Твердотопливные котлы длительного горения: как выбрать и установить

Литовские Candle

Такое же устройство (да и страну производителя) имеют и твердотопливные котлы длительного горения Сandle. Производители заявляют о том, что минимальный срок горения закладки дров – 7 часов, максимальный – 34 часа. Эти котлы, в отличие от всеядной «Стропувы» рассчитаны исключительно на дрова.

Изучая отзывы об использовании этого отопительного прибора можно отметить, что иногда при наборе температуры дым может просачиваться в помещение,  имеются жалобы на прогорание форсунки подачи воздуха (из-за этого в комплектации предусмотрена запасная), не очень удобны дверцы для загрузки дров и чистки золы (маленькие). Да и цена опять же «кусается».

Выбор редакции

Предполагаете топить дровами или твердотопливный котел – лишь запасной вариант на случай ядерной зимы? Советуем присмотреться к чугунному агрегату Viadrus Hercules U22D 4 за 54 тыс. руб. Тяжелый, но после установки он вас не разочарует! Нужен настоящий угольный твердотопливник, простой и неприхотливый? Как насчет Bosch Solid 2000 B SFU 20 за 60 тыс. руб.? Хорошо держит тепло и не требует постоянного подкладывания топлива в топку. Если же необходим действительно универсальный агрегат, который выдаст необходимые киловатты на любом топливе, то стоит поднакопить на Kiturami KF-35 за 108 тыс. руб. Этот стальной зверь отличается завидным КПД, а наличие корейской автоматики позволит вам тратить меньше усилий на его обслуживание.

Котлы верхнего горения

Это возможно благодаря следующим факторам:

• колосник и зольник отсутствуют (внизу находится глухой поддон, так как горение нижней части топлива недопустимо);
• цилиндрическая форма топки способствует использованию верхней части топлива;
• распределитель воздуха подвижен, во время закладки топлива он поднимается, а во время горения опирается на сырье, опускаясь по мере его расходования;
• в той области, куда поступает воздух, происходит только частичное окисление углеводородов. Продукты горения с частицами золы переносятся в верхнюю часть топки (между ней и областью первичного горения находится металлический диск). Затем к пиролизному газу присоединяется воздух, в результате чего он дожигается и отдает тепло теплообменнику;
• в начале камеры, где сжигается газ, находится автоматический регулятор тяги – устройство, благодаря которому по тепловому расширению корпуса определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений;
• теплообменником является весь корпус котла, а вода циркулирует сверху вниз.

Такие котлы имеют множество преимуществ:

• длительный период работы на одной закладке топлива – время зависит лишь от размера топливника;
• сохраняются все достоинства пиролизных котлов, в том числе и КПД, таким образом, устройства верхнего горения можно считать усовершенствованными вариантами газогенераторов;
• долговечность и отсутствие сложных механизмов;
• универсальные котлы способны использовать в качестве топлива не только древесину и продукты ее переработки, но и уголь (прочитайте: “Котел отопительный универсальный многотопливный для дома”).

Тем не менее, даже самые лучшие твердотопливные котлы длительного горения имеют недостатки. Это:

• немалая цена;
• недолговечность опорной балки и диска, служащего препятствием между зонами горения твердого топлива и газа;
• недостаточная эффективность наддува, из-за чего может скапливаться большое количество золы, снижающей теплоотдачу котла;
• не рекомендуется использовать крупное топливо, в том числе не колотые дрова – в этом случае невозможно обеспечивать горение только верхней части закладки котла длительного горения на дровах;
• нельзя помещать в топку влажное сырье;
• при неполной загрузке трудно разжечь топливо;
• чувствительность к температуре теплообменника (даже незначительное увеличение скорости циркуляции приводит к образованию конденсата и коррозии). Чугунные твердотопливные котлы длительного горения долговечнее, так как менее подвержены коррозии.

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.

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.

Разновидности котлов

Отопительные агрегаты на дровах представляют собой отличную альтернативу газовым приборам. Они характеризуются множественными достоинствами:

1. Высокая эффективность – благодаря замедленному сгоранию топлива КПД достигает 90 %.

2. Длительная активность – объемная топка с мощным нагнетающим вентилятором способна обеспечить беспрерывную работу до 7 суток.

3. Экологичность – при сгорании органического топлива в атмосферу выделяется незначительное количество углекислого газа.

4. Экономичность – встроенная электроника помогает настроить оптимальный режим загрузки котла.

Отопительные агрегаты замедленного горения представлены на современном рынке в трех разновидностях.

Работают на угле, дровах или древесных брикетах. Благодаря небольшой топке сокращается период сгорания одной закладки. Чтобы обеспечить непрерывное функционирование в течение суток, топливо приходится засыпать 4-6 раз. Преимуществом классических котлов считается низкая цена.

Конструкция с объемным бункером и широким загрузочным проемом. Используются сухие сыпучие материалы. Автоматическое управление оптимизирует процесс сгорания. В зависимости от загрузки мощный котел работает от 6 до 24 часов. КПД составляет не более 75 %.

Функционируют по принципу сжигания древесных газов, выделяемых в процессе медленного тления. Конструкция обеспечивает высокую эффективность теплопередачи и быстрый нагрев теплоносителя. На одной загрузке печь работает до полного выгорания топлива, КДП – 85 %.

Схема дровяной печи с водяным контуром

Котлы по чертежам Василия Пустовойченко – это простые и доступные установки, которые можно сделать своими руками. В качестве основы используют цельносварную трубу, стальную бочку или газовый баллон б/у. Толщина металлических стенок должна быть не менее 3-4 мм. Это снижает выгорание металла и обеспечивает длительную бесперебойную работу оборудования. Высота основания варьируется от 800 до 1000 мм. От величины этого параметра зависит объем разовой загрузки топлива.

Схема котла отопления на дровах состоит из трех частей:

• загрузочный бункер – емкость для закладки топлива, высота которой меняется по мере его прогорания;
• топочная камера – участок, где происходит медленное тление дров и генерация газов;
• зона полного сгорания – закрытый поддон, где сжигаются древесные газы, накапливается зола и происходит отвод дыма.

Топочную камеру ограничивает распределитель воздуха. Это металлический круг толщиной 4-6 мм с отверстием в центре. Через него проходит телескопическая (или цельная) труба, подающая кислород в зону горения. Диск распределителя находится в движении, поэтому его диаметр немного меньше корпуса котла. В нагнетательную трубу воздух попадает из атмосферы, проникая через верхнюю заслонку.

Отработанные газы выводятся через дымоход, закрепленный в верхней части. Внизу на стенке располагается дверца, через которую удаляют золу и пепел. В котлах длительного горения твердое топливо сжигается практически полностью, поэтому отходы удаляют нечасто. Кроме того, в конструкции предусматривают точки для подключения подачи и обратного отвода воды. Также определяют место закрепления термометра и регулятора тяги.

Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран

Подогреть теплоноситель в водяном контуре можно двумя способами:

1. Сделать выносной накопительный бак, внутри которого пропустить трубу. Отработанные газы продвигаются по дымоходу и одновременно нагревают воду.

2. Пропустить трубу теплообменника через камеру сгорания. Подключить к ней змеевик, который располагается в накопительном баке.

Эффективность второго способа выше. Однако технология исполнения выглядит намного сложнее.

Достоинства и недостатки

Котел отопления на дровах – это отличная альтернатива другим видам отопительного оборудования. Топить электроэнергией дорого, обогрев с помощью солярки или отработки тоже не лишен своих недостатков (хотя есть и преимущества). Поэтому в качестве самого дешевого варианта для организации отопления следует выбрать именно такую конструкцию. Устанавливаем его в котельной, разводим по дому трубы, устанавливаем радиаторы, закидываем в топку дрова и наслаждаемся теплом.

Давайте теперь посмотрим, все ли так хорошо. А начнем мы с того, что опишем достоинства, на фоне которых будут пестреть недостатки. Основные положительные черты:

Дрова — довольно дешевый вид топлива, но весьма прихотливый. Хороший и качественный жар смогут дать только очень сухие и неизъеденные жуками поленья.

Дешевизна отопления – речь идет о том, что топливо для таких котлов стоит совсем недорого

А при наличии возможности его можно насобирать бесплатно в ближайшем лесу – чтобы не иметь проблем с законом, обратите внимание на поваленные деревья, которые станут отличным источником дров;
Не нужно разрешение на установку оборудования – те же газовые котлы нужно подключать к магистрали, оформлять их в контролирующих службах, платить за ежегодное обслуживание. Иными словами, мороки много;
Простота в эксплуатации – нужно только разжечь пламя, а дальше процесс пойдет самостоятельно

Следует лишь не забывать подкидывать все новые порции в ненасытную топку;
Безопасность – в отличие от газового или электрического оборудования, отличаются повышенной безопасностью.

Есть и недостатки:

• За дровяным котлом необходим постоянный присмотр – нужно контролировать температуру в контуре и подкладывать дрова. Быстрое прогорание дров является ключевым недостатком, но устраняется путем выбора котла с большой камерой сгорания (или пиролизного агрегата);
• Дороговизна оборудования – конструкция, изготовленная из стойкого к коррозии и тепловым нагрузкам чугуна, будет стоить дорого. В качестве альтернативы можно рассмотреть более дешевые стальные агрегаты, но они не отличаются надежностью и продолжительным сроком службы;
• Для хранения дров придется соорудить поленницу – она займет очень много места;
• Трудность автоматизации – проблема решается применением пиролизных дровяных котлов с большими камерами сгорания и системами регулировки интенсивности горения;
• Своеобразный запах дымка в комнатах – нельзя сказать, что он неприятный, но некоторым людям он не нравится;
• Необходимость в отдельном вентилируемом помещении под котельную – его не поставишь в общей комнате;
• Громоздкость – для небольших домиков можно отыскать формат мини, но в большинстве своем они обладают большими размерами. Да и монтируются они только на полу, в то время как отдельные газовые и электрические агрегаты аккуратно располагаются на стенах, не занимая лишнее место.

Таким образом, котлы на дровах обладают и негативными чертами.

Для того чтобы обеспечить полную безопасность, необходимо установить котел на лист негорючего материала.

Отличие от полуавтоматических котлов

В отличие от полуавтоматических моделей, где контролируется только частота вращения лопастей вентилятора, автоматические агрегаты способны управлять и интенсивностью загрузки топлива. Исходное сырье подается с помощью шнекового механизма из специального склада. По внешнему виду установка похожа на мясорубку, однако роль мяса выполняет топливный состав. В его качестве используется:

1. Уголь (каменный или бурый).
2. Пеллеты.

Автоматические угольные котлы длительного горения могут работать в течение 3-4 дней без повторной загрузки топлива. А если хозяева вынуждены покинуть помещение, достаточно активировать режим защиты от размораживания, в котором система будет поддерживать оптимальный температурный режим. Полуавтоматический котел требует непосредственного участия человека.

Чем грозит применение несортированного угля

В партиях несортированного угля в избытке попадается угольная пыль, огромные куски породы размером с кулак, которые заклинивают шнек автоматического твердотопливного котла длительного горения, срывая шпонки между двигателем и редуктором. В итоге котел выходит из строя или просто дает сбои в работе. Для исправления ситуации придется немало повозиться с ним, потратиться на замену неисправных деталей и узлов.

В России редко где продается сортированный уголь, предназначенный для твердотопливных котлов, поэтому поставщики рекомендуют использовать уголь фракции 6 — 13 мм (уголь-семечко). Как правило, это антрацит повышенной калорийности. Однако, из-за высокой теплотворности и предельно высоких температур при сжигании антрацитовое топливо деформирует горелки. Со временем эти детали приходится менять.

Даже если применить антрацит мелкой фракции, который будет обладать калорийностью, допустимой для сжигания в ТКДГ, эффективной работы ждать не приходится:

• с вероятностью 70% котел будет не дожигать уголь;
• вдвое упадет номинальная мощность;
• котел из 25-киловаттного может «превратиться» в 15-киловаттный
• уголь придется пересеивать и использовать по второму кругу.

Чтобы автоматический котел длительного горения выдал заявленную мощность, необходимо подавать в горелку определенное количество топливо за 1 единицу времени:

1. Длиннопламенный уголь имеет калорийность 6100 килокалорий на 1 кг (7 квт). Чтобы котел выдал мощность 28 квт, необходимо подавать 4 кг угля в час. За это время уголь должен сгореть полностью, но эффективно сжечь 4 кг угля за час нереально. То есть так сжечь, чтобы КПД устройства достигало хотя бы 75%, не говоря о заявленных производителем 85%.
2. Если уменьшить подачу топлива в 2 раза, упадет мощность котла пропорционально количеству подаваемого топлива. Вот почему если котел «не поднимает» температуру выше 50 градусов, причину надо искать в неправильных настройках.

Чтобы котел с автоматической подачей топлива работал без сбоев и проблем, необходимо покупать длиннопламенный уголь. Как заявляет производитель, его калорийность составляет 6100 кКал на 1 кг (на практике показатель на 15-20% ниже). Стоит учитывать, что длиннопламенный уголь, который продается в России, имеет фракцию 13 — 50 мм, в то время, как для котлов с автоматической подачей топлива в большинстве случаев фракция не должна превышать 30 мм.

Виды котлов на твердом топливе

Производители предлагают множество вариантов котлов, работающих на твердом горючем. Современные технологии позволили сделать котлы более производительными и эффективными. Как правило, их КПД варьируется от 90 до 96%. Хотя во многом продуктивность котельного оборудования зависит от типа используемого топлива.

Дровяные котлы

Представляют категорию самых бюджетного оборудования на твердом топливе. Зачастую их конструкция выполнена из стали толщиной от 3 до 6 мм. Тепловая энергия выделяется в процессе сжигания твердого топлива без применения дополнительных технологий горения.

Такие котлы работают на угле или дровах. Также дровяные модели могут снабжаться варочной поверхностью для приготовления еды.

Основные характеристики дровяных котлов:

• КПД 70-80%
• Продолжительность работы на одной загрузке – 4-6 часов на дровах, до 12 часов на угле.

Котлы длительного горения

Популярное оборудование, которое часто применяют в современных домах. Классические модели длительного горения снабжены эффективной системой теплообмена и многоходовыми теплообменниками, укомплектованы автоматикой.

Большинство котлов снабжено форсунками, которые обеспечивают многоступенчатую подачу воздуха в область горения. За счёт наличия автоматики и вентилятора точно регулируется поток воздуха, и как результат – контролируется режим горения.

Котел длительного горения имеет особую конструкцию топки, за счёт чего практически на 100% используется тепловая энергия, которая выделяется в процессе горения топлива. Изменять температуру теплоносителя можно вплоть до 1 градуса.

Котлы верхнего горения

В таких котлах твердое топливо сгорает сверху вниз. Нижние слои не начнут тлеть, пока верхние полностью не прогорят. Таким образом горение локализовано в определённой области и не распространяется на всю камеру. Как результат – более качественное и полное сгорание твердого топлива с минимальными остатками золы. Котлы верхнего горения отличаются большой продолжительностью работы на одной закладке горючего и равномерным прогревом в течение всего рабочего цикла.

Основные характеристики котлов верхнего горения:

• КПД от 85%
• Продолжительная работа: на одной закладке дров – до 24 часов, на одной загрузки угля – до 5 суток.

Шахтные котлы

Еще одна вариация котлов длительного горения. Их выбирают за экономичность и длительную работу на одной загрузке твердого топлива. Как правило, такие котлы изготовлены из листовой стали толщиной 4 мм. Конструкция котла построена по принципу конвекционных каналов, которые расположены позади топки. Такая технология необходимо для долгой задержки дымовых газов, что обеспечивает более качественный съем тепловой энергии.

Основные характеристики шахтных котлов:

• КПД более 85%;
• Длительная работа на одной загрузке топлива: до 14 часов на дровах, до 24 часов на угле.

Пиролизные котлы

Современное оборудование, в котором зажигание происходит в две стадии. В таких котлах предусмотрены две камеры сгорания. Один резервуар служит для сгорания твердого топлива с ограниченным поступлением кислорода. В таких условиях выделяется значительное количество пиролизных газов. Они направляются во вторую камеру, где происходит их сгорание с дополнительным выделением еще одной порции тепла.

Существенная особенность пиролизных котлов – необходимость использования исключительно сухих дров. Их влажность не должна превышать 20%. В обратном случае КПД котла будет значительно снижен.

Основные характеристики пиролизного котла:

• КПД от 92%;
• Продолжительность работы на одной загрузке дров до 18 часов.

Пеллетные котлы

Данная разновидность котлов максимально автоматизирована и не требует участия человека. Владельцу дома достаточно загрузить твердое топливо в бункер, который подсоединен к котлу. Котельное оборудование работает на спрессованных древесных гранулах – пиллетах. Они подаются в горелку из бункера. В таких котлах автоматизировано всё – подача гранул, розжиг, тушение огня в горелке и т.д.

Длительность работы котла на одной загрузке зависит от объёма бункерного резервуара. Если бункер имеет объем 250 л, то его хватит на работу не менее трёх суток. Если организовать непрерывную подачу пиллет в область горения, котел может работать несколько месяцев.

Пеллетные котлы работают на нескольких вариациях топлива – агропеллеты, древесные пеллеты, уголь мелкой фракции и т.д.

Основные характеристики пеллетных котлов:

• КПД примерно 96%;
• Продолжительность работы на одной загрузке – 3-5 дней.

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.

Назначение котлов

Твердотопливные котлы являются оптимальным вариантом для обогрева помещений с различной площадью.

Газовое отопительное оборудование даже при имеющемся доступе к центральной магистрали требует значительных затрат и сил на подведение индивидуальной линии.

Электрические котлы более удобны в использовании. Но для обслуживания крупных объектов требуются модели со значительной мощностью, установка которых предполагает проведение трехфазного электропитания. Это сопровождается дополнительными затратами и необходимостью согласования проекта проводки. Также при аварийном отключении электричества дом останется без источника отопления.

Мнение экспертаТорсунов Павел МаксимовичТвердотопливные котлы зачастую являются лучшим выбором для отопления помещения. А функция длительного горения позволяет создавать системы отопления для домов с большой площадью и обеспечивать объекты теплом от одного источника.