Особенности твердотопливных котлов отопления. Твердотопливные котлы Отопления на твердом топливе

Среди котлов на твердом топливе самой большой популярностью пользуются твердотопливные котлы на дровах.

Твердотопливные котлы на дровах

Котел имеет электрический нагнетатель воздуха, который управляется электронной системой от термостата. В результате изменения количества воздуха, мощность котла в процессе горения меняется в зависимости от температуры теплоносителя.

Электронная система выводит на дисплей различные показатели для контроля режима работы котла. Котел имеет индикатор минимального количества топлива в топке и подает сигнал об этом хозяину. Конструкция котла предусматривает возможность дозагрузки топлива не останавливая процесс горения.

Производители оборудования выпускают универсальные комбинированные котлы , которые могут сжигать топливо в двух режимах — с подачей воздуха или снизу, или сверху. Стоимость таких котлов естественно выше.

Автоматические твердотопливные котлы

В продаже имеются автоматические твердотопливные котлы. Правильнее назвать их полуавтоматическими, поскольку котел все таки требует периодически определенных действий от человека, пускай и не каждый день.

С устройством и принципом работы автоматического твердотопливного котла можно познакомиться, если посмотреть этот видеоклип:

Топливом для автоматического котла могут быть гранулированный уголь фракции 5 — 25 мм. или древесные гранулы — пелеты, а также гранулы из других горючих материалов — торфа и отходов растительного и животного происхождения.

Необходимость использования только гранулированного топлива для сжигания в автоматических котлах, вызывает определенные сложности для хозяев дома. Стоимость такого топлива на рынке заметно выше, чем обычных колотых дров или угля.

В автоматических котлах производители часто предусматривают возможность замены горелки для гранулированного топлива, на другую горелку — для газа или жидкого топлива. Вместо горелки могут устанавливаться колосники. В этом варианте котел превращается в обычный котел на дровах.

Гранулированное топливо обычно продается в мешках. Топливо легко и без пыли загружается в бункер котла. Одной загрузки бункера хватает на 3 — 10 дней работы котла.

После розжига в начале отопительного сезона, горение в автоматическом котле происходит непрерывно . Автоматический котел может работать в двух режимах:

Режим активного горения , при котором мощность котла может быть в диапазоне 10 — 100% от номинальной.
Режим поддержки горения, когда мощность котла выбирается такой, чтобы обеспечить температуру теплоносителя в котловом контуре около 55 град.С. Автоматический контроллер переводит котел в режим поддержки, когда отсутствует отбор тепла из отопительного контура. Такой режим необходим для защиты котла от низкотемпературной коррозии (подробнее см. ниже), а также обеспечивает постоянную готовность котла к возобновлению активного горения.

В процессе работы котла необходимо:

Следить за наполнением бункера и загружать топливо в бункер один раз каждые 3 — 7 дней.
Удалять золу из съемного зольного ящика через каждые 2 — 4 дня.
Один раз в неделю чистить внутренние поверхности котла от отложений специальным инструментом.
Ежегодно, перед началом отопительного сезона, проводить чистку и проверять исправность дымохода котла.

Как выбрать мощность твердотопливного котла

Твердотопливный котел нужно выбрать так, чтобы его номинальная отопительная мощность соответствовала тепловым потерям отапливаемого объекта.

Выбор котла слишком большой номинальной мощности приводит к тому, что котел большую часть времени работает в режиме значительного ограничения мощности. А это, в свою очередь, приводит к снижению КПД (увеличению расхода топлива), повышенному образованию отложений (сажи, дегтя), ускоренной коррозии котла и дымохода. Увеличивается риск перегрева теплоносителя в котле. Стоимость котлов растет по мере увеличения мощности.

Поэтому не следует покупать котел, имеющий значительно большую мощность , чем тепловые потери дома.

Правда, при подборе котла с большим запасом по мощности увеличивается продолжительность горения одной закладки топлива — в топке больше дров. Но, выгодно реализовать это преимущество можно только в системе отопления с аккумулятором тепла.

Точный расчет тепловых потерь дома и мощности отопительного котла достаточно сложная задача, решение которой лучше поручить специалистам-проектировщикам. Менеджеры фирмы, которая продает котлы, скорее всего посоветуют Вам выбрать котел избыточной мощности — это им выгодно.

Ориентировочно мощность котла для отопления дома выбирают , руководствуясь общепринятыми величинами удельной мощности на 10м 2 отапливаемой площади по климатическим зонам:

Для южных районов России: 0,7 — 0,9 кВт/10м 2 .
Для средней полосы — 1,2 — 1,5 кВт/10м 2 .
Для северных районов — 1,5 — 2 кВт/10м 2 .

Например, для региона г. Москвы в доме с отапливаемой площадью 150 м2 следует установить котел мощностью 150м 2 х 1,2кВт/10м 2 = 18кВт.

Для дома, построенного с соблюдением современных требований к энергосбережению, для расчета применяют меньшие из указанных значений.

Следует также учитывать, что теплоёмкость незамерзающих жидкостей на 20% ниже чем у воды. При их использовании в качестве теплоносителя мощность котла может падать на 10 – 15% от номинальной.

Систему водянного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя рекомендуется использовать в домах с отапливаемой площадью помещений не более 100м 2 . В домах большей площади или в системах отопления с теплыми полами применяют принудительную циркуляцию теплоносителя с установкой циркуляционных насосов.

Защита твердотопливного котла от перегрева

В твердотопливном котле горящее топливо, да и сам котел обладают довольно большой массой. Поэтому процесс тепловыделения в котле имеет большую инерцию. Горение топлива и нагрев воды в котле на твердом топливе нельзя мгновенно остановить, прекратив подачу топлива, как это делается в газовом котле.

Твердотопливные котлы, больше чем другие, склонны к перегреву теплоносителя – вскипанию воды, если пропал отбор тепла, например, при внезапном прекращении циркуляции воды в системе отопления, или тепла в котле выделяется больше, чем расходуется.

Кипение воды в котле ведет к росту температуры и давления в системе отопления со всеми серьезными последствиями – разрушению оборудования системы отопления, травматизму людей, повреждению имущества.

Современные закрытые системы отопления с твердотопливным котлом особенно склонны к перегреву, так как содержат сравнительно маленький объем теплоносителя.

В системах отопления обычно используются полимерные трубы, коллекторные узлы управления и распределения, различные краны, клапаны и другая арматура. Большинство элементов системы отопления очень чувствительны к перегреву теплоносителя и скачкам давления, вызванных кипением воды в системе.

Твердотопливный котел в системе отопления должен иметь защиту от перегрева теплоносителя.

Для защиты твердотопливного котла от перегрева в закрытой системе отопления, не имеющей соединения с атмосферой, необходимо выполнить два действия:

Перекрыть подачу воздуха для горения в топку котла, чтобы как можно быстрее снизить интенсивность горения топлива.
Обеспечить охлаждение теплоносителя на выходе из котла и не допустить повышения температуры воды до кипения. Охлаждение должно происходить до тех пор, пока выделение тепла не снизится до уровня, при котором кипение воды станет невозможным.

Рассмотрим, как выполнить защиту котла от перегрева, на примере схемы отопления, которая приведена ниже.

Схема подключения твердотопливного котла к закрытой системе отопления

Схема закрытой системы отопления с твердотопливным котлом.

1 — группа безопасности котла (предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр); 2 — бак с запасом воды для охлаждения теплоносителя при перегреве котла; 3 — поплавковый запорный клапан; 4 — термоклапан; 5 — группа подключения расширительного мембранного бака; 6 — узел циркуляции теплоносителя и защиты котла от низкотемпературной коррозии (с насосом и трехходовым клапаном); 7 — теплообменник защиты от перегрева.

Защита котла от перегрева работает следующим образом. При повышении температуры теплоносителя выше 95 градусов, термостат на котле закрывает заслонку подачи воздуха в камеру сгорания котла.

Термоклапан поз.4 открывает подачу холодной воды из бака поз.2 в теплообменник поз.7. Холодная вода, протекающая через теплообменник охлаждает теплоноситель на выходе из котла, не допуская кипения.

Запас воды в баке поз.2 необходим на случай отсутствия воды в водопроводе, например, при отключении электроэнергии. Часто в системе водоснабжения дома устанавливают общий накопительный бак. Тогда воду для охлаждения котла берут из этого бака.

Теплообменник для защиты котла от перегрева и охлаждения теплоносителя, поз.7 и термоклапан, поз.4 производители котлов обычно встраивают в корпус котла. Это стало стандартным оснащением котлов, предназначенных для закрытых систем отопления.

Процесс проектирования и монтажа отопления на твердом топливе отличается от аналогичных особыми требованиями. Учитываются не только характеристики котла или печи, но и правила безопасности и эффективность работы всей системы. Знание этих нюансов помогут самому сделать отопление частного дома на твердом топливе: котлы, печи и дымоходную систему.

Основные параметры котлов и печей на твердом топливе

Твердотопливное теплоснабжение характеризуется относительно небольшими первоначальными затратами. На рынке представлены доступные по стоимости домашние котлы отопления на твердом топливе. Однако процесс установки оборудования и всей системы в целом должен выполняться по определенным правилам.

Практически все печи и котлы на твердом топливе для водяного отопления обладают одинаковыми характеристиками. Их знание и умение правильно использовать информацию помогут правильно подобрать оборудование для теплоснабжения дома. При выборе следует обращать внимание не только на технические аспекты, но и на качество изготовления. Котлы отопления для дома на твердом топливе должны изготавливаться из специальных сортов стали. Толщина корпуса составляет минимум 2 мм. Для топочной камеры применяют жаропрочную сталь толщиной от 3 мм и более.

Преимуществом будет гарантия от завода-производителя и продавца отопительного оборудования. Также нужно обращать внимание на наличие сети сервисных центров по обслуживанию и ремонту. Для того чтобы отзывы о котлах отопления на твердом топливе носили только положительный характер при выборе оборудования следует изучить такие параметры:

Номинальная мощность. Она определяется путем предварительных расчетов теплоснабжения. Для формирования небольшого запаса отопление частного дома твёрдым топливом должно иметь мощность на 15-20% больше расчетной;
Материал изготовления теплообменника . Наиболее надежными являются чугунные котлы отопления на твердом топливе. Их недостаток – большой показатель инертности и возможные разрушения при сильном механическом воздействии. Альтернативой являются более легкие и дешевые модели со стальным теплообменником;
Тип котла. Помимо классического оборудования прямого сгорания можно выбрать пиролизные или котлы длительного горения.

Нередко делают котлы отопления на твердом топливе своими руками. Но для выполнения этой работы нужно правильно подобрать схему изготовления и материалы. Преимуществом подобных конструкций является возможность адаптации по вышеизложенным параметрам к конкретной системе отопления.

Все печи для воздушного отопления на твердом топливе рассчитаны на использование угля, дров, топливных брикетов или торфа. Исключения составляют пеллетные котлы, отличающиеся конструкцией и предназначенные только для пеллет.

Схемы твердотопливного отопления

Монтажу отопительного оборудования предшествует выбор схемы. От нее зависит комплектация теплоснабжения, параметры работы системы, а также тип теплоносителя. В некоторых случаях целесообразна схема парового отопления на твердом топливе. Но чаще всего выбирают водяное теплоснабжение дома.

Выбор определяется характеристиками дома – его площадью, тепловыми потерями и требуемым температурным режимом работы отопления. Для равномерного теплового распределения рекомендована схема установки котла отопления на твердом топливе в водяной контур. Если же площадь дома небольшая – можно применять воздушное теплоснабжение. В редких случаях применяются паровые самодельные котлы отопления на твердом топливе.

На первом этапе выбора схемы установки котла отопления на твердом топливе сложно определиться с типом теплоснабжения. В настоящее время наиболее распространенными видами являются следующие:

Водяное с естественной циркуляцией . Применимо для небольших частных домов и дач. Это обусловлено максимально возможной протяженностью магистрали до 30 м. Даже при мощном котле отопления для дома на твердом топливе показатель циркуляции воды будет небольшим;
Водяное с принудительной циркуляцией . Для этого типа теплоснабжения можно продумать изготовление котла отопления на твердом топливе со встроенным насосом. Благодаря такой конструкции площадь обогрева значительно увеличивается;
Воздушное . Может быть реализовано с помощью специальных котлов отопления на твердом топливе своими руками, у которых в конструкции предусмотрены каналы для циркуляции теплого воздуха. Альтернативой является установка и системы каналов для распределения нагретого воздуха по комнатам дома;
Паровое . В автономном отоплении применяется крайне редко из-за дороговизны оборудования и необходимости постоянного контроля за состоянием теплоносителя. Большинство схем парового отопления на твердом топливе предназначены для теплоснабжения больших зданий.

Оптимальным вариантом для установки домашнего котла отопления на твердом топливе является водяное теплоснабжение с принудительной циркуляцией. Оно обладает хорошими эксплуатационными качествами, недорого в обслуживании. Также можно отметить большое количество схем, согласно которым можно самостоятельно выполнить расчет котла отопления на твердом топливе.

В любой отопительной системе независимо от выбранной схемы обязательно должны присутствовать элементы безопасности. Для котлов на твердом топливе для водяного отопления это воздухотводчики, спускные и обратные клапаны.

Котлы прямого горения

Самое простое устройство котла отопления на твердом топливе имеют классические модели. Они состоят из топочной камеры, зольника, теплообменника и дымоходного патрубка. Передача тепловой энергии воде происходит за счет сгорания топлива в топке.

Преимуществом подобных моделей является надежность и простота конструкции. Для самостоятельного изготовления котла отопления на твердом топливе этого типа понадобятся минимум инструментов и материалов.

Но наряду с положительными качествами эти котлы обладают рядом недостатков. Основной из них – большой расход топлива. В отзывах о котлах отопления на твердом топливе прямого горения указывают на необходимость постоянного добавления дров или угля. Если этого не делать – температура воды в трубах будет неизбежно снижаться.

Также следует отметить такие особенности отопления частного дома твёрдым топливом с помощью котлов этого типа:

Большой показатель инерционности . Время нагрева воды в трубах до требуемой температуры может составить от 10 до 30 мин в зависимости от вида системы и ее характеристик;
Проблемы с регулировкой мощности . Как и в печах для воздушного отопления на твердом топливе это можно осуществить только ограничив приток воздуха через зольник. Поэтому при проектировании системы теплоснабжения нужно предусмотреть монтаж устройств безопасности;
Низкий показатель КПД . Обычно он составляет около 60-65%. Это связано с тем, что некоторая часть тепловой энергии уходит вместе с угарным газом через дымоход;
Комплектация . В состав стальных и чугунных котлов отопления на твердом топливе не входит циркуляционный насос, группа безопасности.

Также стоит отметить отсутствие второго контура для горячего водоснабжения. В качестве альтернативы можно рассматривать возможность подключения бака прямого или косвенного нагрева, если такое предусмотрено конструкцией. В таком случае при расчете котла отопления на твердом топливе следует учитывать монтаж дополнительного оборудования.

В большинстве случаев в устройстве котла отопления на твердом топливе предусмотрено время работы на одной партии дров или угля от 4 до 6 часов. Чем больше интенсивность горения – тем меньше время для одного цикла.

Пиролизные твердотопливные котлы

Для оптимизации расхода топлива и повышения КПД были разработаны на твердом горючем. Несмотря на схожесть процессов, протекающих внутри конструкции, их принцип работы отличается от описанных моделей прямого горения.

Подобные котлы на твердом топливе для водяного теплоснабжения также называются газогенераторными. Их принцип работы основан не на прямом сгорании дров, а на формировании летучей смеси. При относительно небольшом температурном воздействии на дрова и с минимальным притоком кислорода происходит процесс их тления. В результате этого образуется так называемый древесный газ. Поднимаясь по специальным каналам, он попадает в камеру сгорания, где смешиваясь с потоком воздуха воспламеняется.

Преимуществом эксплуатации газогенераторных котлов теплоснабжения для дома на твердом топливе является экономный расход горючего. В среднем одной партии дров хватает на 12-18 часов работы. Кроме этого пиролизные чугунные котлы теплоснабжения на твердом топливе характеризуются такими качествами:

Подключение к электросети . Для эффективной работы котел должен быть оборудован вентилятором или турбиной (встречается редко);
Качество топлива . Перед загрузкой дрова должны пройти этап просушки. Оптимальная влажность для отопления частного коттеджа твёрдым топливом должна составлять 8-10%;
Минимальный объем угарных газов . Их большая часть сгорает во вторичной камере. Благодаря этому при расчете отопительного котла на твердом топливе можно предусмотреть дымоход меньшего диаметра. Но он должен быть утеплен, так как велика вероятность образования конденсата на его поверхности;
Виды топлива . Устройство пиролизного котла отопления на твердом топливе сделано таким образом, что можно использовать поленья, опилки и древесные отходы. Важно, чтобы они имели нужный уровень влажности и не содержали сторонних примесей.

Для регулирования мощности котлы отопления на твердом топливе, сделанного своими руками, можно подключить вентилятор к блоку управления. Он будет регулировать мощность работы устройства в зависимости от температуры в помещении и на улице. Таким образом можно уменьшить расход топлива и оптимизировать работу отопления.

Улучшить характеристики газогенераторного самодельного котла теплоснабжения на твердом топливе можно с помощью облицовки его внешней поверхности. Это снизит тепловые потери конструкции.

Котел на твердом топливе длительного горения

Одной из альтернатив пиролизному котлу отопления являются модели длительного горения. Это относительно новая отопительная конструкция, которая характеризуется низким расходом топлива и длительным периодом его сгорания.

Классическая схема установки котла теплоснабжения на твердом топливе предусматривает значительный нагрев воды в теплообменнике. В настоящее время большую популярность набирают низкотемпературные системы. Именно для таких схем будет оптимален котел длительного горения. Он отличается от классических моделей отсутствием зольника и способом подачи воздуха для поддержания процесса сгорания топлива. В отзывах о котлах длительного горения отопления на твердом топливе указывается на их высокую эффективность и надежность работы.

Конструктивно он состоит из большой камеры сгорания, занимающей около 90% от общего объема котла. Подача воздуха осуществляется через верхний патрубок, который опускается под действием силы притяжения по мере сгорания топлива. Фактически происходит процесс тления, из-за чего температура теплоносителя не превышает +70°С.

Потребителю будет полезно знать следующие свойства котла длительного горения:

Наличие автоматического регулятора тяги . Это механическое устройство, имеющее в своей конструкции термоэлемент. При его нагреве происходит уменьшение притока воздуха. Обратный процесс провоцирует уменьшение температуры воздействия на термоэлемент;
Не нужно подключение к электросети ;
Очистка от золы осуществляется 1 раз в 3-4 дня работы . Однако при большом количестве продуктов сгорания происходит резкое ухудшение работы котла;
Горение происходит только вверху . Благодаря этому наблюдается существенное снижение расхода топлива.

Одним из недостатков котлов длительного горения является их высокая стоимость. Однако при правильном проектировании системы отопления компенсация первичных затрат произойдет после 4-5 отопительных сезонов. Также необходимо обеспечить защиту конструкции от влаги.

В домах, где проведение газа недоступно или непомерно затратно, используют твердотопливные котлы. Такое отопление предпочитают и те, кто хочет сэкономить на обогреве жилья. Оно обойдется в 2 раза дешевле газового и в 3 раза дешевле электрического.

Твердотопливные котлы отопления имеют множество преимуществ:

Автономность. Так как функционирование оборудования не зависит от внешних источников питания, будет достаточно иметь запас дров или пеллет, чтобы обеспечить бесперебойную работу.
Вариативность. В зависимости от доступности сырья, может использоваться торф, уголь, брикеты, дрова, пеллеты.
Экологичность. Когда используется возобновляемое сырье, древесина, не наносится вред окружающей среде.
Практичность. Аппарат просто устроен, поэтому его легко обслуживать, и служит он очень долго.

Котел твердотопливный длительного горения – особенности работы и эксплуатации

Основная особенность оборудования, рассчитанного на долгое горение – увеличенная жаропрочность элементов конструкции. Отличается также система подачи воздуха. Основное топливо для таких котлов – уголь, кокс, нефтепродукты, торф.

Когда используются твердотопливные котлы долгого горения для дома, после загрузки углем они могут работать до 5 суток, а дровами – до 2 суток.

Бесспорными преимуществами данного оборудования являются экономия на недорогом топливе и возможность несколько дней не задумываться о его работе. Но необходимо учитывать, что цикл функционирования:

розжиг;

горение;

затухание;

очистка котла.

Ассортимент

В предлагаемом ряду продукции есть оборудование германского, итальянского, словацкого, российского производства.

Торговая марка Bosch хорошо известна российскому покупателю по высококачественной бытовой и промышленной технике и оборудованию, которые она поставляет на рынок. Если вы ищете лучший твердотопливный котел, стоит обратить внимание на германскую продукцию. Она изготавливается по высоким стандартам, безупречного качества.

Хороший выбор представляет словацкий бренд Protherm. Модельный ряд включает котлы твердотопливные, используемые для частного дома различной отапливаемой площади. Материал, из которого изготовлено оборудование – низкотемпературный чугун, который минимизирует потери тепла. Техника дополняется специальными датчиками, которые помогают хозяевам легко регулировать мощность.

Если вы ищете твердотопливные котлы, цена которых включает только стоимость производства с разумной наценкой, это отечественная техника от компании Zota. Продукция Красноярского завода, работающего с 1992 года, заслужила высокие оценки покупателей как надежная и удобная в эксплуатации.

Без сомнения, твердотопливное отопление является самым древним способом, придуманным человеком для обогрева своего дома. Каменный уголь, торф и дрова – такие энергоносители доступны человеку были с тех пор, как он стал обогревать свое жилище. Сегодня твердотопливные котлы для отопления пользуются очень большой популярностью, поскольку развитие технологий и более глубокое понимание процесса горения способствует второму рождению таких видов топлива.

Современные твердотопливные котлы для отопления частного дома способны довести КПД сгорания твердых видов топлива до 92-94 процентов. Такой высокий показатель, который был недостижим в прошлые времена, обеспечивает возможность наладить систему отопления дома без электричества и газа, используя лишь твердые энергоносители, тем более данная схема способна выступать и в качестве главного контура обогрева.

Данная статья предназначена для представления основных видов твердотопливных котлов, описан процесс выбора такого оборудования, а также указаны некоторые марки котлов.

Как только выбрано топливо, используемое для отопления дома или дачи, возникает необходимость определиться с котлом. Все котлы, функционирующие на твердом топливе, классифицируются на следующие группы: длительного горения, пиролизные, автоматические, классические. Ниже будет подробнее описан каждый вид оборудования в отдельности.

Котлы длительного горения

Такое оборудование, как котлы отопления твердотопливные для дома имеют специальные компоненты, которыми и поддерживается длительное горение. Данное горение обычно обеспечивается двумя системами: прибалтийской системой Стропува, а также канадской системой Булерьян.

К примеру, система Стропува — это бочка до трех метров высотой, которая наполняется дровами и закрывается подвижной крышкой, имеющей дымоход. Вначале поджигаются дрова, что обеспечивает их экономное горение, при этом обеспечивая нагрев теплоносителя по рубашке бочки, а подача кислорода регулируется автоматическим режимом.

Системой Булерьян является 2-камерная печь для горения дров, разделенная горизонтально. Снизу происходит тление топлива, газы перемещаются в верхнюю камеру, где происходит перемешивание с вторичным кислородом посредством жиклера, а затем топливо дожигается. Такой котел отопления на твердом топливе длительного горения является отличным решением для обогрева загородного дома или дачи.

Котлы пиролизные

Главный принцип функционирования таких котлов основан на процессе разложения топлива для горения газа. Следует заметить, что твердотопливным котлом данного вида объясняется процессом воздействия на топливо большой температуры при ограниченном объеме воздуха. Структура котла представляет собой 2 камеры, разделенные колосниками: нижняя необходима для загрузки, а также камера сгорания.

В таких котлах процесс горения следующий: топливо необходимо заложить и поджечь, после чего дверца камеры для топки закрывается. В верхней камере происходит активирование вентилятора наддува, который служит для перемешивания чистого кислорода с газами тления с нижней камеры. Происходит воспламенение смеси и посредством форсунки из керамики на топливо направляется огонь.

Без доступа кислорода котел отопления твердотопливный начинает обжигать топливо – что создает пиролиз, иными словами, осуществляется разложение, а также газификация горючего. Пока топливо совсем не прогорит, такой процесс будет продолжаться. Таким образом, и осуществляется отопление при помощи твердого топлива.

Плюсы пиролизного котла следующие:

Несмотря на преимущества, имеются и недостатки:

Котлы автоматические

Автоматический котел для отопления частного дома твердотопливный является наиболее оптимальным выбором, поскольку в нем такие процессы, как уборка золы, а также загрузка топлива автоматизированы. Котлы данного типа имеют бункер для подачи топлива работающий в автоматическом режиме – шнековый или транспортерный. Для обеспечения стабильности горения, топливо следует выбирать однородное, как по размеру, так и составу.

Плюсы данного котла следующие:

Минусы такого оборудования:

Котлы классические

Можно сказать, что система отопления частного дома с твердотопливным котлом классического типа представляет собой следующий принцип функционирования: для получения тепла осуществляется процесс сгорания твердого топлива, как при обычном костре. Процесс горения оптимизируется особой колосниковой решеткой, обеспечивающей поступление кислорода снизу для горения. Объем этого кислорода регулируется при помощи настроек шабера, а также подачи воздушных потоков в топку горения в ручном режиме.

Загрузка твердого топлива осуществляется посредством верхней дверцы, а через нижнюю происходит удаление золы, а также регулировка горения. Теплообменник в агрегате может быть произведен из стали, а также чугуна.

Плюсы котла:

возможность работы, как минимум на 2-х типах топлива;
возможность монтирования газовой, а также жидкотопливной горелки вне зависимости от электроэнергии.

Минусы:

наличие места по хранению топлива;

наличие отдельного помещения под котельную.

Как работает такой агрегат?

Твердотопливные устройства для своей работы используют различные виды твердого топлива. Это дрова, уголь, горючие сланцы, торф и т. п. Цикл работы котла можно условно разделить на три фазы. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Этап #1 - розжиг котла

Начинается цикл с розжига, который характеризуется резким повышением температуры в среднем с 40°С до 600°С за 5-10 мин. Начинают расти температурные значения топочного теплообменника, которые зависят от параметров системы и могут колебаться в пределах от 40°С и до 70°С. При минимуме возможен тепловой удар по системе отопления в целом и собственно по теплообменнику. Последний, особенно выполненный из чугуна, не сможет долго выдерживать таких условий и лопается. Если скорость циркуляции теплоносителя невелика, а прогрев проходит быстро, может произойти закипание жидкости, что приведет к тепловому и гидравлическому удару по отопительной системе. Наиболее уязвимы к нему – пластиковые трубы. На этом этапе трубы начинают прогреваться, однако воздух в помещении еще холодный.

В качестве топлива для котлов твердотопливного типа могут использоваться уголь, дрова, пеллеты, торф и т.д.

Этап #2 - прогрев теплоносителя

Температура в топке продолжает повышаться и достигает значений 1300°С для угольных котлов и порядка 1000С для дровяных. Теплоноситель продолжает прогреваться. На этом этапе важен контроль, иначе он может разогреться до максимальной температуры котла, которая оставляет 95°С, а это уже опасно.

Регулирование осуществляется с помощью задвижки, контролирующей подачу воздуха. Оптимальная температура должна поддерживаться вплоть до полного сгорания топлива. На этой фазе трубы в помещении становятся горячими, прогревается воздух.

Этап #3 - прогорание топлива

В конце цикла работы котла топливо полностью прогорает, и образуются тлеющие угли. Температура понижается до 600°С-400°С, которые считаются наиболее комфортными для системы. Теплоноситель медленно остывает, воздух в помещении так же начинает понемногу остывать. После того, как образовались тлеющие угли, процесс охлаждения воздуха и теплоносителя сразу же ускоряется.

Рассмотрев все фазы работы котла на твердом топливе, можно четко увидеть его главную особенность – температурную цикличность. Она обусловлена необходимостью время от времени закладывать новую порцию топлива, чтобы минимизировать колебания температуры теплоносителя. В большей степени эта проблема решена у автоматических котлов, где присутствует автоматизированная подача топлива и наддув вентилятора горелки. Остальные нуждаются в постоянном контроле со стороны человека и своевременном пополнении запаса топлива.

Как устроен твердотопливный котел?

Надо понимать, что твердотопливный котел это собранная в стальном корпусе модульная конструкция, в состав которой входят такие узлы:

Топочная камера , оснащенная дверцей. Здесь проходит процесс сгорания топлива.
Колосниковая решетка . На нее укладывается и равномерно распределяется топливо. После его прогорания образующаяся зола через специальные отверстия высыпается в зольник.
Прочистной люк . Предназначен для очистки котла.
Теплообменник . Представляет собой конструкцию, передающую энергию от разогретого теплоносителя к холодному. Чаще всего это бочка, через которую проложены дымогарные трубы. Газы, проходящие через них, разогревают теплоноситель циркулирующий в теплообменнике.
Терморегулятор для котла, позволяющий регулировать скорость сгорания топлива.

Кроме вышеперечисленных обязательных элементов устройства, они так же могут оснащаться оборудованием, существенно облегчающим их эксплуатацию. Например таких как регулятор тяги, газовые горелки, термостатический клапан. Подробнее о каждом из них - читайте дальше.

Схематично устройства котла, работающего на твердом топливе, представлено на рисунке

Регулятор тяги незаменим при регулировке температуры внутри подающего трубопровода и контроля за доступом воздуха в топочную камеру. Устройство при нагреве расширяется и может оказывать воздействие на заслонку, открывая или, наоборот, прикрывая ее при охлаждении оборудования. Котлы, оснащенные таким регулятором, могут работать в автоматическом режиме. Устройство устанавливается на передней стенке оборудования. При запуске котла оно регулируется таким образом, чтобы значения температуры не опускались ниже 65°С и не поднимались выше 90°С.

Газовая горелка работает на природном или сжиженном газе и позволяет получить множество преимуществ:

Розжиг занимает всего несколько секунд.
Безопасность в использовании.
Простая конструкция, что обеспечивает надежность оборудования.
Возможность комбинации с котлами разных типов.
Эксплуатация в закрытых помещениях.

Термостатический клапан предназначен для экстренного отвода тепла от котла при перегреве. Для охлаждения аппарата горячий теплоноситель из системы спускается, а не его место закачивается холодная вода. Контур охлаждения для стального оборудования устанавливается внутри устройства, а для чугунного – на подаче.

Использование газовой горелки позволяет получить практически мгновенный розжиг и безопасность в использовании прибора. Такую горелку можно устанавливать в котлах любого типа

Виды устройств по принципу сжигания топлива

Существует несколько разновидностей отопительных котлов, работающих на твердом топливе. Рассмотрим их более подробно.

Вариант #1 - котлы классического горения

Оборудование имеет топку большого размера, в которой естественным образом происходит сжигание топлива. В конструкции, как правило, присутствует датчик-контроллер температуры теплоносителя, с функцией механической регулировки воздушной заслонки. Такие котлы отличаются предельной простотой конструкции, что делает их стоимость относительно небольшой, а эксплуатацию очень легкой. Кроме того они весьма неприхотливы к типу и качеству топлива и могут отапливаться как углем, так и дровами, брикетами и т.д. Однако у классических аппаратов есть и недостатки:

Небольшое время горения. Как показывает практика, одной закладки топлива может хватить максимум на восемь часов работы.
Сложность автоматизации отопительных режимов.
Более низкий, чем других разновидностей твердотопливных котлов, КПД, что приводит к большому расходу топлива.
Неоптимальный процесс горения приводит к повышенной зольности.

Из всех перечисленных недостатков нивелировке поддается проблема частой загрузки топлива. Она частично решается путем установки бака-теплоаккумулятора, который накапливает тепло и тем самым сглаживает температурные перепады теплоносителя. Бак представляет собой емкость из металла с хорошей теплоизоляцией. Его объем рассчитывается в зависимости от емкости отопительной системы и мощности оборудования. Впрочем, его наличие – это дополнительные расходы и риск поломки системы.

Традиционные котлы классического горения очень нетребовательны к топливу. Однако в силу конструктивных особенностей их КПД ниже, чем у других устройств, поэтому они отличаются повышенной зольностью и высоким расходом топлива

Вариант #2 - аппараты длительного горения

Эти котлы лишены описанных выше недостатков. Существует два вида таких устройств - пиролизные и приборы «тлеющего» типа. длительного горения отличается от классического наличием двух камер сгорания. Топливо начинает гореть в условиях дефицита кислорода. Под воздействием высоких температур оно начинает выделять древесный газ, так называют смесь из угарного газа, пропана, метана и водорода. Этот процесс называется пиролиз. По окончании этого процесса топливо попадает во вторую камеру, где сжигается с избытком кислорода. В результате КПД системы увеличивается до 90%.

Топливо сгорает практически без остатка, золу приходится убирать раз в несколько дней. Одной загрузки хватает в среднем на 12 часов. Средний расход топлива невелик. Так же к достоинствам пиролизных приборов можно отнести:

Возможность поддержания заданной температуры теплоносителя.
Работа на различном виде твердого топлива: уголь, брикеты, дрова.
Широкие возможности автоматизации систем контроля режимов горения.

К недостаткам системы можно отнести более высокую стоимость оборудования, энергозависимость и требовательность к уровню влажности топлива.

Пиролизные котлы отличаются наличием двух камер сгорания. В первой происходит пиролиз, то есть выделение древесного газа, а во второй - собственно сгорание материала

Устройства «тлеющего» типа отличаются наличием встроенной по всему периметру водяной рубашки. Процесс горения идет по типу свечи – сверху вниз. Процесс медленного тления верхней части топлива и большой объем камеры горения, а в некоторых случаях он достигает 100 л, позволяет растянуть процесс сжигания на продолжительное время.

Устройство котлов тлеющего типа таково, что топливо, подожженое сверху, может гореть без добавления новой порции достаточно долго, иногда до нескольких суток

Существуют модели, которые могут «продержаться» на одной угольной закладке пять суток. К этому несомненному достоинству аппарата можно добавить несколько меньшую, чем у пиролизных котлов стоимость. Однако эти устройства очень требовательны к топливу. Это должен быть либо уголь высшего качества, либо дерево влажностью не более 20%. Нужно обращать внимание и на содержание смол в топливе, если оно высоко, неизбежны частые чистки системы и автоматика быстрее выходит из строя.

Из нашей следующей статьи вы узнаете, какие виды брекетов бывают, в чём их плюсы и минусы: .

Каким маркам отдать предпочтение?

Наиболее известными производителями твердотопливных котлов классического типа горения можно считать:

SAS. Компания имеет более чем 30-летний опыт в выпуске отопительного оборудования. Производит более девяти моделей котлов различного назначения.
Aton. Производитель выпускает три серии устройств ТТК V, ТТК и TRADYCJA. Первые две модификации полностью энергонезависимы, последняя оснащена автоматическим управлением и наддувом.
Galmet. Большое количество вариаций различной мощности, предназначенных для работы на угле, дровах, брикетах, а так же комбинированные модели.
SIME. Компания предлагает два типа устройств. Ассортимент марки Solida включает шесть котлов с вариацией мощностей от 16 до 40 кВт. Модельный ряд Solida Evolution представлен пятью приборами с диапазоном мощностей 23-67 кВт.

Средняя стоимость таких устройств зависит от мощности и начинается от 20 тысяч рублей.

К числу наиболее известных производителей пиролизных котлов можно отнести:

ATMOS. Производятся модели для работы на угле, дровах или угле, пеллетах, комбинированные, с возможностью установки газовой горелки.
VERNER. Компания выпускает оборудование марки VERNER V, классические пиролизные устройства, предназначенные для работы на биомассе. По мощности различаются две модификации VERNER V45 и VERNER V25.

Стоимость приборов начинается от 40 тыс. рублей.

Наиболее популярные производители аппаратов «тлеющего» типа:

Stopuva. Выпускаются модели мощностью от 10 до 40 кВт, работающие на дровах или угле и дровах.
Candle. Выпускаются различные по мощности вариации, использующие в качестве топлива дрова, щепу, торф, брикеты.

Цена оборудования начинается от 40 тысяч рублей.

Твердотопливные котлы – надежные и практичные устройства. Они дают возможность использовать, практически, любые виды топлива, что очень удобно. Главный недостаток устройств классического горения – перепады температур теплоносителя. Однако у модификаций длительного горения он отсутствует. Это оборудование может быть полностью автоматизировано, что дает возможность пользоваться прибором с максимальным удобством.