Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром – классификация и критерии выбора

Твёрдое топливо использовалось человеком для отопления своего жилища и приготовления пищи с начала времён. Тысячелетия назад это были обыкновенные дрова и хворост, одеревенелые останки высоких трав, бамбука и многолетних растений, сегодня в топку идут более благородные растения. Осина, берёза, дуб – деревья, выделяющие при горении максимальное количество тепла.

Современное котельное оборудование предполагает использование сырья не только разных типов, но и форм – в пеллетах, брикетах. Агрегаты для отопления стали практически автономными системами, которые поддерживают нужную температуру в доме почти без участия человека. Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром – это тема настоящей статьи.

Преимущества и недостатки

Прежде чем приступить к изучению конструкции твердотопливного котла, используемого для отопления частного дома, необходимо ознакомиться с достоинствами и недостатками, свойственными такому типу теплотехнического оборудования.

Достоинствами котлов длительного горения, работающих на твёрдом топливе, являются:

• экологическая безопасность;
• высокие показатели по теплоотдаче, составляющие до 90% от произведённой тепловой энергии;
• простота монтажа и обслуживания;
• возможность использования разных видов твёрдого топлива и его относительно невысокая стоимость;
• универсальность – возможность использования для отопления и горячего водоснабжения;
• компактность;
• длительные сроки горения, не требующие частой загрузки сжигаемого топлива;
• возможность работы в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

К недостаткам можно отнести следующие моменты:

• топливо, используемое в котлах длительного горения, должно соответствовать предъявляемым к нему требованиям (влажность, качество и т.д.);
• техника безопасности при использовании твердотопливных котлов должна соблюдаться на всех этапах выполняемых работ: хранение и подготовка топлива, сжигание и утилизация отходов;
• трудоёмкость загрузки топлива, если котлы не оснащены системами автоматики этого процесса;
• стоимость котлов данной группы несколько выше, чем у аналогов недлительного горения;
• для котлов, оснащённых системой автоматики, − зависимость от наличия электроснабжения и необходимость наличия помещений значительной площади, служащих для хранения топлива.

Тлеют и греют: особенности использования котлов длительного горения на дровах для дома. В специальной публикации нашего портала мы подробно расскажем о котлах длительного горения на дровах. Вы узнаете виды котлов и принцип работы, основные требования к системе отопления с дровяным котлом и ознакомитесь с расчётом мощности дровяного котла.

Конструкция и принцип работы

Принцип работы любого котла, работающего на твёрдом топливе, основан на его сжигании в топочной камере и передаче полученной тепловой энергии теплоносителю, циркулирующему в системе отопления или горячего водоснабжения. Весь процесс работы можно разбить на несколько этапов:

• розжиг – когда осуществляется поджигание используемого топлива;
• прогрев камеры сжигания и теплоносителя до заданной температуры;
• сжигание всего объёма заложенного топлива.

Отличительной особенностью котлов длительного горения является то, что сжигание топлива происходит не сразу во всём его объёме, а постепенно, что обусловлено их конструкцией. Так, в котлах с верхней подачей воздуха он подаётся в топку сверху, поэтому изначально сгорает верхний слой топлива, а уже затем последующие.

В пиролизных котлах подача воздуха ограничена, поэтому топливо не горит, а тлеет, в результате чего образуется пиролизный газ, который после соединения с воздухом сгорает в топочной камере. Основными конструктивными элементами любого котла, работающего на твёрдом топливе, являются:

• камера сгорания, оснащённая колосниковой решёткой;
• поддувало;
• зольник;
• теплообменник.

В котлах длительного горения добавляется камера дожига пиролизных газов и специальная система подачи воздуха. Кроме этого, в моделях с водяным контуром предусматривается водяная рубашка или система труб, по которым циркулирует теплоноситель.

Как выбрать и на что обратить внимание

Критериями выбора для котлов длительного горения, работающих на твёрдом топливе, являются следующие показатели:

1. Вид топлива, на который рассчитан котёл, должен быть доступным для использования.
2. Мощность – от неё зависит площадь отапливаемых помещений и температурный режим теплоносителя.

   

3. Тип тяги, создаваемой в топке котла, (естественная или принудительная) − определяет возможность использования в том или ином месте размещения и оказывает влияние на производительность котла.
4. КПД – зависит от вида топлива, конструктивных особенностей и наличия дополнительного оборудования (вытяжка, подача топлива и т.д.).
5. Тип теплообменника (стальной или чугунный) – оказывает влияние на надёжность устройства и его теплотехнические характеристики.
6. Размер камеры сгорания и способ загрузки топлива – определяют цикличность режима использования и возможность выполнения обслуживания в автоматическом режиме.
7. Стоимость – зависит от всех выше перечисленных критериев, а также бренда предприятия-производителя, его известности и надёжности.

Котлы твердотопливные длительного горения используются для отопления в разных регионах нашей страны. От того, на какой территории используется котёл, зависит выбор необходимого отопительного оборудования и топлива к нему. Так, на Севере и в Сибири наиболее широко используются дрова, на Кузбассе – уголь, а в южных регионах − саман и торф. В последние годы в России появилось большое количество предприятий, производящих пеллеты, являющиеся отходами деревообрабатывающих производств, в связи с чем, пеллетные котлы стали также востребованы на отечественном рынке.

При выборе твердотопливного котла необходимо обратить внимание на следующие моменты:

• Мощность агрегата должна соответствовать размерам отапливаемого помещения.
• Масса – определяет вид основания, на котором располагается котёл. Оно должно быть прочным и не деформироваться под воздействием наружного воздуха (промерзание грунта, пучинистость, грунтовые воды).
• Расположение водяной рубашки – определяет месторасположение котла. Если материал стен помещения, где будет монтироваться котёл, выполнен из горючих материалов, то необходимо их обработать противопожарными составами и обшить специальными материалам (асбест + металлический лист или аналогичными).
• Конструкция и доступность зольника – определяют удобство обслуживания котла и выполнение профилактических работ.

Классификация

Котлы отопления на твёрдом топливе длительного горения классифицируются по следующим признакам:

• способ сжигания – традиционно, методом пиролиза или «сверху вниз»;
• материал, используемый при изготовлении, – сталь или чугун;
• тип используемого топлива – дрова или опилки, уголь или пеллеты, торфяные брикеты или универсального вида использования;
• количество контуров: одноконтурные используются только для отопления, двухконтурные обеспечивают, кроме этого, и горячей водой;
• мощности – малой, средней и большой;
• объём загрузочной камеры, зависящий от мощности, вида используемого топлива и наличия системы его автоматической загрузки;
• коэффициент полезного действия;
• наличие системы автоматики – загрузка топлива вручную или в автоматическом режиме.

Виды

Как уже было написано выше, твердотопливные котлы по способу сжигания классифицируются следующим образом:

Пиролизные – имеющие две камеры сгорания.

В первой камере топливо тлеет, и выделяется пиролизный газ, а во второй – образовавшийся газ смешивается с кислородом и сжигается.

Достоинствами котлов данного типа являются:

• низкий процент выброса вредных веществ в атмосферу, в сравнении с аналогами прочих видов;
• малое количество сажи, образующейся в процессе использования;
• возможность регулировки мощности во время работы посредством установки систем автоматики.

К недостаткам можно отнести: оптимальный режим работы можно настроить только с использованием системы автоматики, требующей надёжного электроснабжения.

С верхним горением топлива.

Достоинствами котлов данного вида являются:

• удобство обслуживания;
• для работы в автоматическом режиме необходим минимальный объём средств автоматики;
• энергонезависимость от сетей электроснабжения.

Недостатками котлов данного вида являются следующие показатели:

• при сжигании топлива образуется большое количество золы, что сокращает время между циклами проведения профилактических работ;
• сложность загрузки топлива и высокие требования к нему по размерам (длине, фракции и т.д.);
• образование конденсата на внутренней поверхности теплообменника;
• трудности с запуском котла в работу, связанные с его розжигом;
• нельзя использовать опилки или щепу мелкой фракции, т.к. это приведёт к засорению колосниковых решёток и как следствие – остановке котла.

Пеллетные – работающие с использованием пеллет и топливных брикетов.

Достоинствами котлов данного вида являются:

• экологическая безопасность;
• эффективность использования;
• экономичность;
• длительные сроки эксплуатации.

Недостатками являются:

• высокая стоимость;
• сложности, связанные с хранением пеллет. Нельзя допускать повышенную влажность воздуха, приводящую к снижению их качества.

Выбираем лучшие печи для дома на дровах длительного горения. В специальной публикации нашего портала мы подробно расскажем о печах на дровах длительного горения. Вы узнаете достоинства и недостатки печей длительного горения на дровах и узнаете правила эксплуатации печей длительного горения.

Рейтинг лучших производителей

Теплотехническое оборудование востребовано всегда и везде, поэтому его производством занимаются все технически развитые страны мира. Среди зарубежных производителей котлов, работающих на твёрдом топливе, в нашей стране наибольшим спросом пользуются модели таких компаний, как:

1. «Buderus» (Германия) – специализируется на производстве отопительной техники.
2. «Stropuva» (Литва) – занимается производством твердотопливных котлов длительного горения и запорно-регулирующей арматуры, а также водонагревателей и дымоходов.
3. «WATTEK» (Чехия) – решает вопросы отопления в комплексе от проектирования и производства до монтажа и обслуживания.
4. «Wirbel» (Австрия) – занимается выпуском отопительных котлов различного типа: твердотопливные, электрические и т.д.
5. «ACV» (Бельгия) – производит оборудование для отопления и горячего водоснабжения как бытового, так и промышленного предназначения.

Твердотопливные котлы длительного горения российского производства, пользующиеся популярностью среди пользователей, − это модели таких компаний, как:

1. «ZOTA» (г. Красноярск) – выпускает котлы различных видов и прочее теплотехническое и сантехническое оборудование.
2. ООО ТК «ТеплоГарант» (г. Кострома) – выпускает бытовые и промышленные котлы, а также комплектующие к ним.
3. «НМК» (Новосибирская металлообрабатывающая компания) – выпускает продукцию различного назначения, в том числе и котлы длительного горения серии «Магнум».

Как сделать своими руками

При умении работать ручным слесарным и электрическим инструментом, а также имея навыки работы со сварочным оборудованием, твердотопливный котёл длительного горения можно изготовить своими руками. Конструкция, имеющая в своём составе водяной контур, достаточно сложна для самостоятельного изготовления, а чисто отопительного типа – может быть собрана из подручных средств.

Для этого потребуется:

• найти или разработать чертёж в соответствии с видом имеющегося топлива и наличием материалов, возможных к использованию;
• подготовить оборудование и инструмент;
• изготовить эскизы и лекала в соответствии с разработанными чертежами;
• подготовить материалы, используемые при изготовлении.

Вариантов конструкций может быть большое количество, всё зависит от фантазии и технической грамотности исполнителя и имеющихся материалов. Для изготовления могут быть использованы старые газовые баллоны или водяные титаны, стальные трубы большого диаметра или листовой металл, а также фасонные части, которые придётся приобрести или изготовить отдельно: колосниковые решётки, дверцы и заслонки.

Где купить, цена на популярные модели

Цены на твердотопливные котлы зависят от места приобретения, их технических характеристик, а также бренда производителя. Котёл – это не штучный товар, и его нельзя купить в супермаркете или магазине шаговой доступности. Реализацией подобных изделий занимаются специализированные организации и компании, работающие в этом сегменте оборудования.

В крупных городах есть представительства компаний производителей наиболее популярных брендов, а в небольших населённых пунктах необходимо заказывать понравившуюся модель и осуществлять доставку каким-либо удобным способом (самовывоз, транспортные компании и т.д.). Стоимость наиболее популярных моделей, определённых по отзывам пользователей, при реализации через специализированные организации приведена в следующей таблице.

Большое разнообразие моделей котлов может ввести в заблуждение даже человека, подкованного в вопросах, связанных с организацией системы отопления в доме. Впрочем, наши рекомендации позволят избежать неловких моментов при монтаже и выборе котла длительного горения.

Видео-обзор по самостоятельному изготовлению