. выше. При отключении электропитания термоклапан захлопывается. В радиаторы отопления поступает воды столько, сколько они пропустят в термосифонном режиме, лишь бы в комнатах жить можно было. А вот термоклапан интеркулера полностью открывается (он держится закрытым под напряжением), и избыток тепла опять уносит в сток хозяйские деньги.

Примечание: если вместе с электричеством пропала и вода, котел нужно срочно тушить. Когда вода из бака 2 вытечет, система вскипит.

Котлы со встроенной защитой от перегрева на 10-12% дороже обычных, но это с лихвой окупается упрощением обвязки и повышением надежности котла: избыток перегретой воды здесь выливается в открытый расширительный бак большой емкости, см. рис., откуда она, остыв, стекает в обратку. Система, кроме циркуляционного насоса 7, энергонезависима и переходит в термосифонный режим плавно, но при внезапном потеплении топливо все равно пропадает зря, а расширительный бак нужно устанавливать на чердаке.

Что касается пиролизных котлов, то типовую схему их обвязки приводим только для ознакомления. Все равно, ее профессиональный монтаж обойдется лишь в небольшую часть стоимости компонент. Для справки: один только теплоаккумулятор к котлу на 20 кВт стоит около $5000.

Примечание: мембранные расширительные баки в отличие от открытых устанавливаются на обратку в ее низшей точке.

Дымоходы для котлов

Дымоходы твердотопливных котлов рассчитываются в общем так же, как печные. Общий принцип: слишком узкий дымоход не даст нужной тяги. Для котла это особенно опасно, т.к. он топится непрерывно и угар может пойти ночью. Слишком широкий дымоход приводит к «просвисту»: холодный воздух по нему опускается в топку, выстуживая печь или регистр.

Дымоход котла должен удовлетворять следующим требованиям: расстояние от конька крыши и между разными дымоходами не менее 1,5 мм, вынос вверх над коньком тоже не менее 1,5 м. На крыше должен быть обеспечен безопасный доступ к дымоходу в любое время года. На каждом изломе дымохода вне котельной должна быть прочистная дверца, каждый проход трубы сквозь перекрытия должен быть теплоизолирован. Верхний конец трубы должен быть снабжен аэродинамическим колпаком, для дымохода котла он, в отличие от печного, обязателен. Также для дымохода котла обязателен сборник конденсата.

В целом расчет дымохода для котла несколько проще, чем для печи, т.к. дымоход котла не такой извилистый, теплообменник считается просто за решетчатую преграду. Поэтому можно строить обобщенные графики для разных расчетных случаев, напр. для дымохода с горизонтальным участком (боровом) в 2 м и сборником конденсата глубиной в 1,5 м, см. рис.

По таким графикам можно после точного расчета по местным данным прикинуть, не было ли грубой ошибки. Если расчетная точка где-то около своей обобщенной кривой, расчет правилен. В крайнем случае, придется нарастить или обрезать трубу на 0,3-0,5 м.

Примечание: если, скажем, для трубы высотой в 12 м кривой на мощность меньше 9 кВт нет, это не значит, что 9 кВт котел нельзя эксплуатировать с трубой покороче. Просто для труб пониже обобщенный расчет уже не получается, и считать нужно точно по местным данным.

Видео: пример строительства твердотопливного котла шахтного типа

Выводы

Истощение запасов энергоресурсов и подорожание топлива в корне изменили подход к конструированию бытовых отопительных котлов. Теперь от них, как и от промышленных, требуется высокая экономичность, малая тепловая инерция и возможность оперативного регулирования мощности в широких пределах.

В наше время отопительные котлы по заложенным в них основным принципам окончательно разошлись с печами и разделились на группы под разные климатические условия. В частности, рассмотренные котлы на твердом топливе пригодны для местностей с суровым климатом и продолжительными сильными морозами . Для мест с иным климатом предпочтительнее будут отопительные приборы других типов.