Твердотопливный котел с электротенами преимущества и недостатки

Особенности монтажа

Для обогрева жилища малой квадратуры целесообразно выполнить монтаж непосредственно в самом доме. Также котельная может быть оборудована как отдельно стоящее здание или внутри других хозяйственных построек.

Устройство твердотопливного котла

В таком случае отопительная труба прокладывается всегда под землей обязательно ниже уровня промерзания грунта, обеспечивается теплоизоляция. В котельной температура воздуха должна быть на уровне 10 град., отдельно следует позаботиться об оборудовании качественной вентиляции.

Совет. Можно оборудовать изолированную мини-котельную в подвале либо на первом этаже дома, а также отвести там место под запас топлива.

Напольное покрытие на месте установки должно быть негорючим, ровным и твердым. Для повышения прочности пола котел устанавливается на тонкой стяжке из бетона. Перед отопительным агрегатом обязательно укладывается лист металла площадью не менее 1 кв. м.

При монтаже следует точно придерживаться всех рекомендаций, приведенных в инструкции по эксплуатации котельного оборудования, касательно основных параметров дымоходов: сечения и высоты. Места соединения дымохода с дымовой трубой обязательно заполняются термостойким герметиком или обмазываются раствором глины.

Монтаж твердотопливного котла

Недостатки котлов, работающих на твёрдом топливе

Несмотря на явные преимущества, каждый владелец частного дома может столкнуться с недостатками, которыми обладают все виды твердотопливных котлов длительного горения. В большинстве случаев они связаны с особенностями эксплуатации теплогенератора, среди которых выделяется:

• Необходимость частой подгрузки топлива;
• Выделение дыма в котлах с верхней загрузкой;
• Необходимость постоянного поддержания температуры воды;
• Длительность и трудоёмкость прогрева при холодных запусках;
• Частота обслуживания.

Однако, большинство владельцев загородных домов, прежде чем выбрать бытовые теплогенераторы на твёрдом топливе, предпочитают ознакомиться с этими недостатками. Более того, преимущества зачастую перекрывают их. Однако пренебрежение минусами в будущем может привести к серьёзным последствиям.

Виды твердотопливных котлов для отопления частного дома

Различия в твердотопливных котлах связаны с:

1. Технологией подачи ресурсов.
2. Существующей системой сгорания.

Пеллетные

Автоматическая загрузка производится из бункера. В зависимости от его объёма, одной закладки хватает на срок от недели до месяца. Так как твердотопливный котел работает самостоятельно, возможно настроить режимы отопления в зависимости от времени суток и дня недели.

Фото 1. Твердотопливный пеллетный котел. В правой части прибора находится бункер для загрузки пеллет.

Автоматические модели твердотопливных котлов работают только на пеллетах. Это древесные гранулы, которые получают прессованием опилок, стружек, коры, лузги и других подобных древесных отходов. Пеллеты не сгорают, а долго тлеют, выделяя значительное количество тепла. Поэтому они дают довольно высокий КПД, до 90—95%.

Важно! Из-за автоматики потребуется постоянный источник электричества. На случай перебоев желательно приобрести ИБП

С ручной загрузкой

Остальные виды твердотопливных котлов загружаются только вручную. Источником тепла служат:

• дрова;
• уголь;
• штыб;
• кокс;
• брикеты;
• торф.

Срок работы одной закладки зависит от объёма топливной камеры и использующихся технологий горения. Для удобства дверцу котла располагают под наклоном. Это облегчает загрузку и дальнейшее обслуживание устройства.

Недостаток подобных моделей твердотопливных котлов — невозможность автоматической работы. Для поддержания процесса требуются периодические усилия человека.

Зато зависимость от электричества снижается. К тому же используются разные виды ресурсов и легче подобрать наиболее доступные в данной местности.

Справка. Существуют модели твердотопливных котлов с автоматической и механической регулировкой температуры. В последнем случае применяется механический регулятор тяги (заслонка). Он не зависит от наличия электричества.

Твердотопливные котлы с ручной загрузкой подразделяется на типы в зависимости от конструктивных особенностей. Выделяют такие технологии:

• классическая;
• пиролизная;
• длительного горения.

Классические

В таких твердотопливных котлах не применяются технологии, увеличивающие длительность и эффективность горения. Поэтому древесина в них сгорает быстро, за несколько часов.

Эффективность таких котлов невысока, так как значительная часть тепла улетучивается через дымоход.

К достоинствам подобных моделей твердотопливных котлов относится низкая стоимость, связанная с тем, что внутренняя конструкция простая.

Пиролизные

Как видно из названия, используется технология пиролизного сгорания. При первичном сгорании с недостатком кислорода образуются пиролизные газы, которые также способны гореть, выделяя значительное количество тепла.

Конструкция усложняется по сравнению с классическим вариантом твердотопливыных котлов. Над основной камерой сгорания располагают дополнительную, где собираются и сгорают газы.

Благодаря этому увеличиваются:

• эффективность (до 85—95% в зависимости от типа сырья);
• длительность работы одной закладки.

К другим плюсам подобных твердотопливных котлов относят точную регулировку температуры и меньшее количество сажи и шлаков. Недостатками котлов считаются:

1. Высокая цена (окупается в процессе эксплуатации).
2. Необходимость использования только сухого топлива (иначе процесс пиролиза не начнётся).

Фото 2. Внутреннее устройство твердотопливного пиролизного котла и принципы его работы на разных этапах.

Длительного горения

В твердотопливных котлах данного типа используется другая технология. Дрова горят не снизу вверх, как при классическом варианте, а сверху вниз. Горение становится медленным и эффективным. Поэтому закладки дров в котел хватает до суток и более, а угля — до недели. Как и пиролизные, данные твердотопливные котлы работают на всех типах древесных ресурсов.

Конструкция и принцип работы

Твердотопливный котел — энергетический устройство, напольного размещения, цилиндрической либо прямоугольной формой. Предназначается для производства тепловой энергии на нужды отопления и ГВС, путем сжигания твердых видов топлива: уголь, дрова, брикеты, пеллеты и других энергетических отходов промышленного производства.

Практически все твердотопливные агрегаты имеют равную базовую конструкцию, которая отличается только размерами и конфигурацией некоторых функциональных узлов. Обычно конструкции такого отопителя состоят:

1. Топочная камера с дверкой для загрузки топлива.
2. Колосниковая решетка, для удержания горящего топлива.
3. Зольная камера со створкой, для сбора твердых остатков горения.
4. Водяная рубашка или подогреватель для контура отопления и ГВС.
5. Дымоотвод с заслонкой.
6. Автоматический блок управления и защиты.
7. Патрубки на подаче и обратке теплоносителя для обвязки с внутридомовой системой отопления.

Для пиролизных котлов, которые работают на минимальном количестве дутьевого воздуха, потребуется дополнительная камера для сжигания пиролизного газа. Имеются также конструкционные отличия для котлов длительного горения, в которых сжигание происходит сверху вниз.

Основной принцип функционирования отопительного агрегата:

1. Загрузка топлива в топку в ручном или автоматическом режиме.
2. Процесс розжига топлива в ручном или автоматическом режиме;
3. Процесс горения и передача тепловой энергии водяному теплоносителю в контуре отопления или ГВС.
4. Вывод отработанных дымовых газов через дымоотводящую систему в атмосферу с применением естественной или принудительной циркуляции движения газов.
5. Циркуляция теплоносителя по внутридомовой системе отопления с помощью принудительной или естественной циркуляции движения теплоносителя.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

• высокий уровень экологической безопасности;
• повышенные возможности теплоотдачи, который составляют до 90 процентов произведённой тепловой энергии;
• оборудование легко монтировать и обслуживать;
• для растопки можно применять различные виды твердого топлива, в том числе и недорогие;
• устройство возможно использовать как для отопления, так и для горячего водоснабжения;
• компактные размеры котла;
• нет необходимости в постоянной и частой загрузке сырья для поддержания горения;
• оборудование может работать в автономном режиме без постоянного присутствия человека.

Недостатки:

сырье, используемое для растопки в котлов длительного горения, должно соответствовать определенным требованиям качества и влажности;
важно неукоснительное следование правилам техники безопасности на любой стадии работ, будь то транспортировка и хранение горючего, его сжигание, утилизация отходов работы котла;
значительный уровень трудозатрат при загрузке сырья в неавтоматизированных котлах;
высокий уровень стоимости подобного агрегата в сравнении с обычными котлами;
автоматизированное оборудование зависит от постоянного доступа к электросети;
для хранения растопочных материалов нужно иметь достаточную свободную площадь.

Виды твердотопливных котлов с водяным контуром

Котлы с водяным контуром подразделяются на традиционные, длительного горения, универсальные и пиролизные — в зависимости от типа горения.

• Универсальные — функционируют на любом топливе с возможностью подключения газовой горелки. Они оснащены качественной системой безопасности, предотвращающей возгорание или остановку работы без контроля оператора.
• Длительного горения – работают по принципу свечки, что обеспечивает бесперебойное отопление от суток до недели. Однако из-за особенностей конструкции достаточно дороги.
• Пиролизные – с двумя топливными камерами, которые потребляют топливо и образующийся при его сгорании газ. Обладают очень высоким КПД, дают меньше теплового загрязнения.
• Традиционные – похожи по принципу на обычную печь, не требовательны к электричеству, доступны и относительно дешевы.

Виды твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы изготавливаются только с напольным вариантом установки, они могут быть предназначены, как для сжигания только одного вида топлива, как классические агрегаты, так и для разных видов топлива, как пиролизные и пеллетные.

Устройства чаще выпускаются одноконтурными, но в большинстве вариантов имеют возможность включения внешнего бойлера косвенного нагрева ГВС. Кроме того современные котлы, работающие на твердом топливе оборудуются электрическими ТЭНами для поддержания температуры внутреннего контура отопления в ночное время или при отсутствии жильцов дома.

Классические

Этим модификациям агрегатам уже больше двухсот лет и они имеют традиционную конструкцию. Комплектуются топочной и зольной камерами, ёмкостным теплообменником в виде водяной рубашки и дымовентиляционной системой.

Работают такие агрегаты на любом твердом топливе. Они мало эффективны, поскольку не имеют развитых поверхностей нагрева. Это приводит к тому, что в них большие потери тепла с уходящими газами, порядка до 20 %.

Кроме того они не имеют автоматической подачи топлива, засыпка топлива происходит каждые 2-3 часа в ручную. Агрегаты работают с естественным отводом топочных газов в атмосферу, управление процессом горения выполняется в ручном режиме, через регулировочную заслонку для подачи воздуха.

Контур отопления подключается к внутридомовой системе теплоснабжения, работающей по принципу естественной циркуляции. Обычно мощность таких агрегатов не высокая, они способны обогреть дома с площадью не выше 150 м2.

Пиролизные

Нормальное функционирование агрегатов данного класса протекает в режиме генерации на базе тления топлива с выделением летучих веществ. В теплотехнике такой технологический процесс именуется пиролизом.

В качестве энергоносителей, как правило, применяется древесина. Под воздействием высочайших температур и дефицита воздуха они расщепляются до газообразных летучих веществ, которые сгорают в пиролизной камере, с выработкой тепловой энергии, которая через теплообменник передается греющему теплоносителю отопительного контура.

Для реализации пиролизного процесса топка разделена на 2 рабочие камеры. В основной — топливо тлеет, с выделением горючих газов, которые  догорают в зоне дожига при температуре 1200 С , обогащенные вторичным воздухом.

Пеплетные

Такие котлы сжигают специально приготовленное топливо — пеллеты в виде гранул, полученных в процессе переработки производственных и сельскохозяйственных отходов: опилок, фрагментов растений и торфа.

Они характеризуются небольшой влажностью и очень высокой теплотворной способностью и определенной текучестью, что позволяет организовать автоматическую подачу топлива в котел без участия человека.

Котлы оборудованы системой автоматического розжига и регулирования процесса горения, что обуславливает высокие показатели эффективности — КПД до 92 %. Агрегаты способны отапливать помещения с большой площадью – 1000 м2. Они экологически безопасны, поскольку обеспечивают полное сжигание вредных веществ в топливе.

Выбираем материал теплообменника твердотопливного котла для частного дома

1. Чугунный. Это секционная конструкция и потому каждая отдельная секция может быть легко заменена в случае выхода из строя. Также, такой разборный вариант твердотопливного котла для частного дома удобнее при перевозке, обслуживании, монтаже, в случае починки при разгерметизации. Чистить такие приборы можно реже, так как в процессе эксплуатации чугун покрывается в основном сухой ржавчиной, а влажной коррозии он подвергается намного медленнее, чем сталь. У них выше показатель тепловой инерционности, то есть они дольше греются, но вместе с тем и значительно медленнее остывают. Основным и достаточно серьёзным недостатком считают их неустойчивость к резким сменам температур. Если в горячий, не успевший остыть теплообменник из чугуна попадёт холодная жидкость, такой термический удар может вызвать появление трещин и ваш котел попросту лопнет. Поэтому, нужно быть очень внимательным при использовании и избегать большой температурной разницы между обратной и подающей линиями.
2. Стальной. Это цельный моноблок собранный и сваренный в промышленных условиях. Такой твердотопливный котёл для частного дома не разбирается, поэтому с очищением и обслуживанием могут возникнуть ряд проблем, хотя специалисты с ними вполне справляются. Стали не страшны, как чугуну, температурные перепады — это металл значительно эластичней, потому выдерживает даже подпитку холодной водой в обратную линию. Благодаря такой стойкости к термическим ударам в оборудовании со стальными теплообменниками широко используется автоматика. Несмотря на то, что температурные перепады переносятся хорошо, злоупотреблять ими всё-таки не стоит. Ведь если они большие и происходят достаточно часто, то могут появиться в местах, ослабленных сваркой трещины. При повреждениях, проедающей стенки ржавчине, большом отложении солей, прогорании весь аппарат приходит в негодность, так как заварить его скорее всего не получится и тут нет секций, которые можно легко заменить. Что касается самой работы, такие твердотопливные котлы быстрее нагреваются, но и остывают тоже за меньшее количество времени.

Преимущества и недостатки газовых котлов

Газовые котлы – это современные и безопасные отопительные приборы. Их часто устанавливают во многих населенных пунктах, где проходит магистраль газоснабжения.

Газовая система отопления имеет ряд преимуществ:

• простота использования благодаря полностью автоматизированному рабочему процессу;
• возможность обогрева, как маленьких помещений, так и зданий с огромной площадью;
• экономичность за счет повышенного коэффициента полезного действия и способности отдавать большую часть энергии, чем потреблять;
• безопасность использования за счет автоматического розжига котла при непредвиденном угасании пламени;
• длительный эксплуатационный период – срок службы многих котлов составляет пятнадцать лет;
• хорошие экологические показатели – при сгорании газа выделяется минимальное количество вредных веществ, не образовывается копоть и сажа.

Недостатков у газовой отопительной системы немного:

• обязательная установка автоматики для исключения утечек газа;
• особые требования к помещению, в которое устанавливается агрегат;
• необходимость сооружения дымохода;
• проведение ежегодной проверки и чистка котла.

Установка отопительного газового устройства производится только с разрешения службы Газтехнадзора.

В зданиях с площадью меньше ста квадратных метров выгодней использовать электрокотлы.
газовые котлы

Для чего нужны топливные аккумуляторы

Это разновидность пассивной отопительной арматуры делающей эксплуатацию системы отопления такой же удобной как и при использовании газового котла. В нем хранится избыток тепловой энергии, когда твердотопливный котел работает в штатном режиме, нагревая воду для системы отопления и ГВС.

Когда интенсивность пламени в топке снижается вплоть до полного угасания, горячая вода из аккумулятора автоматически начинает подаваться в систему. Таким образом можно поддерживать комфортную температуру до следующего розжига котла после чего аккумулятор автоматически возвращается в режим зарядки.

Конструкция

Представляет собой металлический бак различной, но чаще всего овальной формы, оснащенный фланцами для подключения входящих и выходящих трубопроводов.

По имеющейся оснастке аккумуляторы подразделяют на:

• Простые – не имеющие внутри дополнительных узлов.
• Сложные – оснащенные дополнительными конструктивными элементами, располагаемыми внутри.

Емкость выполняется из углеродистой или нержавеющей стали путем сваривания листового металла. Внутри аккумулятора могут находиться теплообменники через которые циркулирует котловая вода тем самым подогревая воду в емкости.

Их количество и конструкция обуславливаются мощностью аккумулирующего устройства. В качестве дополнительных также могут применяться отдельная емкость для подогрева воды на нужды ГВС и встроенный электронагреватель.

Принцип работы теплоаккумулятора

Принцип работы твердотопливного котла ранее подразумевал необходимость круглосуточного добавления топлива. С появлением теплоаккумулятора эта проблема исчезла. Котловая вода проходя через теплообменники внутри бака частично отдает свое тепло находящейся в нем воде и воде в дополнительном баке для нужд ГВС.

При полном сгорании топлива в топке циркулирующий по системе теплоноситель начинает охлаждаться и в систему подается теплоноситель из бака. Наличие автоматической подачи зависит от сложности отопительной системы, в самодельных же аккумуляторах нередко обходятся и без этой опции делая переключение вручную.

В некоторых моделях встраивают электрический нагреватель что позволяет еще больше увеличить время работы в режиме разрядки.

Где используется устройство?

Сфера применения аккумулятора – отопительные системы различной конструкции. По сути, нет ограничения ни для каких систем, однако чем она больше, тем должна быть большей и емкость резервуара. В промышленных моделях предусматривается возможность создания каскада из нескольких аккумуляторов подключаемых друг к другу.

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Котлы с верхним горением уже более 15 лет обеспечивают пользователей теплом. За это время они полностью подтвердили свою эффективность, которая обеспечивается следующими факторами:

• когда происходит закладка топлива, распределитель поднимается вверх, а после розжига опирается на дрова и опускается по мере их прогорания;
• в месте поступления воздуха, происходит неполное окисление углеводородов. Газ с частицами пепла переносится в верхнюю часть топочной камеры. Там к нему присоединяется кислород, в результате чего он дожигается и отдает оставшееся тепло;
• в начале камеры для сжигания газа, находится регулятор тяги. С его помощью автоматически определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений.

Котлы имеют следующие преимущества:

• длительное время работы и минимальное количество загрузок;
• энергонезависимость за счет работы с естественной циркуляцией и природной тяги;
• универсальность некоторых агрегатов в плане топлива: уголь, дрова, стружки, торф и др.;
• небольшое количество топлива способно обеспечить высокую эффективность работы;
• автоматизированная непрерывная работа котла для снабжения горячей водой и теплом;
• отсутствие сложных механизмов делает эксплуатацию котла простой даже для новичков;
• высокий уровень безопасности;
• длительный срок службы от 10-15 лет и более.

Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности

Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:

• высокая стоимость по сравнению с другими установками;
• чувствительность к изменениям температуры теплообменника. Возможно появление конденсата и окисление стальных элементов;
• повышенная зольность может засорять зону горения и снижать уровень теплоотдачи;
• необходимо регулярно вручную прочищать дымоход и зольник;
• неудобная закладка дров из-за конструктивных особенностей;
• нельзя загружать топливо больших размеров, например, не колотые дрова;
• топливо должно быть полностью сухим, поэтому нужно продумывать условия его хранения;
• неполная загрузка делает неудобным розжиг, т.к. топка достаточно глубокая;
• нельзя проводить дозагрузку, если процесс уже запущен;
• опорная балка и диск, служащие перегородкой между зонами горения твердого топлива и газа быстро выходят из строя.

Как видите, твердотопливные котлы верхнего горенияне лишены минусов, поэтому прежде, чем приобретать такое устройство, хорошо взвесьте все за и против.

Требования к топливу

Хотя столь долгоиграющие котлы и можно топить дровами или дровяными пеллетами, длительность их горения будет не 7 дней, а в зависимости от характеристик топлива – 12-30 часов. Качественные пеллеты могут обеспечить теплообразование максимум до 72 часов, т.е. до 3 суток.

Для обеспечения длительности горения до 7 суток необходимо использовать уголь. Оптимальный по соотношению цена-качество – каменный уголь. Наибольшей теплоотдачей обладает антрацит, однако стоимость такого угля – 8000-8500 руб. за тонну, что не дешево. Также отличной теплоотдачей и длительностью горения обладает древесный уголь (особенно из твердых пород дерева – марки А).

Как выбрать твердотопливный котел

Оборудование для отопления должно быть надежным, экономичным, способным поддерживать оптимальный микроклимат. Технику, отвечающую этим требованиям, предлагают отечественные и зарубежные компании. Какой твердотопливный котел лучше для частного дома, а какой может справиться только с отоплением небольшой дачи – зависит от ряда параметров, учитывающихся при выборе модели.

Тепловая мощность

Приобрести можно небольшой недорогой котел, но необходимо учитывать мощность оборудования. Производители обязательно указывают эту характеристику в технической документации. От тепловой мощности зависит максимальная площадь отапливаемого помещения. Эти параметры находятся в прямой зависимости: на 1 кВт не должно быть больше 10 кв.м. помещений при высоте потолков 2,7 метров. Для отопления небольшого дома в 60-70 кв.м. достаточно котла с тепловой мощностью 6-7 кВт.

Предварительные расчеты актуальны для небольших зданий. Более точные параметры должны учитывать калорийность используемого топлива, количество устанавливаемых радиаторов, наличие бойлера и его объем. Детальный расчет тепловой мощности рекомендуется заказать у теплотехников. Это поможет избавиться от проблем во время сильных морозов или при использовании низкокалорийного топлива.

КПД

Соотношение потребленного топлива к количеству полезного тепла называется КПД. Оборудования со 100% показателями нет, теплопотери возникают от недожога выделяемых газов, о чем соответствует появление сажи. Часть тепловой энергии уходит через трубу, другая – тратится на нагрев стенок и теплообмен с воздухом помещения, где установлено оборудования. Снижает КПД сырое топливо, неправильная подача воздуха.

Максимальный КПД у моделей пиролизного типа, сделать его более высоким позволяет не только высокая температура горения газов, но и полное прогорание топлива. Производители увеличивают КПД за счет монтажа комбинированной теплоизоляции, частью которой становится водяная рубашка – энергия тратится не на нагрев воздуха, а на увеличение температуры воды. Чем выше КПД – тем рентабельнее система отопления.

Вид горючего

Рекомендуется купить котел, который работает на доступном виде топлива. Автоматизированные пеллетные модели привлекают функционалом, но при отсутствии доступа к пеллетам можно остаться в холодном доме. Универсальные модели работают на каменном угле и дровах. Уголь горит дольше, что позволяет тратить на обслуживание минимум времени. Дрова – более доступный вид топлива.

При выборе модели, работающей на дровах, следует учесть рекомендуемый размер поленьев, способность эффективно сжигать сырое топливо. Пиролизные котлы функционируют на сухих дровах. Если нет возможности хранить топливо в помещении с нормальной влажностью, то от такого оборудования придется отказаться.

Материал теплообменника

Производители выпускают модели со стальными и чугунными теплообменниками. Изготовленные из жаропрочной стали теплообменники обладают небольшой инерционностью, отличаются простотой в обслуживании, небольшим весом и устойчивостью к механическим повреждениям. Из стали можно изготовить конструкцию любой сложности и улучшить рабочие параметры. Недостатки – короткий срок эксплуатации, риск прогорания и низкая устойчивость к коррозии.

Чугунные секционные теплообменники устойчивы к воздействию коррозии, кислот, высоким температурам. Хорошая теплоотдача позволяет использовать секции небольших размеров. Чугун хрупкий материал, не устойчивый к резким перепадам температур. Теплообменники имеют большой вес и отличаются низким КПД.

Количество контуров отопления

Модели с одним водяным контуром предназначены только для отопления. Двухконтурный котел обеспечит теплом и горячей водой. Эти модели более дорогие, поэтому при необходимости лучше использовать оборудование с возможностью подключения бойлера. Топить летом не всегда комфортно, в этой ситуации выручит твердотопливный электрический котел с ТЭНом, который поддержит нужную температуру в системе горячего водоснабжения.