Какой котел длительного горения лучше. Бытовые отопительные котлы: преимущества и недостатки разных видов топлива

На сегодняшний день современные котлы на твердом топливе в наши дни довольно часто применяют для отопления частного дома, несмотря на то, что они уступают в удобстве эксплуатации своим электрическим и газовым конкурентам. Такая популярность этого оборудования в первую очередь обусловлена растущими ценами на традиционные энергоносители (особенно на электричество), а также отсутствием централизованного газоснабжения в некоторых регионах. Не стоит также забывать, что зачастую в качестве топлива для твердотопливных котлов применяются отходы сельскохозяйственного или деревообрабатывающего предприятия, благодаря чему отопление частного дома получается абсолютно бесплатным.

Виды топлива для твердотопливных котлов

Перечень видов топлива, пригодных для использования в твердотопливном котле, достаточно широк, к нему можно отнести практически все, что не является газом или жидкостью и может гореть. В большинстве случаев в качестве источников тепла выступают:

• уголь;
• торф;
• древесные брикеты;
• пеллеты;
• отходы в виде деревянной стружки и опилок;
• лузга и шелуха масличных и зерновых культур;
• солома.

Каждый вид топлива предъявляет свои требования к материалу и конструкции топки, системе подачи воздуха и некоторым другим составляющим котла. Разумеется, топливо сгорит даже при несоответствии всех этих параметров, но КПД котла в этом случае окажется значительно ниже максимально возможного. Поэтому перед тем, как выбрать подходящую модель твердотопливного котла, следует точно решить, какой вид топлива вы будете в нем использовать .

Недостатком бытовых твердотопливных котлов является то, что это оборудование не способно работать без участия пользователя. Даже в моделях с автоматической подачей топлива его приходится постоянно досыпать в бункер-накопитель, также владельцу нужно периодически удалять золу.

Особенности устройства твердотопливных котлов

В самом простом исполнении бытовые котлы на твердом топливе представляют собой устройства, состоящие из корпуса, расположенной внутри него камеры сгорания и дымохода. Такие котлы обеспечивают так называемое воздушное отопление, то есть, попросту говоря, нагревают воздух вокруг себя подобно тому, как это делает традиционная русская печь. Эти модели имеют наименьшую стоимость, но применять такие виды современных котлов для частного дома с несколькими помещениями невозможно. Они подходят для небольших строений, состоящих из одного-двух помещений.

Для нагрева теплоносителя водяной системы отопления следует использовать твердотопливный котел с теплообменником. Теплообменник обдувается образующимися при сгорании топлива горячими газами, благодаря чему циркулирующая через него вода нагревается. Теплообменники изготавливают из стали или чугуна.

Наиболее предпочтительными считаются чугунные теплообменники: они более долговечны, чем стальные, не подвержены коррозии и обладают лучшими рабочими качествами. Однако, им свойственны и некоторые недостатки: чугун гораздо менее пластичен, чем сталь, поэтому он хуже переносит температурные перепады; по весу чугунный теплообменник значительно превосходит стальной, что осложняет транспортировку и монтаж котла. Главный «минус» стальных теплообменников – боязнь коррозии.

В современных моделях бытовых котлов на твердом топливе эту проблему решают путем добавления в состав стали специальных добавок, повышающих антикоррозионную устойчивость. Еще один недостаток состоит в том, что стальной теплообменник, в отличие от чугунного, является сварной конструкцией:

• во-первых, сварные швы являются слабым местом изделия;
• во-вторых, такой способ изготовления теплообменника значительно усложняет его ремонт.

Однако, стальные теплообменники позволяют реализовать очень полезную функцию, которая заключается в использовании охлаждающего змеевика. При повышении температуры теплоносителя сверх допустимых пределов будет открыт термостатический клапан, обеспечивающий поступление холодной воды в емкость. Котлы с чугунными теплообменниками использовать такой способ для понижения температуры теплоносителя не могут, систему приходится по новой заполнять прохладной водой.

Двухконтурные котлы

Более «продвинутые» модели твердотопливных котлов могут использоваться не только для отопления частных домов, но и для подогрева воды в системе горячего водоснабжения. Такие котлы называют двухконтурными. Тому, кто желает купить подобное устройство, следует учесть одно обстоятельство: непосредственно в момент пользования краном с горячей водой котел полностью переключается на обогрев контура ГВС, отопление при этом отключается.

Происходит это следующим образом: в результате переключения клапанов нагреваемый котлом теплоноситель перенаправляется к теплообменнику контура ГВС, таким образом в систему отопления он временно не поступает. Поэтому такая схема подключения котла на твердом топливе оправдана только в том случае, если горячая вода расходуется эпизодически и в небольших объемах. Если воды нужно много, систему водоснабжения дополняют накопительной емкостью (бойлером), которая обеспечивает следующие преимущества:

• позволяет увеличить расход горячей воды;
• дает возможность дольше пользоваться горячей водой, не отключая при этом отопление;
• сглаживает режим работы котла, уменьшая частоту его переключений с контура отопления на ГВС.

В недорогих моделях твердотопливных котлов топливо загружается вручную, тогда, как в более совершенных версиях этот процесс частично автоматизирован. Такие котлы снабжены бункером, из которого топливо подается в топку шнековым или поршневым питателем. Конечно, дрова такая система подкладывать вместо пользователя вряд ли сможет, но с сыпучими видами топлива – мелкофракционным углем (с размером от 5 до 25 мм), пеллетами и т.д. – справится на «отлично». Объема одной заправки бункера хватает обычно на несколько дней.

Пеллетные котлы

Одним из самых калорийных и удобных в эксплуатации видов топлива являются пеллеты, которые еще называют биогранулами. В основном их изготавливают из древесной стружки, но могут использоваться, также, торф, лузга семечки подсолнечника и др. Для получения гранул исходное сырье измельчают, а затем прессуют под давлением, достигающим 300 атм. Поэтому пеллеты занимают гораздо меньший объем, чем порция стружки в чистом виде, имеющая ту же массу. Использовать котлы на пеллетах для отопления дома очень удобно: одной загрузки в бункер хватает на целую неделю, при этом топливо сгорает почти полностью, поэтому удалять золу можно примерно раз в месяц. От прочих видов твердотопливных котлов это оборудование отличается, в первую очередь, наличием специальной горелки, называемой пеллетной.

Базовая настройка пеллетного котла состоит из таких этапов:

• точная настройка времени включения и ожидания шнекового питателя при подаче топлива;
• подбор оптимальной скорости вентилятора для подачи воздуха;
• регулировка режимов работы циркуляционных насосов в контурах отопления и ГВС;
• настройка температурных режимов.

Максимальный и минимальный расход пеллетного котла определяется несколькими факторами:

• КПД котла;
• калорийность топлива;
• термическое сопротивление ограждающих конструкций дома;
• температура наружного воздуха;
• количество потребителей, подключаемых к котлу помимо системы отопления (система «теплый пол», ГВС).

Пиролизные котлы

Если бытовой котел отопления в частном доме предполагается топить углем или древесным топливом, лучше отдать предпочтение пиролизной или, что то же самое, газогенераторной модели. Такое оборудование еще называют котлами длительного горения. Пиролиз – это процесс образования горючего газа при тлении угольного или древесного топлива без доступа кислорода. Он проходит в специальной камере котла и сопровождается выделением значительного количества тепла. Древесный газ, состоящий по большей части из этилена и пропилена, через керамическую форсунку подается во вторую камеру, куда нагнетается воздух и где происходит его сжигание. Пиролизные котлы на твердом топливе для дома очень выгодны, поскольку имеют увеличенный КПД, к тому же для их очистки требуется гораздо меньше усилий, ведь золы после пиролиза остается совсем не много.

Правила выбора твердотопливного котла

Перед тем, как выбрать котлы на твердом топливе длительного горения, следует рассчитать их мощность. В среднем удельная величина энергозатрат на отопление дома площадью 100 – 150 кв. м составляет 120 – 130 Вт/кв. м, для дома площадью 400 – 500 кв. м – от 80 до 85 Вт/кв. м.

Также стоит обратить внимание на различные усовершенствования, которые могут существенно облегчить эксплуатацию оборудования. Так, например, отопление загородного дома твердотопливным котлом может управляться командами с мобильного телефона, если котел оснащен модулем GSM с установленной в него SIM-картой.

Непростой, в основном, суровый климат и определил быт россиян. Печь издавна была наиглавнейшим местом в каждом доме. Она не только была источником тепла, но на ней готовили еду и даже спали.

Со временем печи видоизменялись и сейчас уже не позволяют нам замерзнуть специализированные котлы отопления, а обеспечивают нас горячей пищей – газовые плиты. Идеальным источником тепла в наше время считается газовое отопление.

Но вот не всем оно доступно (несмотря на богатство недр российской земли). считается дорогим. Да и с нестабильной работой подачи электроэнергии такой вид отопления может оставить без тепла.

Остается пользоваться наиболее экономичным, удобным (что немаловажно) безопасным оборудованием для отопления на твердом топливе.

Рассмотрим классификацию котлов отопления на твердом топливе.

По материалу изготовления: сталь и чугун

В зависимости от материала, используемого для изготовления приборов отопления, их моно разделить на отопительные котлы на твердом топливе из стали и из чугуна.

Несмотря на то, что наиболее ранимыми являются чугунные котлы, они считаются наиболее долговечными. Они медленно нагреваются и долго отдают тепло.

Для потребителя это очень хорошо, ведь котел тогда дольше находится в состоянии нагрева, а значит, отопление также дольше отапливает помещение. Но вот котлу эти перегрузки чреваты перегревом.

Работа всех видов котлов на твердом топливе зависит от наличия воды в системе. Достижение критического уровня наличия воды в системе может привести к перегреву и деформации некоторых элементов системы отопления. Стальные более устойчивы как к перегреву, так к скачкам температуры. Зато чугунные более стойки к коррозии.

Полезно знать: Объем энергоносителя для загрузки рассчитывается исходя из следующих параметров: для стальных — 1,6-2,6 л на кВт; для чугунных – 1,1-1,4 л на кВт. Данные параметры должны быть описаны в технических характеристиках к котлу. Из их расчета рассчитывается и периодичность загрузки топлива.

Они отличаются не только составом сплава, весом и техническими характеристиками. Конструкция приборов также разнится. Например, охлаждающий змеевик в стальных котлах находится внутри.

При достижении высокой температуры можно открыть термостатический кран и разрешить тем самым подачу холодной жидкости, которая и сможет снизить температуру. На чугунных котлах аналогичные устройства устанавливаются на подаче. Снизить температуру можно только спустив часть горячей воды из системы и добавив в неё холодной.

Секции чугунного котла собираются вручную – прочно стягиваются шпильками из стального сплава. Секции стального крепятся друг к другу сваркой. От качества сварки будет зависеть и качество швов. При эксплуатации человек каждый раз при подаче топлива в котле вынужден открывать и закрывать загрузочный люк дверцей.

Так как она внутренне своей частью контактирует непосредственно с огнем, то она сильно нагревается и человек может получить ожог от соприкосновения с ней. Чугунные котлы снабжены дверцей со специальной прослойкой, которая изолирует температуру. А стальные — дверцей, по периметру которой проведен водоохлаждающий контур.

Для очистки чугунных необходима кочерга. А стальные оснащены поворотными колосниками, которыми можно управлять с помощью механического устройства, что позволяет очистить печь даже без открытия дверцы в топку.

Одноконтурные и двухконтурные

Схема работы и элементы

По характеристике комплектации различают котлы с одним и двумя контурами.

Один контур предполагает только выполнение функции отопления. Два контура выполняют функции и отопления и горячего водоснабжения.

Таким образом, если вы выберете себе систему отопления с отопительным котлом в которому предусмотрено два контура, вы не только будете обеспечены теплом, но еще и горячей водой.

И сможете сэкономить на расходах на водонагреватель и электроэнергию им потребляющую. Можно конечно и одноконтурные котлы подключить к бойлеру.

Но для этого нужны дополнительные расходы на оборудование и работу по монтажу системы.

Традиционные и газогенераторные

Газогенераторный

По принципу работы котлы бывают классические или традиционные, и газогенераторные или . В комплектацию газогенераторных колов входят две газовых камеры, которые расположены одна над другой и отделяются они только форсунками.

В верхнюю камеру загружаются дрова, где сгорая они образуют газ. Но сгорают дрова не сразу. А с помощью пиролиза сначала подсушиваются, при этом немного нагревая воздух. То есть таким образом обеспечивается наиболее эффективный теплообмен.

Кстати: Это также влияет и на периодичность нагрузки газогенераторного котла. Топливо в него загружать надо 2 раза реже, чем в традиционный. Следовательно, и процесс чистки будет требоваться с такой же периодичностью.

Также пиролизные котлы оснащены вентиляционной системой, которая не только помогает быстрой растопки, но и спасает окружающую среду от вредных выбросов (ведь раздувая огонь, вентилятор предотвращает появление дыма в помещении).

Энергозависимые и энергонезависимые

Если котлы оснащены вентиляционной системой (как было писано выше), то они требуют обязательного подключения к энергосистеме. В таких агрегатах поступление воздуха регулируется механическим путем.

Современные котлы, работающие на твердом топливе, оборудуют специальными бункерами для загрузки энергоисточников. Если подача топлива автоматизирована, то необходимо использовать только мелкий уголь, сухие древесные опилки или стружку, или пелетты, или эко-горошек.

Наполнив бункер под завязку топливо, можно не беспокоиться о подаче энергоисточников несколько дней. То есть вам не нужно каждый день и в день по нескольку раз утруждать себя подачей топлива в систему.

На такие устройства производитель дает гарантию – 10 лет. Но если будут соблюдены все условия эксплуатации и режима работы, описанные в руководстве пользователя, то отопительные котлы способны прослужить в несколько раз дольше.

Профилактика от перегрева котла

Схема подключения одноконтурного отопления

Если вы правильно смонтировали оборудование в отопительную систему и в процессе функционирования соблюдаете все требования по эксплуатации и нормы загрузки топлива, то можно сказать, что вы обеспечиваете безопасность работы системы в целом.

Самое главное – старайтесь не перегревать котел. Котлы остывают очень медленно, поэтому избегайте достижения максимально возможной температуры. Особенно если в системе отопления используются пластиковые или металлопластиковые трубы и другие элементы. Ведь они могут расплавиться, если температура воды на выходе из котла будет от 100°С.

И даже если котел снабжен клапаном, который при перегреве открывается и в систему поступает холодная вода для её охлаждения, все равно не допускайте таких ситуаций.

На всякий случай (если вдруг бывают перебои с холодным водоснабжением), установите на чердаке дополнительную емкость с водой. Она конечно не может стать дополнительным источником холодной воды при перегреве (ведь вода в систему должна подаваться под давлением), а вот «брать огонь на себя» и стабилизировать температуру в системе может (только необходимо грамотно подключить этот резервуар).

Также нужно быть внимательным со сливом горячей воды во время перегрева. Ведь система устроена так, что при открытии клапана горячая вода сливается в канализацию. И если канализация оснащена пластиковыми и металлопластиковыми трубами, то такой слив чреват последствиями.

Вывод дымохода для отопительного прибора этого типа

Немаловажную роль на эффективность эксплуатации котла играет и место, где он будет монтироваться. Вернее даже качество дымохода.

Естественно, дымоход должен быть огнеупорным, устойчив к воздействию ржавчины.

Дымоход должен быть высотой не менее 4 м, и диаметром не менее 18 см. Иногда с помощью сэндвичтрубы дымоход утепляют.

Такая процедура существенно сокращает теплопотери. Если при наличии труб, отвечающих всем требованиям нет тяги, то следует выбирать котел со встроенной вентиляционной системой.

Так вы не только избежите задымленности помещения, но и печь будет достаточно быстро разжигаться.

Как и где устанавливать в помещении

Монтаж котла и ввод его в систему необходимо проводить только силами специалистов и профессионалов.

Заказчик услуг, конечно же, также должен обладать знаниями по установке, чтобы иметь возможность проконтролировать качество работ.

Котел должен монтироваться на расстоянии не менее 20 см от стен, перекрытий и других поверхностей. Ни в коем случае не устанавливать его на деревянный пол.

В таком случае делается либо бетонный постамент, либо любая другая подставка из негорючего материала.

Важно: Площадь постамента или подставки должна быть больше площади основания котла. Также необходимо чтобы со стороны лицевой части (где открываются дверцы) пол также был покрыть теплоизоляционным материалом (например, листом железа) на расстоянии не менее 30 см.

С остальных сторон не менее 10 см.

Присоединение котла к дымоходу, его чистка и розжиг

Чистка котла от золы и гари

Согласно требованиям пожарной безопасности прибор должен быть присоединен к дымоходу дымовой трубой, длина которой не более 1 м. Если дымоход выполнен соединением нескольких труб, то трубы должны входит друг в друга не менее чем на 8 см.

От соблюдения этих правил будет зависеть эффективность работы системы отопления. А также, что является наиважнейшим, жизнь жильцов дома.

Для того, чтобы разжечь котел, нужно в специальную дверцу, которую называют шуровочной, заложить бумагу или мелкие дровяные щепки. В загрузочную дверцу кладут дрова и засыпают уголь. И только потом поджигают бумагу.

Дверцу следует не закрывать, пока не разожгутся щепки. Периодически контролируйте процесс розжига. Укладывайте дрова так, чтобы щель на колосниках не закрывалась полностью.

Если будете топить только дровами, то добавляйте основную охапку дров, пока не прогорели предыдущие. Если в помещении сильно холодно, то выставляйте параметры котла сначала на максимум, а затем уже потихоньку убавляйте.

В зависимости от вида энергоисточников время между их загрузками может быть разным. Если топить планируете дровами, то естественно «подкидывать» их нужно будет чаще — по мере их прогорания. И помните, ни в коем случае для розжига нельзя использовать солярку и другие горючие жидкости.

Периодически во время эксплуатации, необходимо очищать зольник котла от золы и шлака. Наполненность зольника снижает эффективность работы оборудования.

Общие правила эксплуатации:

• Чтобы не допустить перегрева не оставляйте котел, работающий на полной мощности.
• Надевайте защитные рукавицы каждый раз, открывая дверцы для подачи топлива или контроля тяги.
• Не допускайте к отопительным котлам детей.
• Храните топливо (дрова и уголь) на расстоянии не менее 1 метра от оборудования.

Периодически проверяйте уровень наполненности системы водой, состояние дымовых труб и дымохода, очищайте дымоход и фильтры не реже 1 раза в год, состояние и работу воздушных клапанов.

Соблюдая все эти нехитрые правила вы дадите возможность вашей системе отопления служить вам долгие годы, не доставляя вам особенных хлопот.

Почему же стоит выбирать отопительный котел на твердом топливе?

• Во-первых, эти отопительные приборы являются наиболее эффективными в части теплообмена.
• Во-вторых, они могут прекрасно функционировать без потребления электричества или газа. Достаточно дров и угля, которые легко заготовить на зиму. В зависимости от того, в каком регионе вы живете вы можете топить его дровами, антрацитом, каменным или бурым углем. Кстати дрова могут быть в форме прессованных брикетов.
• В-третьих, подобные котлы не перегреваются. Некоторые модели оснащены автоматической системой очистки самой печи. Но, как бы не был автоматизирован процесс использования, работать без участия человека они не могут.

Ведь без него невозможно вовремя загружать топливо в печь, Важен также человеческий контроль за работой котла на твердом топливе, естественно с соблюдением требований техники безопасности. Несмотря на необходимость данного участия отопительные системы на твердом топливе остаются самыми удобными в эксплуатации.

Бытовой котел по своей сути представляет собой тепловой генератор, который изготовлен из стали или же чугуна. По причине того, что происходит длительное горение твердого топлива, производится тепловая энергия для отопления. В качестве материала для длительного горения твердого топлива в твердотопливном котле могут применяться различные твердые материалы: торф, уголь или дрова, топливные капсулы и так далее.

С помощью такого твердотопливного котла можно обеспечить подходящую температуру для определенного помещения, для этого необходимо правильно подобрать бытовой котел, работающий на твердом топливе, учитывая при этом его мощность и площадь дома. Бытовой твердотопливный котел является достаточно простым устройством, но он достаточно материалоемкий, поэтому и стоит дорого. Продукты длительного горения, которые применяются в качестве топлива при работе котла довольно агрессивные, от чего стенки устройства необходимо делать достаточно толстыми.

Рис. 1

Наиболее простые твердотопливные оборудования имеют примерно такое устройство:

• снизу находится специальный зольник, имеющий поддувало;
• немного выше располагается топка с дверкой, которая используется для загрузки твердого топлива. Она отделяется от зольника решеткой из чугуна. Котлы могут иметь загрузку твердого топлива верхнего типа, или же фронтального;
• непосредственно в топке, а также немного выше нее размещен теплообменник, который может быть представлен в виде змеевика, водяной рубашки, бака прямоугольной формы или же цилиндра из труб;
• как правило, температура, которая имеется в тепловом носителе и возникает во время длительного горения, контролируется при помощи механического термостата. В то время, когда температура длительного горения доходит до критического уровня, этот термостат при помощи специального рычага и цепочки закрывает поддувало, вследствие чего процесс горения приостанавливается;
• дымосос для бытового котла на твердом топливе предназначен для того, чтобы поддерживать нужную тягу. Дымосос нужен для поддержания естественной тяги. Как правило, дымосос нужен тогда, когда тяга дымовой трубы плохая.

Стоит отметить, что дымососы для бытовых твердотопливных котлов нельзя считать вентилятором или камином. Дымосос является устройством, что поддерживает и улучшает тягу.

Много марок бытовых котлов отлично работают в системах, которые имеют природную циркуляцию. Как правило, наиболее распространенным недостатком недорогих твердотопливных котлов является постоянная надобность в частой загрузке твердого топлива для поддержания длительного горения. Самый простой твердотопливный котел может работать всего около трех или четырех часов, после чего требуется следующая закладка топлива только твердого материала.

Помимо этого, во время работы на низкой мощности коэффициент полезного действия значительно понижается из-за того, что топливо не полностью сгорает.

Эти недочеты можно решить, если в контур теплового аккумулятора установить большую емкость с водой, которая будет теплоизолированной. Вода, которая находится внутри сосуда, нагревается вовремя не длительной работы котла на топливе на полной мощности, после чего она на протяжении суток перемещается по главному контуру, отдавая, таким образом, свое тепло радиаторам.

Наиболее распространенными типами твердотопливных котлов считаются котлы верхнего горения и пиролизные устройства.

Пиролизные твердотопливные устройства

Прогорание дров можно разделить на два этапа:

• В верхней топке дрова сгорают, при этом поток воздуха является крайне ограниченным. Таким образом, появляется из топлива мелкая зола и пиролизный газ, состоящий из угарного газа и летучих углеродов.
• После чего, вышеуказанный газ насильно перегоняется в нижнюю топку, где он разбавляется воздухом атмосферы и сгорает, при этом выделяя много тепла. Небольшая часть тепла применяется для того, чтобы поддерживать тепло вверху котла.

Как результат выходит, что твердотопливное оборудование:

• высокий коэффициент полезного действия, который доходит до восьмидесяти пяти процентов;
• минимальное количество твердых остатков топлива, ведь в отходы отходит только мелкая зола;
• можно аккуратно контролировать мощность твердотопливного оборудования, при этом не происходит понижение КПД. Пиролизный газ всегда сгорает полностью;
• при одном заложении топлива происходит длительное горение, которое имеет продолжительность от шести до двенадцати часов.

Твердотопливный котел верхнего горения

Такой бытовой котел на твердом топливе устроен очень просто, что дало распространение ему по всему миру. Эти котлы могут проводить длительную работу - до тридцати часов на дровах и до пяти дней на угле.

• Твердое топливо понемногу горит сверху. К топливу подводится воздуховод, который опускается вместе с процессом сгорания топлива, он и подает воздух.
• В таких твердотопливных котлах также применяется система пиролизного газа: камера, где сгорает этот газ, отделяется от емкости с топливом большим диском из металла.
• Все твердые продукты сгорания топлива уходят вместе с потоком воздуха.

Рис. 2

Самостоятельное изготовление

Стоит отметить, что твердотопливные устройства, как правило, достаточно дорогостоящие. Поэтому у многих домовладельцев возникает желание сконструировать такое твердотопливное оборудование самостоятельно.

Рис. 3

Эта задача достаточно сложная, но осуществить ее все же реально.

Решение самостоятельно изготовления твердотопливного котла имеет ряд преимуществ:

• Можно существенно сократить денежные расходы.
• Твердотопливный котел для отопления дома можно сконструировать под свои требования и желания.
• Твердотопливное оборудование будет стопроцентно пригодно для ремонта.

Для того чтобы создать наиболее удобные условия использования твердотопливного устройства и при этом не ходить каждые три-четыре часа закладывать топливо, как правило, устанавливают твердотопливные котлы верхнего горения. Они обладают очень простой структурой, при этом длительность работы твердотопливного котла от одной закладки топлива, составляет около шестнадцати часов. Во время самостоятельного сбора твердотопливного оборудования можно выбрать камеру по высоте.

Рис. 4

Конструкция твердотопливного оборудования

Корпус твердотопливного устройства имеет круглую форму и устроен, как «труба в трубе», между которыми размещена вода. Это дает возможность эффективно передавать тепло от топки к водяной рубашке. Патрубок для дыма находится вверху корпуса. Для прямой подачи ГВС в дом имеется котлы с двумя контурами, у которых в рубашку внедрен тепловой обменщик для подогрева воды.

Спереди твердотопливное устройство оборудовано дверью для закладки топлива, а внизу находится зольник. Зольник отделяется от места сгорания специальной решеткой. Через крышку проходит вертикально поставленная труба, на конце которой внутри топки прикреплен груз, к которому были приделаны специальные завихрители воздуха в форме дуги.

Выходит, что камера загружается топливом, оно всё подпаливается сверху и придавливается грузом с трубой, то есть принцип всей работы котла заключается в том, что процесс горения топливного сырья происходит сверху вниз. В зону непосредственной работы воздух поступает по вертикально установленной трубе, которая опускается с грузом по мере того, как происходит сгорание топлива.

Дымосос является не обязательным, но желательным элементом конструкции. Дымосос будет лучше производить работу, если его установить вертикально. Если дымоход работает не исправно, то дымосос вряд ли обеспечит полноценную работу устройства. Также дымосос должен полностью подходить под параметры отопительного оборудования.

Используемые материалы при изготовлении твердотопливного устройства

Для создания топки в твердотопливном устройстве, как правило, используется труба, диаметр которой будет колебаться от трехсот до пятисот миллиметров, при этом ее толщина должна быть не меньше чем четыре либо пять миллиметров. Иногда, некоторые мастера умудряются использовать баллон пропан, диаметр которого составляет около трехсот миллиметров.

Благодаря этому из баллонов можно производить котлы на твердом топливе, которые будут иметь небольшую мощность. Помимо этого, такого рода котел в высоту будет примерно тысячу пятнадцать миллиметров, это дает определенные ограничения по вместительности топки. Котел, у которого топка сделана из баллона долго не прослужит, ведь толщина стенок баллона, как правило, составляет три миллиметра, а марка стали – самая простая Ст3.

При самостоятельном изготовлении твердотопливного устройства, необходимо делать водяную рубашку толщиной в тридцать миллиметров, вторая труба выбирается на шестьдесят миллиметров больше, учитывая тот факт, что ее диаметр будет составлять триста семьдесят пять миллиметров. Таким образом, если берется топка диаметров триста миллиметров, высотой полтора метра, то есть возможность сделать больше водяную рубашку до пятидесяти миллиметров, взяв при этом трубу, диаметром четыреста двадцать пять миллиметров из стали 20.

Вертикально установленная труба должна быть произведена из простой стали, ее диаметр должен быть или семьдесят шесть миллиметров, или пятьдесят семь миллиметров. Груз необходимо делать металлическим, его толщина должна быть не меньше восьми и не больше двенадцати миллиметров.

Кроме того, понадобятся небольшие отрезки трубы, диметр которых будет колебаться от ста двадцати до ста пятидесяти миллиметров - для дымохода или дымососа, и от тридцати двух до пятидесяти семи – для выходов теплового носителя. Помимо этого, будет нужен металлический лист 40 на 4 миллиметров – для рубашки и дверей на топку и зольник.

Решетка вырезается из листа железа, толщина которого не менее десяти миллиметров.

В первую очередь нужно выбрать размер деталей, всё разметить и порезать металл:

• Сделать дно и крышку для устройства. Если используется баллон, необходимо отрезать его верхнюю часть и дно по сварочным швам, которые после нужно зачистить.
• В трубах нужно проделать проемы для дымососа и дверей – загрузочной и зольной. Не нужно производить их слишком крупными, необходимо их делать такими, чтобы хватало места для закладки топливного сырья. Далее нужно прорезать двери для этих проемов.
• Потом отмеряется и отрезается вертикально поставленная труба для воздуха дымососа, штуцеры для теплового носителя.
• Теперь изготавливается заготовка под круглый груз, его диаметр делается на пять миллиметров меньше, чем внутренний параметр топки. В его центре проделывается отверстие по наружному размеру трубы для воздуха.
• Далее нужно отрезать полоски для воздушных завихрителей, жесткостей рубашки, сделать дымоход и дымосос.
• Производится решетка. Для этого нужно ее вырезать по диаметру топки и сделать специальные пазы в ней для размещения золы.

Сборка

Собирается твердотопливное устройство при помощи электрической сварки. В первую очередь устанавливается дно и проемы для дверей, перед этим они привариваются к стене трубы топки. Ребра устанавливают сверху и внизу, а также вокруг проемов. Внутрь топки приваривается подготовленная решетка.

Многие производители делают твердотопливные котлы длительного горения с двумя контурами для того, чтобы в доме было ГВС. Самостоятельно тоже можно это сделать. Для этого необходимо внутрь рубашки установить тепловой обменщик. Это делается до того, как приваривается крышка. Дальше прикрепляется патрубки теплового носителя и дымососа, который нужно с обеих сторон обварить. Дальше рубашка крепится к ребрам жесткости.

Труба для воздуха вставляется в проем для груза и обваривается, к его низу прикрепляется завихритель воздуха. Все это устанавливается в топку, после этого надевается крышка. Дальше необходимо сделать двери на петлях и установить на устройство.

На твердом топливе представляют собой устройства из чугуна или стали, предназначенные для выработки тепловой энергии, полученной в результате горения торфа, угля, дров. Твердотопливные котлы остаются популярными благодаря своим положительным эксплуатационным качествам.

Плюсы

Твердотопливные котлы отопления имеют следующие достоинства:

• приобретение и установка таких отопительных систем не требуют большого бюджета;
• топливо не является дефицитом и также имеет невысокую цену;
• оборудование представлено в широком ассортименте и не составит труда выбрать оптимально подходящий вариант.
• котел на твердом топливе монтируется, как правило, специалистами компании, реализующей оборудование - с поиском мастера по установке нет никаких проблем;
• подготовка аппарата к работе не занимает много времени.

Кроме того, продукты горения не являются вредными для окружающей среды. Это весьма важно в наше время, когда ведется активная работа по сохранению природы в первозданном виде. Твердотопливные котлы можно использовать в отдаленных районах, где нет газопровода и : жители таких населенных пунктов используют именно данный вид оборудования.

Недостатки

У такого оборудования есть свои минусы. Так, топливо, используемое для работы, не сгорает полностью - в котле сохраняются его остатки, которые нужно удалять вручную. Поэтому система отопления нуждается в постоянном обслуживании.

Кроме того, нужно постоянно подкладывать топливо, что вынуждает владельца постоянно следить за состоянием котла - если этого не делать, он перестанет обогревать помещение. Это особенно заметно, если использовать такой котел в частном доме постоянно.

Как правило, одной закладки топлива хватает всего лишь на 2 – 4 часа работы.

Сфера использования

Примечательно, что данное оборудование используется не только в частных целях, но и для удовлетворения промышленных нужд – этот факт предполагает наличие различных моделей. Главным отличием отопительных систем, используемых на производстве, является то, что топливо подается в автоматическом режиме, хотя принцип работы остается тем же.

Также у них есть специальная система очистки от золы, что делает их поистине новаторскими. Бытовые котлы, которые устанавливаются в частных домах, как правило, лишены таких опций, так как автоматика дорога, и не каждый пользователь может ее себе позволить.

Дрова, торф и иные виды топлива требуют места для хранения – как правило, владельцы частных домов используют постройки в виде сараев, дровяников, угольников. Топливо заготавливается заранее.

Классификация

Для использования в частном доме, как правило, ставится твердотопливный котел с ручной загрузкой топлива. Виды твердотопливных котлов включают три типа.

Традиционный вариант

Наиболее популярны традиционные котлы на твердом топливе, которые передают тепло путем сгорания твердого топлива. Плохо то, что они нуждаются в частом обслуживании – закладка производится минимум 4 раза в сутки.

Кроме того, такое оборудование почти не регулирует мощность – на обогрев дома уходит лишь 70% тепловой энергии. Нельзя при этом уменьшить объемы топлива, так как КПД у котла невысокий. Но пользователей по-прежнему привлекают простота обвязки, автономность и невысокая стоимость.

Пиролизные варианты

Другой вид – пиролизные котлы. Принцип работы основан на использовании не твердого топлива, а пиролизного газа – продукта разложения топлива при высокой температуре. Преимуществами является полное сгорание топлива, что повышает КПД и почти отсутствующее образование сажи и золы – котлы обслуживают не больше 2-4 раз в сутки.

Минусы такого оборудования в том, что можно использовать только специально высушенное топливо с влажностью не более 20%. Также у них сложная конструкция и высокая стоимость – такие котлы изготавливаются из термостойкого материала.

Агрегаты длительного горения

Такие агрегаты отличаются тем, что топливо сгорает в верхней части – методом верхнего горения. Они просты в конструкции и нуждаются в обслуживании не чаще 1 раза в сутки, если загружать в качестве топлива опилки на брикетах и дровах с 30% влажностью, и 1 раз в неделю при работе на угле. КПД использования таких котлов доходит до 90%.

При этом скорость горения топлива можно уменьшать, если частный дом не нуждается в сильном обогреве. На фоне положительных качеств есть существенный недостаток – они сложны в монтаже, а также нуждаются в подключении циркуляционного насоса.

Автоматика

Сегодня существуют автоматические твердотопливные котлы, которые не требуют частого обслуживания и терморегуляции – они дороже обычных ручных и энергозависимы, но позволяют хорошо сэкономить время и топливо.

К таким относятся электрические , которые работают на так называемых пеллетах – гранулах из отходов деревообрабатывающей промышленности. Они доставляются транспортером в камеру при снижении интенсивности горения или температуры воды в системе. Разжигается топливо автоматически. Такие автоматические котлы требуют подключения к электроэнергии, поэтому на случай перебоев в сети нужно запастись аккумулятором.

Твердотопливный котел такого вида имеет и другой минус - громоздкость и необходимость отдельного бункера для загрузки пеллет. Их количество определяет длительность цикла работы: после того, как загруженный в бункер объем сгорит, потребуется следующая закладка. Другой сложностью является стоимость – пеллеты не слишком доступны, и производятся лишь несколькими заводами, а к котлу нужно покупать дополнительно транспортер и бункер.

Материалы

При выборе твердотопливного котла стоит обратить внимание и на материал изготовления: они могут быть сделаны из стали и чугуна. Чугунные твердотопливные котлы устойчивы к коррозии, имеют высокий КПД и почти не нуждаются в чистке.

Чугунный твердотопливный котел, как правило, основным видом топлива использует уголь и дрова. Популярностью пользуются отечественные КЧМ и импортные «Solida» от производителя Sime. Но такие бытовые агрегаты обладают одним недостатком – они очень тяжелые и под них нужно закладывать фундамент. Стальные котлы проще в установке и транспортировке из-за веса, но и менее надежны в длительной эксплуатации.

Что в них горит?

Котлы на твердом топливе «едят» следующие виды топлива:

• сухое дерево;
• пеллеты – опрессованные опилки, древесина;
• уголь каменный и уголь антрацит.

Наибольшую энергию горения выделяют уголь-антрацит и каменный уголь. Пеллеты и дрова практически аналогичны по своим энергетическим потенциалам.

Мощность

Для выбора топлива нужно разделить теплотворную способность на стоимость 1 кг: максимальное значение и будет самым выгодным видом. Для расчета мощности необходимо отталкиваться от соотношения 10 м2 на 1 кВт мощности. Расчет идет с учетом высоты потолка в 3 м.

Так, площадь частного дома в 100 м2 потребует мощности 100 м2 / 10 – итого 10 кВт/ч. Если дом не утеплен, расчет ведется с поправкой на корректировочный коэффициент 1,3 – то есть для неутепленного частного дома в 100 м2 понадобится твердотопливный котел мощностью в 13 кВт.

Устроение и этапы сгорания

Твердотопливный котел представляет собой устройство, собранное в стальном корпусе и состоящее из следующих узлов:

• теплообменник (змеевик);
• прочистной люк и топочная камера, оснащенная дверцей;
• колосники (решетка);
• терморегулятор.

Принцип работы заключается в сжигании топлива: сначала оно подсушивается, затем окисляется и выделяется древесный газ, все дожигается, превращаясь в золу. Попадая в камеру, топливо распределяется на колосниках, которые располагаются наклонно.

Вся влага, которая есть в топливе, испаряется в процессе взаимодействия с футеровкой камеры и от энергии горения. Все горение проводится принудительным поддувом. Дожиг происходит в топке при температуре в 95С в той части, куда поступает воздух из прослойки между облицовкой и футеровкой.

После сгорания теплообменник передает энергию теплоносителю. Теплообменник представляет собой нехитрое устройство - это бочка, сосуд, сквозь который идут трубы: горячий воздух проходит через трубы и нагревает воду внутри бочки. Вода движется в теплоносителе автоматически при помощи насоса. Для регулирования объема теплоносителя используются впускной и выпускной коллектор с датчиком температуры.

Два в одном

Часто с твердотопливным оборудованием соединяется газовый котел: он комфортнее в использовании, но расходы на отопление только газом высоки, поэтому совмещение двух типов обогрева дает и экономию, и удобство.

Соединение двух типов систем ведется с расчетом на защиту от увеличения давления в отопительной схеме. Единственным безопасным решением для совмещения газового и котла на твердом топливе является система с теплообменником, который делит схему на два контура: открытый, нагруженный на теплообменник, и закрытый – газовый котел с теплообменником и батареями. Такая сложная система с лихвой окупится экономичностью и удобством.