Классификация твердотопливных котлов. Котлы на твердом топливе — рыночный ассортимент, специфика эксплуатации

1. Классификация котлов

• Материал
• Топливо
• Эффективность
• Автономность
• Автоматизация

• Эксплуатационные расходы
• Удобство использования

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

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

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

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

По каким признакам эти устройства различаются между собой?

МАТЕРИАЛ

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

Возможны два основных варианта:

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

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

Чугун долговечен, но благодаря большой толщине делает устройство очень массивным

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

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

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

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

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

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

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

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

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

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

Так устроен пиролизный котел

АВТОНОМНОСТЬ

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

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

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

За счет чего достигается столь длительное время работы?

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

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

На фото – котел с бункером для пеллет

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

Простейший способ автоматизировать контроль над температурой теплоносителя

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

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

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ

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

Уголь дороже, но ненамного.

В пользу дров говорит еще несколько факторов:

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

А вот в этой области – одни минусы.

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

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

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

Однако пару правил нужно соблюдать.

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

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

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

Так дымоход выводится через деревянную стену

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

Представляют отличную альтернативу газовым или электрическим отопительным системам. Благодаря использованию различных видов твердого топлива являются универсальными топливными агрегатами, которые отличаются высокой энергоэффективностью. Чтобы выбрать твердотопливный котел, нужно знать какие есть разновидности, чем отличаются, какими преимуществами и недостатками обладают.

Виды твердотопливных котлов

• Котлы длительного горения.

Традиционные твердотопливные котлы являются самыми дешевыми в этом сегменте. Работают такие агрегаты на самых различных видах топлива: дровах, торфе и угле. Топливо сгорает в топке, нагревая теплоноситель. Бывают чугунными и стальными, с ручным или автоматическим способом загрузки топлива. Есть также модели с варочными поверхностями. Существенным недостатком таких котлов является необходимость в частой загрузке топлива и невысокая энергоэффективность. Работа на одной закладке дров длится 3-4 ч, на угле - 5-6 ч, максимальный КПД 75-80%.

Пиролизные котлы , которые называются также газогенераторными, отличаются особенностями конструкции и самого процесса сгорания топлива. Горение происходит в двух камерах: в первой горят дрова, выделяющие в процессе пиролиза газ, который поднимается в верхнюю камеру и там догорает. Для такого способа горения нужен недостаток кислорода при высоких температурах, в таком случае происходит разложение топлива на древесный газ и твердый остаток. При смешивании пиролизного газа с кислородом запускается длительный процесс горения. Это увеличивает длительность работы котла в несколько раз и позволяет автоматически контролировать сам процесс. Время горения одной закладки дров 6-18 ч, а КПД достигает 92%.

Уверенно лидируют среди современных отопительных систем. Главным достоинством таких котлов является процесс верхнего горения. В камеру сгорания загружается топливо, сверху осуществляется подача воздуха, и осуществляется поджиг. Топливо начинает гореть. Форсунка движется сверху вниз, постепенно поджигая все слои топлива. Благодаря этому, горение длится намного дольше, а топливо сгорает полностью. Сама система автоматизирована, что значительно облегчает эксплуатацию данного оборудования. Работа на одной загрузке дров увеличивается до 12-36 ч, а на угле от 2 до 5 суток.

Если рассматривать классификацию твердотопливных котлов по способу сгорания топлива и удаления дымовых газов, то их делят следующим образом:

В первом случае контроль процесса горения осуществляется с помощью тягового термостатического регулятора без принудительной подачи воздуха, а удаление продуктов горения происходит за счет тяги в дымоходе. Такие котлы имеют открытую камеру горения. Они затягивают воздух прямо из помещения, где находятся. Естественная тяга образуется из-за падения давления в самом дымоходе. Разница давлений позволяет перемещаться потокам горячего и холодного воздуха. Для этого должна быть хорошая вентиляция в помещении котельной, дымоход иметь длину не менее 5 м. Котлы с естественной тягой имеют целый ряд очевидных преимуществ: простота конструкции, дешевизна и энергонезависимость. К недостаткам можно отнести сложность контроля и обеспечения корректной работы таких устройств.

Во втором случае используются котлы с закрытой камерой сгорания. В таких устройствах забор воздуха снаружи происходит принудительно, с помощью встроенных вентиляторов. Управляя работой такого вентилятора, можно контролировать и изменять работу самого котла. Существуют и специальные устройства, так называемые дымососы, которые выводят дымные газы. Они могут устанавливаться, как в помещении, так снаружи. Недостатком является большое количество потребляемой электроэнергии. Если котел небольшой мощности, то для принудительной вентиляции вполне достаточно дутьевого вентилятора. Такие модели котлов не требуют установки дымохода большой длины, а его диаметр может быть меньше, чем у котлов с естественной вентиляцией.

Различают твердотопливные котлы и по типу теплообменника , их разделяют на:

• стальные;
• чугунные.

Стальные котлы изготавливают из стали высокого качества мало подверженной коррозии. Толщина пластин должна быть не менее 4 мм. В таких котлах может применяться любой способ горения: верхний или нижний. Для увеличения эффективности в качестве теплозащиты применяют высокотемпературную минеральную вату, которую размещают между обшивкой и теплообменником. Котлы из стали имеют много положительных качеств, к ним можно отнести:

• Ударопрочность;
• Стойкость к температурным колебаниям и перепадам давления;
• Надежность при эксплуатации;
• Разнообразие конструктивных решений;
• Простота очистки теплообменника;
• Возможность автоматизации и усовершенствований;
• Приемлемая цена.

Недостатком стальных котлов является:

• Подверженность коррозии;
• Прогорание;
• Небольшой срок службы относительно чугунных моделей.

Чугунные твердотопливные котлы изготавливают из высокопрочного сплава железа и углерода с добавлением множества других компонентов. Состоят они из отдельных секций соединенных между собой с помощью специальной резьбы и герметика. От их количества зависит мощность самого оборудования. Если какая-либо часть выходит из строя, ее заменяют. К достоинствам чугунных котлов можно отнести:

• Длительный срок службы;
• Стойкость к коррозии;
• Ремонтопригодность;
• Одинаковая мощность при меньших габаритах;
• Возможность сжигать любой вид топлива.

• Низкая устойчивость к перепадам температур;
• Восприимчивость к механическим воздействиям.

Выбирая тип твердотопливного котла, следует обратить внимание на вид топлива, который в нем применяется. Современные модели могут работать на разных видах энергоносителей. Это могут быть обычные дрова, щепа или опилки, торфяные брикеты или уголь различных видов и сортности. Особой популярностью пользуются , которые отличаются высокой производительностью и экологичностью.

Комплект такого оборудования состоит из следующих конструктивных элементов: бункера, автотранспортера и горелки. С помощью транспортера пеллеты подаются в горелку, затем поджигаются, и котел начинает функционировать в автоматическом режиме. От объема бункера зависит продолжительность его работы, которая может достигать нескольких месяцев. Ни один из твердотопливных котлов не может работать так долго без обслуживания. Процесс горения в таких котлах происходит под воздействием высокого давления. Воздух нагнетается принудительно, и гранулы сжигаются практически полностью. Благодаря использованию шнековой передачи, пеллеты загружаются в бункер постепенно. Как только прекращается подача топлива, котел затухает. Котлы на пеллетах различаются по типу горелок. Горелочные устройства бывают ретортными и факельными. Оба типа горелок работают автоматически и обеспечивают надежную и бесперебойную работу оборудования.

К плюсам пеллетных котлов можно отнести:

• Высокий уровень теплоотдачи (КПД до 92%);
• Экологичность (минимум вредных веществ выбрасывается в атмосферу);
• Высокая степень автоматизации;
• Продолжительное время горения энергоносителя;
• Возможность модернизации (дополнительные терморегуляторы);
• Удаленное управление (модуль GSM).

Особого упоминания заслуживают традиционные твердотопливные . Такие теплогенераторы практичны, не слишком требовательны в обслуживании, могут работать на разных видах топлива, отличаются высокой надежностью и функциональностью. Такие агрегаты могут модернизироваться и оснащаться автоматическими системами контроля и подачи топлива. Приемлемая цена также является большим плюсом в пользу покупки такого оборудования. Главным недостатком является маленькая загрузочная камера, а, следовательно, малая длительность горения одной закладки дров (3-4 ч).

Твердотопливные имеют наиболее высокие показатели теплоотдачи, что является огромным преимуществом по сравнению с их аналогами на других видах топлива. Двухконтурные модели могут отапливать дом и нагревать воду для использования на кухне или ванной комнате. Существуют котлы смешанного типа, которые могут работать, как на угле, так и на других видах твердого топлива. Многие современные агрегаты имеют автоматическое управление, оснащены целой системой датчиков, которые контролируют процесс горения. Котлы длительного горения достигают максимальной производительности, если работают на угле.

И используют самое дешевое и доступное топливо, которое является отходами деревообработки. Существует возможность автоматизации работы данного оборудования, в некоторых случаях топливо можно загружать только один раз в год. Удобно устанавливать вблизи и на самих деревообрабатывающих предприятиях для организации безотходного производства. В индивидуальном доме котлы такого типа также позволяют достичь высокой эффективности и сэкономить на энергоносителе. Такие котлы в основном работают в автоматическом режиме, однако имеют различные конструкции топок. Применяются слоевые топки снабженные обычными стационарными колосниковыми решетками и оборудованные движущимися колосниками. Есть варианты котлов с вихревыми топками, которые регулируются воздушным поддувом, с разными режимами подачи топлива.

Работают на биотопливе в виде прессованных отходов самых разных форм и содержания. Это может быть прессованная шелуха подсолнечника, гречихи, измельченные опилки, щепки и угольная пыль. В виде кирпичиков, цилиндров или неправильного многогранника. Твердотопливный котел может работать только на брикетированном топливе или быть универсальным. Такой вид энергоносителя удобен в использовании и при транспортировке, является экологичным и простым в применении. При сгорании не выделяются вредные вещества, в том числе и сера, количество золы не более 10% от общего объема сгоревшего сырья, не содержит вредных примесей и может использоваться, как удобрение. КПД котлов на брикетах достигает 90%.

Конструкции твердотопливных котлов отличаются для разных типов котлов. Просто и понятно устроен котел прямого горения. Он состоит из следующих конструктивных элементов: корпус, камера сгорания, теплообменник, дымоход, зольник, поддув воздуха.

• Для корпуса используется жаропрочная сталь, толщина листа которой не менее 4-5 мм.;
• Теплообменник может быть изготовлен из чугуна или из стали;
• Камера сгорания продолжается камерой отвода дымных газов;
• Теплообменник выполняет функцию приема и подогрева остывшего теплоносителя.

Рассмотрим подробней, как работает твердотопливный котел .

• В камеру сгорания загружается топливо и поджигается;
• Во время сжигания топлива образуются дымовые газы, которые поднимаются вверх, а затем отводятся через дымоход;
• Теплообменник нагревается от горячего воздуха, и греет воду;
• Вода после нагрева попадает в отопительную систему, а после остывания возвращается обратно.

Схема твердотопливного котла выглядит следующим образом:

• В нижней части котла расположен зольник и поддувало;
• Над зольником установлена колосниковая решетка;
• Над топкой расположен теплообменник.

Такой котел вполне можно собрать самостоятельно, воспользовавшись схемами и чертежами, которых вполне достаточно в открытом доступе. Но стоит ли тратить время и силы, если есть отличные варианты твердотопливных котлов, которые удовлетворят даже самого требовательного покупателя. Известные производители гарантируют качество своих изделий и длительный срок эксплуатации. Но главным аспектом всегда была и остается безопасность, это необходимо учитывать при сборке такого агрегата собственными силами.

Теперь, когда известно практически все о твердотопливных котлах, можно приступить к расчетам необходимой мощности для обогрева помещений. Исходя из этих расчетов, уже принимать окончательное решение, какой твердотопливный котел выбрать для дома.

Для этого следует иметь следующие исходные данные: площадь постройки, высота перекрытий. Необходимо также учесть потери тепла за счет дверных и оконных проемов, толщину стен и материал, из которого построен сам дом, климатические условия и среднюю температуру в холодное время года. Лучше, если такими подсчетами займется специалист, но и самостоятельно сделать приблизительный расчет мощности котла будет не очень сложно.

Считается, что для отопления дома с хорошей теплоизоляцией, общая площадь которого составляет 100 м², необходимая мощность оборудования должна составить 10 кВт. Но не следует забывать о запасе мощности в 1-2 кВт. А если в системе используется бойлерная мощность, то расчетное значение увеличивается вдвое, так как приходится расходовать энергию на обогрев помещения и на нагрев самой емкости.

Сравнивая разных видов, нужно учитывать и такой критерий, как механизм загрузки топлива. Загрузка бывает автоматической и ручной. Котлы, с автоматической загрузкой топлива, оборудуются специальным бункером, в котором и хранится достаточно большой объем топлива. Автоматика обеспечивает максимальный комфорт и минимум усилий. Одной загрузки в такую емкость вполне хватает на несколько суток, что очень удобно при непрерывной эксплуатации такого оборудования.

Размеры бункера зависят от свободной площади в котельной, возможностей и желания хозяев. Чем больше емкость, тем меньше загрузок. Для загрузки топлива используется либо шнековая, либо поршневая подача. Оба вида удобны и позволяют надолго обеспечить стабильную работу отопительной системы.

Котлы с ручной загрузкой намного дешевле, но требуют постоянного внимания и контроля количества топлива. При покупке котла необходимо учесть, есть ли в котельной доступ к электрической сети. Если нет, тогда следует остановить свой выбор на энергонезависимой модели с ручной загрузкой топлива.

В тех случаях, когда питание в сети нестабильно, случаются частые скачки и отключение электроэнергии, необходимо использовать стабилизатор напряжения или источник бесперебойного питания. Это поможет сохранить дорогостоящее оборудование и обеспечить его эффективную работу на долгие годы.

Еще одним важным критерием выбора твердотопливного котла считается безопасность такого оборудования. Главной функцией, на которую следует обратить внимание при покупке теплогенератора, наличие сигнализации и автоматического отключения при возникновении аварийной ситуации. Благодаря экстренному отключению, можно не беспокоиться о перегреве котла или разрыве труб.

Большое значение имеет также стоимость такой установки. На рынке представлены самых разных ценовых категорий. Каждый покупатель может выбрать оптимальный вариант. Однако следует помнить, что не всегда экономия оправдана. Покупая дешевый продукт от неизвестного производителя, можно потерять значительно больше. Известный бренд гарантирует качество продукции, его полную комплектацию и наличие всех сопровождающих документов. В случае поломки оборудования, можно обратиться к производителю или официальным представителям на месте, чтобы провести замену или гарантийный ремонт.

Непосредственное назначение бытовых отопительных котлов – обогрев небольших по площади помещений. Это могут быть дачи, частные дома или коттеджи. В качестве «дополнительной опции» твердотопливные бытовые отопительные котлы могут вырабатывать небольшие объемы горячей воды на бытовые и хозяйственные нужды.

При этом все подобное оборудование можно охарактеризовать как: водогрейное, греется теплоноситель (обычно вода), низкотемпературное (температура нагрева теплоносителя и воды на бытовые нужды меньше 90-100 градусов Цельсия), малой мощности (подавляющее большинство бытовых котлов имеют мощность от 7,5 до 65 кВт).

Факторы классификации твердотопливных котлов

• Принцип сжигания топлива: «классический», вернее горение, пиролиз .
• По материалу теплообменника: чугунные и стальные.
• По количеству теплообменников: одно- и двухконтурные. Последние предусматривают получение горячей воды на хозяйственные нужды.

Твердотопливные бытовые котлы – согбенности каждого типа по факторам классификации

Твердотопливные котлы могут работать на различных видах твердимого топлива: дровах, опилках, каменном и буром угле, брикетах и экогранулах (пеллетах). При этом в зависимости от типа твердотопливного котла существуют некоторые ограничение на применение углей.

Особенности твердотопливных котлов по принципу сжигания топлива

• Классические. Сжигание топлива происходит в топочной камере по аналогии с печью. Это самая простая конструкция, характеризующаяся низким КПД, невозможностью точного поддержания температуры горения и необходимостью частой перезагрузки и чистки камеры сгорания. К положительным факторам можно отнести: низкую стоимость, «всеядность» по топливу и энергонезависимость.
• Котлы верхнего горения. В конструкции данного типа котлов использован необычный способ сжигания – «сверху вниз». Этим достигается более полное сжигание топлива, соответственно более высокий КПД и длительность работы на одной загрузке топлива.
• Пиролизные. Отопительное оборудование работающее по принципу «пиролизного» сжигания состоит из двух топочных камер. В первой камере происходит медленное (тление) топлива с выделением большого количества горючего газа. Далее газ поступает во вторую камеру, где сжигается при интенсивном наддуве воздуха.

Теплообменники таких котлов устроены и расположены таким образом, что «забирают» тепло идущее от обеих топочных камер. Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения бытовые характеризуют высоким КПД, полным сжиганием топлива и длительной работой на одной загрузке. В то же время имеется существенное ограничение по влажности топлива (дров, опилок, брикетов и т.п.). Если важность загружаемого топлива более 15-20%, процесс пиролиза не запустится, а котел может выйти из строя.

• Пеллетные котлы. В силу своих особенностей – автоматической загрузкой и преимущественным использованием в качестве топлива пеллет (экогранул), этот тип котлов принято выделять в отдельную группу. Этот тип твердотопливных котлов характеризуется наиболее длительным периодом времени работы на одной загрузке топлива, которая ограничена лишь емкостью штатного бункера.

Особенности чугунных и стальных твердотопливных котлов

• Чугунные теплообменники характеризуются: длительным сроком эксплуатации(25-35 лет и более), повышенной стойкостью к коррозии и ремонтопригодностью (все чугунные теплообменники секционные, собранные на резьбовых шпильках). К отрицательным факторам относятся: хрупкость, нетерпимость к значительным температурным перепадам, значительную температурную инерционность (можно рассматривать как отрицательный и как положительный фактор), высокую стоимость и значительную массу.
• Стальные теплообменники имеют значительно меньший срок эксплуатации (9-15 лет максимум), в то же время они не боятся ударов и температурных перепадов, легкие, эстетичные и недорогие.

Особенности одно- и двухконтурных твердотопливных котлов

Одноконтурные котлы, как правило, используются только для отопления помещений. Они имеют только один теплообменник, предназначенный для циркуляции теплоносителя по системе отопления.

Такой тип оборудования значительно дешевле двухконтурных аналогов, но в то же время при необходимости к одноконтурным котлам можно подключить выносной бойлер косвенного нагрева и тем самым добавить функцию нагрева воды на бытовые нужды.

При этом надо учитывать, что потребная тепловая мощность котла, который будет использоваться для нагрева воды должна быть в среднем больше на 20%, чем котел, который используется только для отопления помещений.

Твердотопливные бытовые котлы получили свое заслуженное признание в Российской Федерации за доступность и дешевизну топлива, в связи, с чем индивидуальное отопление помещений можно организовать в районах, где нет магистралей природного газа, а также существуют системные перебои подачи электроэнергии.

Одним из распространенных видов отопительных котлов на сегодняшний день являются твердотопливные котлы. Название их говорит само за себя. Для сгорания в них используются твердые виды топлива. Что подразумевается под понятием твердые виды топлива? Это уголь, дрова (хворост, обрезь), торф, специальные пеллеты - спрессованные брикеты из гранул, как правило полученных из древесных отходов пиломатериалов, соломы, или из торфа.

Вид топлива выбирается исходя соображений доступности его в конкретной местности. Как правило, такие котлы устанавливают, там, где нет возможности подвести газ. По своей цене твердое топливо находится между газом и электроэнергией. Но, иногда, в некоторых ситуациях оно бывает дешевле их. В любом случае, доля котлов такого типа, находящихся в работе, довольна велика. Рассмотрим их устройство и особенности.

Виды твердотопливных котлов

Не смотря на кажущуюся простоту, существует несколько видов и типов таких котлов. Перечислим их.

1. Твердотопливные котлы с ручной загрузкой топлива.
2. Твердотопливные котлы с автоматической загрузкой топлива (автоматические котлы).
3. Отдельная группа - отопительные печи .

В свою очередь котлы из первой группы подразделяются на три основных типа:

• традиционные классические котлы;
• котлы, использующие реакцию пиролиза - пиролизные котлы ;
• котлы длительного горения.

Также данные котлы, как и все другие, могут быть энергозависимыми или энергонезависимыми . Обычно энергозависимость заключается в электрическом розжиге , различных приборах автоматики и безопасности, и, еще реже, в оснащении котлов вытяжными (дутьевыми) вентиляторами, а также в установке насосов в конструкцию котла.

Котлы могут быть и одноконтурными, и двухконтурными. Мощность бытовых твердотопливных котлов варьируется в среднем от 5 до 80 кВт в зависимости от их конструкции и количества нагреваемых секций теплообменника. Обычно при использовании угля и кокса в качестве топлива достигается наибольшая мощность.

Конструктивные особенности

Традиционный твердотопливный котел по своей сути - любая печь со встроенной емкостью и присоединенным к ней контуром циркуляции воды. Данная конструкция давно используется и в частных домах и в небольших кочегарках предприятий. Надо сказать, что зачастую применяются и вполне неплохо работают самодельные твердотопливные котлы , использующие уголь и дрова. Другими словами, принцип таков - нагрев воды в теплообменнике (нижней части контура циркуляции), достигаемый с помощью сжигания твердого топлива. Причем форма и размер самого теплообменника могут быть разнообразны, а изготавливаются они обычно из стали или чугуна. Вторые более хрупкие, но более долговечные и эффективные - ведь чугун более инерционен, чем сталь.

Как правило, в контуре циркуляции должен быть открытый расширительный бачок . Обусловлено это тем, что у большинства традиционных твердотопливных котлов используется естественная циркуляция воды в контуре. Иногда контур дорабатывается - в него устанавливается насос для поддержания давления и лучшей циркуляции воды.

Сегодня производство твердотопливных котлов поставлено на поток. Выпускаются котлы различных мощностей, форм и размеров. Котлы промышленного изготовления обычно имеют вид металлического цилиндра или прямоугольника , спереди у которых находится топочная дверца, органы управления и датчик температуры (режима) и давления, сзади или сверху - выводы контура отопления, дымоход и выводы для электросети. Существует и ряд универсальных моделей, которые помимо твердого топлива, могут работать и на других видах топлива - электричестве и газе.

Пиролизные (газогенераторные) котлы требуют отдельного разговора, поэтому их мы рассмотрим в отдельной статье.

Отопительные печи часто отличаются от котлов предусмотренной еще при изготовлении возможностью готовить на них пищу. Также большинство модели печей предназначены для местного обогрева - они не предназначены для присоединения контура отопления. Существуют и печи с двумя дымоходами: для летнего режима и для зимнего режима. Многие фирмы предлагают печи длительного горения - они работают на пиролизном методе сгорания. Для лучшего и полного сгорания топлива данные печи оборудуются принудительной вентиляцией.

Одни котлы могут устанавливаться отдельно, другие предназначены для встройки в кирпичную обмуровку. Следует заметить, что расположение котла в кирпичной или каменной кладке увеличивает инерционность обогрева самого помещения , в которой он установлен - камень дольше нагревается, но и дольше остывает. Конечно, это редко имеет значение, ведь к котлу присоединен контур отопления и все комнаты хорошо обогреваются, а сам котел обычно устанавливают в небольшом подсобном или специальном помещении.

Большинство твердотопливных котлов боятся перегрева , поэтому часто за ними нужен более внимательный уход при эксплуатации. Обусловлено это невозможностью их моментальной остановки и большой инерционностью. Часто котлы оборудуются элементами защиты от перегрева. Она может быть двух типов. Первый тип сводится к добавлению холодной воды в теплообменник через термоклапан, получающий сигнал от термодатчика. Второй тип сводится к установке так называемой «буферной» емкости на выходе из котла (конструктивно может быть и встроенной в котле), где перегретая вода смешивается с водой более низкой температуры. Существует еще один вид защиты, но он применяется редко - организация слива перегретой жидкости из системы . Такой вид в большей степени защищает саму отопительную систему, а не котел.

Автоматизация работы котлов

Для того, чтобы снизить показатель присутствия человека котлы оборудуются элементами автоматики. К ним относятся устройства подачи топлива в топку котла . Конструктивно представляет собой бункер для загрузки угля или гранул и устройство их дозирования и подачи в саму топку. Применение такой системы делает котел полностью автономным на сроки от 1 до 7 суток. У некоторых моделей котлов повторный розжиг возможен без участия человека. Есть и модели, которые даже оснащаются управлением через сотовую связь или сеть интернет с помощью специальных электронных блоков.

Конечно, вся функциональная автоматика требует постоянного наличия электричества. Поэтому такие котлы автоматически относятся к энергозависимым .

Также к устройствам автоматика можно отнести возможность переворота решеток колосников и очистки зольника. Реализуется это с помощью механических устройств. Обычно такие механизмы ставятся в стальных котлах.

Котлы, оснащенные системами автоматики, так и называются - автоматическими . В эксплуатации они долгое время не требуют для работы присутствия человека. Но, какими бы они не были, загружать топливо в предварительный бункер все-таки нужно, хотя бы раз неделю или месяц.

Достоинства и недостатки

К плюсам можно отнести следующие факторы:

• Простота конструкции и обслуживания.
• Доступность и относительная дешевизна топлива.
• Высокая инерционность : котел дольше находится в состоянии нагрева и сильнее обогревает помещение.
• Многие модели являются энергонезависимыми .

Минусы данных котлов

• Необходимость периодической чистки зольника и топки, а также ее загрузки топливом.
• Необходимость соблюдения правил безопасности при обращении с огнем и горячими деталями котла.
• Зависимость работы от уровня и давления воды в системе - в результате порой существует возможность перегрева при малом уровне . Исходя из этого - требование наличия расширительного бака и периодическая доливка воды. Во избежание отложений вода должна быть пропущенной через фильтр.
• Более низкий КПД , чем у других типов котлов (50−85% против 85−95% у газовых).
• Высокая инерционность при работе: для самого котла это минус - возможность перегрева.
• Трудная регулировка режима обогрева, из-за большой инерционности.

Исходя из всего вышеизложенного видно - у твердотопливных котлов, как и у всех других, имеются положительные и отрицательные стороны.

От автора. Пришлось мне как-то 1,5−2 года поработать кочегаром-истопником на самодельном мощном котле, замурованном в кирпич. Котел работал на дровах больших размеров (1−1,5 метра длиной) и угле. Обогревал он два автомобильных гаража на 3−6 больших грузовиков каждый и небольшой двухэтажный административный пристрой к одному из них. Что напрягало - постоянная каждодневная чистка от золы и шлака, и невозможность точно держать нужную температуру даже при качественном топливе. А некачественное (отсыревшее) топливо постоянно приходилось смачивать отработанным машинным маслом.

Жить в загородном доме, вдали от шума и выхлопных газов, мечта многих городских жителей. Но, приобретя участок под строительство или готовый коттедж, необходимо позаботится на только о строительстве и ремонте дома, а и о создания в нем комфорта. Первое, что приходит на ум, это комфортная температура внутри помещения в холодное время года. За городом об этом придется позаботится самостоятельно, ведь на центральное отопление не приходится рассчитывать.
Если раньше помещения отапливали с помощью печей, топливом для которых служили дрова и уголь, то сейчас их можно заменить на твердотопливные котлы длительного горения.

Некоторые сведения о твердотопливных котлах длительного горения

Плюсы установки твердотопливного котла:

• стоимость оборудования невысока, также затраты на его обслуживания достаточно демократичны;
• простота эксплуатации;
• большой межремонтный интервал и надежность работы оборудования;
• применение дров, пеллет, угля в качестве источника энергии;
• высокий КПД и экономичность работы;
• простота монтажа. Даже не имея особых навыков и инструментов владелец сможет самостоятельно смонтировать оборудование.

• для эффективного сжигания топливо перед подачей в топку необходимо просушить и соответственно должно быть выделено место под его хранение;
• котельное оборудование занимает много места и устанавливать его нужно в отдельном помещении;
• трудности точного регулирования температуры горячей воды;
• топливо в топку подается вручную.

Классификация твердотопливных котлов длительного горения

Котлы бывают как не энергозависимыми, так и энергозависимыми. Основным компонентом котла, потребляющим электрическую энергию, является автоматика безопасности и регулирования. В случае отсутствия электроэнергии происходит ее срабатывание и оборудование выключается.
Выбор твердотопливного котла.

Для того чтобы обеспечить качественное отопление и горячую воду, а также создать комфортные условия в помещении нужно ответственно подойти к выбору котельного оборудования. Экономить на приобретении котла не стоит. Но следует знать что не оказывает решающего значения на качество теплоснабжения, а какой элемент должен быть обязательно.

Важно, чтобы оборудование было подобрано правильно и его мощность соответствовала нагрузке помещения. Также при выборе нужно определиться на каком виде топлива будет работать котел. Наиболее распространенное твердое топливо, для обогрева помещений, это дрова и уголь. Такое топливо имеет хорошее значение величины теплоты сгорания и стоимость его доступна. Кроме того при работе на дровах или угле коэффициент полезного действия котла достигает почти 90%. Загружать топливо необходимо примерно раз в 12 часов, чтобы обеспечить достаточную температуру воздуха.
Котлы работающие на пеллетах также широко распространены. Так как пеллеты по сути представляют прессованные отходы деревообрабатывающей и сельской промышленности, то и котлы целесообразно устанавливать в местах, максимально доступных к производству этого топлива. Преимуществом такого вида топлива является, то что оно сграет практически полностью, не образуя золы. При этом достаточно загружать порцию топлива примерно раз в 4-5 часов, чтобы температура в помещении соответствовала нормативам.

Экономически обоснованным будет установка котла работающего на щепе, если такой вид топлива производится в непосредственной близости. В основном такие котлы используют предприятия деревообрабатывающей промышленности, у которых такой вид топлива всегда в наличии.

Приобретая котел, необходимо обратить внимание на материал, из которого он сделан. Современные котлы длительного горения в основном изготавливают из чугуна или стали. Основным достоинством чугунного котла является его срок эксплуатации. По данным заводов-изготовителей он может достигать 50 лет. Но при этом такие котлы имеют ряд недостатков. Первый недостаток, это форма теплообменника. В чугунных котлах он имеет неудачную форму, которая приводит к неравномерному нагреву теплоносителя и возникновению «мертвых зон». В свою очередь теплоноситель в этих зонах при значительном понижении температур может замерзнуть и труба теплообменника лопнет. Чугунные котлы практически не ремонтируются. Для того, чтобы он продолжил свою работу необходима полная замена узла, вышедшего из строя. Это требует дополнительных финансовых вложений.
В стальных котлах установлен теплообменник, позволяющий сделать работу котла максимально эффективной. Согласно паспортным характеристикам КПД стальных котлов составляет 89-90%. Кроме того ремонт такого котла не займет много времени. После обнаружении течи, достаточно пригласить сварщика, который за несколько минут заварит ее.

Для того, чтобы обеспечить качественное теплоснабжение дома, вместе с котлом стоит установить циркуляционный насос. Но тут же возникает вопрос о том как обеспечить его постоянную работу и избежать отключение электроэнергии. Самым надежным способом будет установка дополнительного источника питания для котла и насоса. Также можно приобрести котел с возможностью отключения автоматического регулирования и перехода на ручной режим работы. Тогда циркуляция будет происходить за счет разницы температур и даже при отсутствии электроэнергии в доме будет тепло.

Эксплуатация твердотопливных котлов длительного горения

Для того, чтобы температура была постоянной необходимо периодически шевелить слой топлива для того, чтобы оно не закоксовывалось. Особенно это касается угля плохого качества. Можно пойти другим путем, укладывать несколько видов топлива слоями. Например, слой пеллетов, потом дрова и верхний слой каменный уголь. В этом случае коксования можно будет избежать.

При пуске вновь смонтированного оборудования в работу необходимо прогреть систему отопления, дымоход и сам котел. Это потребует дополнительного расхода топлива, зато позволит избежать некоторых проблем в процессе эксплуатации, таких как слабая тяга или образование конденсата на деталях оборудования.

В процессе эксплуатации необходимо будет удалять золу из топки. Периодичность этого зависит от вида топлива. Если топливом служат дрова, то они сгорают практически полностью, а их остатки просто осыпаются в зольник. Уголь имеет свойство спекаться и удалить его с топки немного сложнее, но это компенсируется частотой загрузки угля. Для поддержания температуры достаточно выполнять загрузку лишь дважды в сутки.
Если движение теплоносителя осуществляется только при помощи циркуляционного насоса и переход на естественную циркуляцию не предусмотрен, главное уберечь детали котла от размерзаний в случаях отключения электроэнергии и остановки насоса. Для этого необходимо качественно выполнить изоляцию участков системы, которые находятся на улице. При длительном отсутствии электроэнергии необходимо слить воду с системы.

Производители твердотопливных котлов

Котлы «Очаг» зарекомендовали себя надежным оборудованием, которое легко и просто эксплуатировать. Он выполнен из закаленной стали, толщиной 5 миллиметров и оснащен вентилятором и циркуляционным насосом. При работе на нем в качестве топлива можно использовать как дрова, так и уголь.

Применение твердотопливных котлов длительного горения для отопления и подогрева воды является прекрасной альтернативой котлам на газообразном топливе на фоне растущих цен на природный газ.