Газовый или твердотопливный

Резюме

Варианты твердотопливных устройств

Как видите, основная проблема использования твердотопливного котла (необходимость закладывать топливо через небольшие промежутки времени) производителями решается. Отопление загородного дома твердым топливом – реально реализуемо. Более того, есть случаи, когда использование такого варианта построения отопительной системы оказывается оптимальным выходом. А вот какой вариант котла: классический, пиролизный, пеллетный или с системой верхнего горения выбирать придется вам, в зависимости от конкретных условий в вашей местности.

Читайте далее:

Котлы на твердом топливе для дачи и загородного дома

Какими бывают котлы отопления для частного дома на твердом топливе

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов отопления

Котлы отопления на твердом топливе

Основные типы газовых котлов, представленные на российском рынке

Твердотопливный котел: общее описание

Твердотопливный котел — устройство, которое вырабатывает тепловую энергию при сжигании топлива.

Отсутствие влияния внешних факторов (стабильности подачи электроэнергии, возможности подключения к газопроводной магистрали и отсутствие газгольдера, цен на дизтопливо) объясняет частоту выбора для индивидуальных систем отопления агрегатов, работающих на твердых видах горючего.

Выпускаются модели с широким диапазоном характеристик, доступных функций, разной степенью автономности.

Принцип работы

После загрузки и розжига под действием тяги горячие газы проходят вдоль элементов теплообменника, нагревая воду внутри труб. Продукты сгорания отводятся через патрубок в дымоход. Жидкость циркулирует в системе, нагревая радиаторные секции. По мере расхода топлива выполняется его повторная подача в ручном или автоматическом режиме.

Устройство

Основу конструкции составляет топка, состоящая из портала для загрузки, колосников для организации воздухоподачи и зоны дымоотведения. Зола собирается в отдельную емкость. Для теплообмена предусмотрена водяная рубашка, в которой циркулирует жидкость. Терморегуляция и контроль нагрева выполняются заслонкой и шиберами.

Устройство твердотопливного котла.

Области применения

Для дачи, загородного дома, производственного предприятия, промышленного цеха, технологических зданий, частных мастерских твердотопливная котельная — экономичный, надежный вариант организации отопления. Объект может эксплуатироваться периодически или на постоянной основе.

Какие плюсы и минусы у твердотопливных котлов, в том числе и пеллетных?

Российские реалие таковы, что твердое топливо является наиболее дешевым и следовательно доступным в любом регионе. Но люди часто неверно считают, что в твердотопливном котле позволено сжигать все, что только горит. Это не совсем так. Для твердотопливного котла подходит лишь тот вид топлива, под к-ый он был сделан. Что же касается пеллетных котлов, то для них этим топливом являются пеллеты определенного типа. В свою очередь для устройства, которое предназначено для кускового топлива — это уголь и дров, но никогда и ни в коем случае не мусор или, боже упаси, покрышки. Главный недостаток твердотопливных котлов заключается в том, что они зачастую плохо управляются и у них есть серьезных технические ограничения по использованию в среде некоторых систем отопления. Большая часть схем для таких котлов в обычном виде непригодны.

В России у твердо-топливных котлов широкая область для применения и огромные перспективы развития. Главное достоинство этого типа котлов в их автономности. Другим несомненным плюсом является высокая энергоэффективность, которая очень близко приближается к эффективности тех котлов, которых работают на ископаемом топливе – дизельном топливе и газе. Наконец, важным доводом в пользу твердо-топливных котлов является, конечно же, относительно невысокая стоимость топлива. Минус же заключается в том, что постоянно требуется поддерживать процесс горения в отличии от жидкото-пливных и газовых котлов, у которых это происходит в автоматическом режиме. Здесь вам придется постоянно закладывать дрова. Другими словами, твердо-топливные котлы требуют, чтобы рядом присутствовал человек, который с временным промежутком от шести до восемнадцати часов сможет класть древесное топливо.

Современные твердотопливные котлы это сложные, с точки зрения конструкции, устройства. Однако сложность эта с лихвой компенсируется их высокой эффективностью. Что же до пеллетных котлов, то есть несколько типов пеллет, которые отличаются друг от друга содержанием влаги, плотностью, составом (твердые или мягкие породы дерева) и т.д. Как раз от того, для какого класса пеллет был спроектирован котел, и зависят характеристики вроде мощности, стоимости 1 кВт (поскольку разные типы пеллет стоят в продаже, как ни странно, по-разному) и продолжительности горения (пожалуй, самая важная составляющая для комфорта использования). Речь идет даже не столько про пеллетные котлы, которые чуть менее чем полностью автоматизированы и не требуют человеческого присутствия, сколько к пиролизным и древесно-топливным котлам. Они очень чувствительны к влаге, которая остается в древесном топливе.

Назначение и сферы применения

Применяется для подачи горячей воды и отопления зданий, загородных домов, квартир, а также дач. Оно популярно в регионах с низким уровнем газификации или нестабильным электроснабжением.

Составные элементы конструкции

Традиционной схемой построения котла стала конструкция из нескольких функциональных модулей в едином корпусе.

1. Теплообменник – устройство трансляции теплоносителю теплоэнергии, вырабатываемой при горении. Может быть из чугуна или стали. Срок службы до 20 лет.

2. Топка с дверцей – камера, где размещается загрузка, и происходит сжигание.

3. Колосниковая решётка – устройство подачи воздуха, равномерного распределения материалов, отсева отходов в зольник. Изготавливается из серого чугуна.

4. Люк – очистка верхних каналов.

5. Терморегулятор – поддержание установленного температурного уровня:

• • механический – регулирование тяги;
  • автоматический (микропроцессорный контроллер).

6. Дополнительные устройства – для безопасности и комфорта:

• • горелка розжига;
  • регулятор тяги;
  • термостатический клапан.

Классификация

Условно котлы разделяются по характерным особенностям.

По материалу теплообменника

1. Чугунные – конструкция собрана из отдельных секций с резьбовыми соединениями.

Мощность зависит от количества секций. Дым обычно выходит напрямую без дополнительных каналов с теплообменниками.

Преимущества:

• долговечность и антикоррозийные свойства;
• высокая термоустойчивость;
• возрастание мощности увеличением числа секций;
• ремонтопригодность.

Недостатки:

• повышенная хрупкость;
• неустойчивость к резким перепадам температуры;
• необходимость фундамента или прочного пола из-за веса котла;
• пониженный КПД.

2. Стальные – конструкция сварена из листовых элементов.

Теплообменником выступает «водяная рубашка», нагревающая теплоноситель. Установка дополнительных заслонок на путях выхода газов повышает теплоотдачу и КПД.

Преимущества:

• большой ассортимент;
• удобство обслуживания;
• быстрый выход в рабочий режим
• ударостойкость;
• ремонтопригодность.

Недостатки:

• подверженность коррозии;
• образование слабокислотного конденсата, ограничивающего срок эксплуатации;
• возможность прогара из-за некачественной тонкой стали;
• мощность не регулируется.

По виду топлива

1. На дровах.

Основными показателями являются плотность древесины, количество выделяемого дыма, а также золы. Подходящие породы:

• дуб – самое большое выделение тепла при длительном горении;
• ольха – не требует сушки, подходит для очистки дымохода;
• берёза – хорошая теплоотдача с длительным горением, но недолгое хранение;
• осина – подходит для чистки трубы;
• ясень – максимальная теплотворность:
• тополь или ива – когда уже нет никаких дров;
• сосна – даёт жар, но быстро сгорает, оставляя много копоти.

2. На угле.

В котлах используются:

• каменный уголь;
• слабоспекающийся кокс;
• бурый уголь;
• антрацит.

3. На пеллетах.

Спрессованные гранулы диаметром до 10 мм и длиной до 50 миллиметров. Изготовители обычно указывают подходящие размеры, так как превышение значений повышает нагрузку на компоненты котла, снижая срок службы. В качестве сырья для изготовления используются:

• древесина;
• солома;
• шелуха подсолнечника;
• камыш;
• торф;
• кукурузные початки и шелуха гречихи;
• твёрдые бытовые отходы;
• макулатура;
• уголь.

4. На щепе и опилках.

Эффективный способ избавиться от остатков деревопереработки.

5. На смешанных материалах.

Возможность сжигания разных видов в одном котле.

По способу подачи

1. Котлы с ручной загрузкой.

Изделия, в которых топливо добавляется по мере надобности или сгорания. Неплохой вариант для установки в частном доме для максимального извлечения тепла.

2. Полуавтоматические агрегаты.

Закладка осуществляется вручную, а процесс горения контролируется автоматикой.

3. Автоматические изделия.

Современное оборудование с автоматической подачей гранулированного топлива в виде пеллетов. Характеризуется компактностью, высоким КПД до 86%, а также малой зольностью.

Кроме того, оборудуются автоматизированными системами розжига, поддержания заданной температуры, а также аварийной защиты.

По направлению загрузки

1. С горизонтальной (фронтальной) загрузкой – у изделий с чугунными теплообменниками. В процессе работы удобно подкладывать поленья дров.
2.  С вертикальной (верхней) загрузкой – у моделей со стальными теплообменниками и характерным горением на нижнем уровне с одновременной просушкой в верхней части. Для эффективной работы требуется аккуратность при укладке поленьев.

По способу сжигания

1. Традиционные – отличаются отсутствием какой-либо электроники или элементов, зависящих от электропитания. Используется вся топливная линейка. Размеры топки и принцип горения определяют частоту загрузки котла и регулярность очистки. Изделие является неплохим вариантом для оборудования деревянного дома или дачи.

2. Пиролизные – отличаются применением принципа раздельного сгорания материалов и газов, образующихся при горении. Тепло в большом количестве выделяется при смешивании с поступающим кислородом. Отходы в виде золы и сажи практически не образуются, а КПД устройства очень большой. Обязательно соблюдение повышенных требований к влажности дров, которая не должна превышать 15 процентов.

3. Длительного горения – простые устройства с лояльными требованиями к влажности и возможностью обслуживания один-два раза в день. Бывают:

• одноконтурные;
• двухконтурные;
• комбинированные.

По способу регулирования воздушной тяги

1. Энергонезависимые – механическая регулировка притока воздуха.
2. Энергозависимые – использование нагнетающего вентилятора, управляемого электронным блоком.

По количеству контуров

1. Одноконтурные – только для отопительной системы.
2. Двухконтурные – обеспечивают обогрев помещения и снабжение горячей водой.

Принцип работы котла шахтного типа. Особенности конструкции

Среди отопительных агрегаты шахтного типа выделяются неприхотливостью к качеству топлива

Условие немаловажное, учитывая тот факт, что другие нагревательные приборы на твердом топливе капризнее в плане выбора топлива. Технологически допускается использование для топки котла поленья, влажность которых превышает 40-45%

Шахтный твердотопливный котел способен не только переварить сырые дрова, но и выдавать необходимое тепло в течение продолжительного времени. Между очередными загрузками топлива, как правило, проходит 12 часов и более. Есть модели, где эти показатели еще выше.

Свое название агрегат получил благодаря особенностям конструкции. Камера сгорания или топка в этом приборе имеет вид шахты.  В агрегатах этого типа имеется две шахты: топливная и камера теплообмена. В топливной камере топливо располагается не в горизонтальном положении, а загружается, как в колодец, слой за слоем. Горение в таких аппаратах осуществляется снизу вверх, поэтому эти приборы еще называют агрегатами с  нижним горением. Рассмотрим, как это выглядит на практике:

• перед самой закладкой на колосниках создается очаг;
• основная закладка укладывается уже на горящее топливо, послойно, сверху.
• постоянный поток воздушной массы не дает верхним слоям топлива разгореться;
• под собственным весом, дрова опускаются вниз, занимая место прогоревших поленьев;
• дрова, расположенные в верхней части успевают за время работы котла подсохнуть;
• в самом низу топливный шахты, при отсутствии кислорода происходит пиролиз, процесс образования древесного (пиролизного) газа.

Вторая — топочная камера или шахта теплообмена, представляет собой зону, где протекает основной процесс горения. В устье второй топки поступает пиролизный газ, который и является основным источником тепловой энергии.

Топочная шахта может иметь различное исполнение. Одни модели нагревательных приборов имеют шахту теплообмена с плоским теплообменником. Нередко в конструкции отопительного агрегата имеется водогрейный теплообменник или жаротрубное теплообменное устройство, установленные непосредственно в топочной шахте. Такой тип и расположение теплообменников является максимально эффективным. Для того, что бы получить реальное представляете о том, как устроен шахтный котел, достаточно посмотреть на рисунок —  разрез устройства.

*В камеру сгорания для повышения интенсивности горения подается горячий вторичный воздух. Стенки устья камеры сгорания обкладываются шамотным кирпичом, благодаря которому достигается максимально высокая температура в топке. Шамотный кирпич не только способствует лучшему дожигу пиролизного газа, но и продлевает эксплуатационные характеристики котельного оборудования.

Выше уже было подмечено, что данный вид обогревательного котельного оборудования прекрасно справляется с топливом низкого качества. За счет принципа работы отопительной техники этого вида, дрова успевают достичь необходимых параметров влажности. Характерный для агрегатов классического типа конденсат, выделяемый в больших количествах влажными дровами, для шахтных приборов не помеха. За счет высокой производительности КПД таких агрегатов составляет 75-80%.

Котлы верхнего горения

Твердотопливные устройства длительного горения

Для увеличения длительности горения одной закладки дров производители меняют схему горения. В котле верхнего горения дрова горят не по классике снизу вверх, а наоборот. В результате одна закладка может гореть очень долго.

Преимущества котла верхнего горения в том, что в нем отлично горят не только дрова, но и брикеты из опилок или торфа. Эти агрегаты имеют приличную высоту, но площадь в котельных занимают небольшую. Так как горит только верхний слой топлива, даже при отключении циркуляции теплоносителя, его температура повышается несильно.

Есть у котла верхнего горения и недостатки. Они значительно дороже традиционных котлов. Кроме того, догружать топливо в горящий котел нельзя.

Сравнение с аналогами

Твердотопливные котлы КЧМ-5 можно считать универсальными по своей конструкции. У них теплообменники представляют собой чугунные секции. Это отличает модель от аналогов. Причем чем больше мощность агрегата, тем больше секций входит в его конструкцию.

Особенностью котла является его возможность быть переоборудованным на работу с другим горючим. Может быть собран котел длительного горения на пеллетах, работающий в автоматическом режиме. Для этого достаточно лишь установить пеллетную горелку и бункер со шнеком, подающим топливо. Получить газовый котел КЧМ можно путем несложной модификации. Необходимо лишь заменить горелку для топлива.

По своим технически характеристикам КЧМ отличается от аналогов. Сравнение основных показателей для моделей с мощностью 40 кВт приведено в таблице ниже.

Виды и краткое описание

Приборы отличаются по нескольким особенностям, на которые стоит обращать внимание перед покупкой. Некоторые котлы не подходят по типу питания, другие по конструкции

Некоторые котлы не подходят по типу питания, другие по конструкции.

Вид топлива

Источником тепла для твердотопливных приборов, чаще всего, являются уголь, дрова или торф.

Топливо необходимо закладывать каждые 4-8 часов, исключая модели длительного горения, подбрасывание дров зависит от мощности, режима горения и площади, которую нужно обогреть.

Некоторые устройства оснащены дополнительным термометром, системой авторозжига и панелью управления.

Принцип сжигания топлива

Пиролизные — основой устройства идет выработка тепла при сгорании газа. Газ добывается из дерева методом сухой перегонки от 600 до 800 градусов по цельсию.

Вода нагревается при сжигании газа, который образуется при пиролизе. Данный тип котлов обладает повышенным КПД до 91%. При работе таких моделей практически нет выделений золы и сажи.

Традиционные — используют тепло от сгорания закладочного материала. Современные модели используют технику верхнего горения, которая обеспечивает поочередное горение каждого топлива. Из-за чего уменьшается количество золы, а КПД повышается до 80 %.

Энергозависимость

Энергозависимые — приборы, которые нуждаются в питании от электросети для регулировки нагрева, температуры, вентиляции и регулировки насосов.

Энергонезависимые — для данных котлов не нужны дополнительные источники питания. Все управление регулировкой температуры, отвода дыма, циркуляция воды осуществляется механически.

Какое топливо самое лучшее?

Котлы горения на твёрдом топливе могут топиться по-разному и существуют различные виды подобного оборудования. Для выбора оптимального варианта следует уточнить тип основного топлива для устройства – это может быть котёл на древесине или угле. Если изготовитель рекомендует применять дерево как основной вид «пищи», то его КПД будет максимальное. В случае использования вторичного топлива эффективность выдачи тепла может снизиться на 12 или более процентов.

Если вы используете брикеты, то они могут быть из торфа, соломы или отходов древесного типа (опилки пыль и так далее). Профессионалы рекомендуют применять только те брикеты, которые производятся методом прессования. Если данный вид топлива в камере горения распадается на опилки, то его лучше применять в комбинации с дровами или углём. Пеллеты могут быть созданы из соломы или смеси опилок и древесной пыли. Лучше всего использовать пеллеты без коры или песка – эти компоненты мешают процессу горения. Дрова лучше класть сухие, чтобы их расход был минимальным.

Следует обратить внимание на целесообразность применения топлива и приобретения котла. Если жилое помещение или предприятие находится в окружении лесов, то лучше использовать дрова

В случае расположения дома в степной местности, можно приобрести котёл на торфобрикетах. Профессионалы рекомендуют подбирать наиболее эффективное топливо для получения наилучшей отдачи при низких финансовых затратах.

Как работают

Сам принцип действия дровяных котлов очень прост:

К существенным недостаткам стоит отнести большой расход топлива и собственно внушительные габариты необходимого запаса этого самого топлива. В идеале под это придется выделить целую комнату.

• Горящие дрова выделяют тепло, которого поглощается теплообменником;
• Протекающий через теплообменник теплоноситель отправляется к радиаторам, согревающим помещения;
• Теплоноситель отправляется обратно в котел, где снова подвергается нагреву.

Здесь мы видим самую обыкновенную схему конвекционного нагрева, которая используется в традиционных газовых агрегатах.

Отапливать домовладения такими устройствами на дровах выгодно – стоимость дров довольно низкая, затраты на один сезон составят всего 10-15 тыс. рублей при обогреве дома на 100-150 кв. м. Это даже дешевле, чем отапливать газом. Теплотворность у дровяного топлива высокая, поэтому тепла при сгорании образуется много. К сожалению, некоторая его часть улетает в трубу, но эта проблема решается с помощью пиролизных дровяных котлов – мы рассмотрим их в следующем разделе нашего обзора.

Достоинства твердотопливных котлов

Рассмотрение начнем с достоинств твердотопливных котлов верхнего горения.  В таких котлах объём закладки ограничен только размерами топливника. Если рассматривать эту модель по принципу работы, то это — все тот же пиролизный котел или его модификация с высоким коэффициентом полезного действия и полным сгоранием топлива. В такие котлы не устанавливается сложная система автоматики, что делает его простым в эксплуатации и обслуживании
Есть один небольшой момент, который касается видов твердого топлива. Еще совсем недавно подобные модели работали только на дровах. Все изменилось несколько лет тому назад, когда литовские производители сконструировали универсальный котел, работающий и на угле. Сегодня модели с длительным сгоранием работают практически на всех видах твердого топлива.
 

Пеллетные котлы

Пеллетное оборудование

Этот тип котлов получил свое наименование по той причине, что в качестве топлива для него используют древесные гранулы, изготовленные из отходов деревообрабатывающей промышленности – пеллеты. Продают их в упаковках, удобных для транспортировки и хранения.

Пеллеты – экологически чистое и калорийное топливо. Кроме того, благодаря малому размеру гранул можно автоматизировать подачу топлива в котел. Гранулы поступают по транспортеру их хранилища в горелку. Причем используется система разделения подачи на 2 линии. Это необходимо по соображениям противопожарной безопасности.

Работой подающих механизмов и самого котла управляет электроника. Вы можете управлять котлом при помощи пульта управления, задавая все необходимые настройки: желательную температуру, режим работы котла днем и ночью.

Задача по обслуживанию такого котла сводится к заполнению накопительного бункера и извлечения золы. Стоимость пеллет сопоставима со стоимостью дров, а отдача от них намного выше. Это серьезный аргумент в пользу установки такого котла. Но есть и у этого типа твердотельных котлов важный недостаток. Они дорогие, так как кроме самого котла требуется много дополнительного оборудования. Да и работает такой котел только при наличии бесперебойного электропитания.

Особенности дровяного отопления

Чистку зольника и дымохода стоит производить на регулярной основе. Это позволит котлу служить вам верой и правдой долгие годы, не теряю своей эффективности.

Если вы планируете использовать в своем доме отопительный котел на дровах, вам пригодится информация о некоторых особенностях обогрева дровами. В первую очередь, вам понадобится надежный поставщик дров. Причем топливо нужно заготавливать до наступления отопительного периода. В некоторых регионах дрова являются дефицитом и стоят заметно дороже, чем в других.

Во-вторую очередь, вам придется смириться с тем, что нужно будет стать настоящей – необходимо следить за температурой в отопительной системе, не допуская перегрева, подносить новые порции дров, закидывать поленья в топку, следить за тем, чтобы в камере сгорания не потухло пламя. Если вы не купите котел длительного горения, придется вставать даже ночью, чтобы не клацать зубами к утру.

Также нужно будет следить за дымоходом, особенно если он представляет собой узкую металлическую трубу – из-за накопления сажи уменьшается тяга, а в некоторых случаях это может привести к взрыву (к счастью, это редкое явление). Да и требования к дымоходам заставляют задуматься – чем больше мощность используемого дровяного котла, чем выше должна быть труба, иначе будет наблюдаться недостаточная тяга.