Содержание
- Устройство и принцип работы
- Классификация твердотопливных котлов
- Как выбрать твердотопливный котел для частного дома
Устройство и принцип работы
Твердотопливный котел – напольная энергетическая установка прямоугольной или цилиндрической формы. Используется для организации отопления и горячего водоснабжения при сжигании твердого топлива: угля, дров, брикетов, пеллет и других энергоотходов промышленной деятельности. Специфика работы современных котлов отопления остается неизменной уже много лет:
- Топливо помещают в топку и поджигают.
- Теплообменник нагревается и раздает тепловую энергию теплоносителю. Нагретый теплоноситель уходит в систему отопления дома, нагревает батареи и снова возвращается в котел.
- Чтобы топливо горело, необходим кислород. Он поступает из помещения через поддувало – отверстие в нижней части котла. Через дымоход, благодаря естественной тяге, выходят дым и копоть.
- На дне камеры сгорания установлена колосниковая решетка. Через нее просеивается сгоревшее топливо, которое собирается снизу в ящике для золы.
Интенсивность горения зависит от количества подаваемого на пламя воздуха. Чем шире открыто поддувало, тем больше воздуха поступает. Этот процесс корректируется движением механического регулятора, который предусмотрен во многих современных установках. В некоторых моделях котлов на верхней части корпуса имеется варочная плита.
Классификация твердотопливных котлов
По назначению
Твердотопливные котлы работают по одному принципу, но в их конструкции могут быть различия.
Классические твердотопливные схожи с обычными печами, в которых тепло является результатом пламенного горения дров или угля. Материал загружают через одну дверцу, а через другую убирают золу и несгоревшие массы. Обычно для дровяных котлов, которые применяют в системе с естественной циркуляцией, устанавливают теплообменник из чугуна или стали. Такие котлы хорошо подходят для бани.
Преимущества:
- для работы многих моделей котлов не требуется электричество;
- КПД около 80%;
- большинство моделей универсальны;
- высокая степень безопасности;
- недорогое топливо (зависит от региона);
- простота использования.
Недостатки:
- установить котел можно только в специальном помещении;
- необходима площадка для топлива;
- требуется частая чистка и загрузка;
- некомфортное использование.
Пиролизные имеют более сложное устройство. Конструкция содержит две камеры сгорания. В основную камеру помещают твердое топливо (дрова). Под действием высокой температуры и недостатка кислорода выделяется пиролизный газ. Он выходит во вторую камеру, сгорает и нагревает теплоноситель. Сгоревшие дрова оставляют лишь древесный уголь.
Преимущества:
- КПД около 90%;
- Низкое потребление топлива;
- экономная работа;
- можно установить котел в сочетании с бойлером косвенного нагрева;
- автоматическое управление, которое облегчает эксплуатацию.
Недостатки:
- для обслуживания нужно подготовленное помещение и место для топлива;
- необходимость регулярного обслуживания;
- требуется энергоснабжение;
- дрова для сжигания должны быть сухими;
- нестабильное горение при неполной загрузке камеры;
- высокая цена.
Котлы длительного горения схожи с пиролизными котлами, но имеют свои технические особенности. В камере загрузки топливо тлеет, образуются газы, которые уходят во второй отсек и там догорают. В процессе горения участвует лишь топливо, расположенное сверху. Это позволяет реже добавлять горючее, поэтому увеличивается КПД. Одна загрузка котла длительного горения на дровах будет работать двое суток.
Преимущества:
- многие модели энергозависимы;
- КПД около 85%;
- продолжительное время горения;
- независимость от объема загруженного топлива;
- экономичность;
- удобное обслуживание.
Недостатки:
- необходимо обслуживание, специальное помещение и площадка для складирования топлива;
- во всех моделях неудобные дверцы;
- дороговизна.
Пеллетные (автоматические) котлы работают так же, как традиционные. Разница лишь в бункере для хранения топлива. Когда основная масса материалов прогорит, автоматика добавит их из бункера. Перерывы между пополнениями бункера составляют около недели. Помимо этого, автоматические котлы можно персонализировать и настроить так, как нужно именно вам. Пеллеты – это гранулы, которые считаются самым экологичным видом топлива. Изготавливаются из древесных отходов — опилок, стружки и т.п. КПД котлов достигает 91-95%.
Преимущества:
- экономичное использовани;
- минимум технического вмешательства
- простое управление;
- высокий уровень автоматизации;
- экологическая безопасность.
Недостатки:
- нуждается в обслуживании;
- требуется подготовленное помещение и площадка для хранения топлива;
- высокая стоимость.
По материалу теплообменников
Основной элемент котла – первичный теплообменник, роль которого на себя принимают стенки камеры сгорания. Здесь движется теплоноситель (обычно вода), который собирает тепло сжигаемого топлива. Материал теплообменника влияет на цену котла, практичность, срок службы и вид топлива. Теплообменники бывают двух типов:
- Стальной. Распространенный вид благодаря низкой стоимости и небольшому весу. Теплообменник из стали практичен и не реагирует на перепады температур. Стальные теплообменники редко используются для угольного топлива и никогда для антрацитового. Причина – высокая температура горения (800–1000°C), при которой сталь прогорает или плавится. Еще один недостаток стенок из стали – подверженность коррозии, от которой не помогает даже специальная обработка. Срок службы стальных теплообменников — 12-18 лет. Специалисты рекомендуют выбирать модели с толщиной стенок не менее 4 мм, оптимально – 5 мм.
- Чугунный. Тяжелый и дорогой, но долговечный и не подверженный коррозии вид. Теплообменники из чугуна служат более 30 лет. Устойчивость к температуре свыше 1000°C позволяет использовать любой вид угля, даже антрацит. К недостаткам можно отнести:
- сложную транспортировку и необходимость усиленной основы напольного покрытия, т.к. вес теплообменника составляет от 100 до 600 кг и более;
- восприимчивость к резким перепадам температур в системе отопления.
Разница температуры теплоносителя между подачей и обраткой более 50-55°C может привести к трещинам в стандартном сером чугуне. Такие деформации нередко встречаются в системе отопления больших частных домов. Чтобы избежать трещин, нужно установить трехходовой клапан. Он добавляет в холодную воду обратки теплую из подачи, корректируя температурную разницу.
По количеству контуров
Одноконтурные котлы разработаны для нагрева контура отопления. Двухконтурные модели имеют дополнительный контур ГВС. Отсутствие прямого соединения между контурами препятствует слиянию санитарной и технической вод. Использование двухконтурных моделей для организации горячей воды в доме – наиболее дешевый способ, ведь стоимость таких котлов выше всего на 30-50%. Стоит учесть, что такой вариант нагрева воды больше подходит для газовых котлов. Твердотопливные модели лучше дополнить буферной емкостью (теплоаккумулятором). Во-первых, в классических твердотопливных котлах выделение тепла – цикличный процесс. Топливо разгорается, отдает тепло, а затем горение затухает. Такая схема не позволяет создавать стабильный нагрев санитарной воды. Во-вторых, если в доме теплые полы, все равно придется установить теплоаккумулятор. Без него система не будет безопасной, а вероятность аварии возрастет. В-третьих, среди классических твердотопливных котлов длительного горения нет двухконтурных моделей.
Универсальная буферная емкость имеет второй контур ГВС и выходы для контура теплого пола. Применение двухконтурного котла для создания горячего водоснабжения в доме оправданно в том случае, если вы живете в нем временно.
Как выбрать твердотопливный котел для частного дома
Определиться с моделью котла необходимо уже при создании проекта. Особенности, которые нужно при этом учитывать:
- Мощность котла и вид топлива зависят от общей площади строения и высоты стен в комнатах.
- Теплопотери с учетом материалов и толщины стен здания, перекрытий строительной конструкции, площади всех оконных и дверных проемов.
- Чтобы определить необходимые параметры обогрева, учитывайте самую низкую температуру в зимнее время.
- При слабой тяге дымохода создайте условия дополнительной подачи воздуха. Для этого подойдет котел с вентилятором.
Определение необходимой мощности твердотопливного котла лучше поручить теплотехнику. Если получить консультацию специалиста невозможно, используйте инструкцию для подсчетов.
Мощность устройства определяется по такой формуле: на обогрев 10 м2 площади + высота стен до 3 м = 1кВт + 20% дополнительного запаса. Недостаточная мощность котла потребует дополнительного вмешательства в холодное время года. Для поддержания комфортной температуры в помещении в топку регулярно нужно докладывать топливо. Например, мощности агрегата в 10 кВт хватит на обогрев дома площадью 80 м2.
Твердотопливные котлы – оптимальное решение для жилых районов с дефицитом электроэнергии и невозможностью обогревать помещение газом. Большой ассортимент твердотопливных котлов позволяет выбрать оптимальную модель. У многих котлов одинаковые технические параметры, а разница заключается в цене и степени автоматизации.
