Твердотопливные котлы с ручной загрузкой - классификация котлов по основным конструктивным и функциональным характеристикам. Твердотопливные котлы длительного горения — полная классификация и советы по выбору модели Удаление золы — обязательная работа

Автономные твердотопливные котлы всегда были актуальны для организации отопления, как частных домов, так и промышленных объектов. Используются твердотопливные котлы и в коммунальном хозяйстве. В настоящее время для отопления применяется и электричество, дизельное топливо, существуют также универсальные устройства.

Преимущества котлов на твердом топливе

Твердотоплевные котлы используют для отопления во многих сферах.

Выбирая для отопления твердое топливо, обращают внимание на достоинства отопления данным способом. Основными преимуществами данного вида отопления являются:

Существуют у котлов, использующих твердое топливо и недостатки, к которым относят малую степень автоматизации. Также в качестве минуса называли недостаточно высокий КПД, однако, в современных моделях, где используется длительное горение, он приближается к 93%, что является очень высоким показателем.

Классификация твердотопливных отопительных агрегатов

Говоря о твердотопливных котлах, описывают универсальные для этих агрегатах черты, однако существуют несколько видов отопительных устройств, использующих твердое топливо. Классификация их производится не по каким-то конструктивным особенностям, а по типу топлива, используемого в данном агрегате, а также типу горения: быстрому или медленному (пиролиз).

Дровяные котлы

Данный вид устройств является самым «древним», однако до сих пор широко используется в тех районах, где это топливо находится в шаговой доступности. В таких местах применять дрова для отопления намного предпочтительнее, чем электричество по экономическим причинам. Недостатком может считаться ущерб, наносимый природой вырубкой, однако при правильном ведении лесного хозяйства рубка таких лесов даже полезна.

Котлы на отходах деревообработки

Многочисленные деревообрабатывающие производства уже давно столкнулись с проблемой переработки таких отходов, как опил, стружка, щепа и прочие. Оптимальным выходом стало внедрение там технологических линий по производству топливных брикетов или пеллет для отопления. Их использование в твердотопливных котлах позволяет автоматизировать отопительный процесс, что для данных устройств является значительным преимуществом.

Котлы на каменном угле также относятся к энергоэффективным котлам.

В последнее время добыча каменного угля становится более локальной, и во многих районах, где он использовался, перевозка этого вида топлива становится невыгодной, и количество котельных, работающих на каменном угле, сократилось. Вместе с этим уголь остается сравнительно дешевым источником энергии, поэтому там, где его добыча находится недалеко, он еще долго будет использоваться для отопления.

Что же касается типа горения, то различают устройства традиционного типа или длительного горения, где процесс охватывает не только само твердое топливо, но и газы, которые выделяются в его процессе. В результате процесс окисления происходит очень глубоко, что приводит к высокой теплоотдаче данных устройств и их экономичности.

Конструкция котла на твердом топливе

Как уже говорилось выше, устройство, которое имеют твердотопливные котлы, отличается простой. Топливо загружается в камеру сгорания со встроенным теплообменником, при сжигании топлива выделяется энергия, теплоноситель нагревается и используется для отопления. В котлах длительного горения две камеры: в одной сгорает топливо, во второй – недоокисленные газы. Такая конструкция не использует электричество при работе, хотя в состав отопительной системы может входить циркуляционный электрический насос.

Разные модели могут содержать и дополнительные устройства и приспособления, например, вентиляторы, насосы или датчики, которые позволяют системе работать более эффективно. От их наличия и сложности зависит стоимость агрегата и требования к его эксплуатации.

Где используются твердотопливные котлы?

Сфера, где применяются твердотопливные котлы, чрезвычайно широка. Их простота и эффективность позволяют применять их в следующих сферах:

1. производственные объекты. Твердотопливные устройства здесь применяются для помещений любого масштаба, требуется только правильно подобрать мощность агрегата;
2. жилой сектор. Подобные агрегаты используются для отопления загородных домов постоянного проживания. Раньше их применение было ограничено необходимостью постоянного контроля, сегодня эти универсальные устройства возможно использовать в автоматическом режиме, поддерживая уровень температуры на постоянном режиме в течение заданного времени. Для такого использования требуется электричество, что несколько увеличивает стоимость их эксплуатации;
3. сельскохозяйственные объекты. Здесь универсальные твердотопливные котлы пользуются популярностью благодаря своей экономичности и возможности автономного использования.

1. Классификация котлов

• Материал
• Топливо
• Эффективность
• Автономность
• Автоматизация

• Эксплуатационные расходы
• Удобство использования

В этой статье мы познакомим читателя с миром современных отопительных установок на твердом топливе. Какими бывают твердотопливные водяные котлы?

Оправдано ли применение именно этого вида топлива экономически? Есть ли у него серьезные недостатки? На все эти вопросы мы постараемся ответить.

Каноническая схема устройства, включающая варочную плиту. Как мы увидим позже – далеко не лучшая конструкция.

Понятно, что все котлы на твердом топливе для водяного отопления характеризуются рядом общих черт. По определению они используют тепло сгорания древесины (как вариант – продуктов его переработки), торфа или угля. Кроме того, температура теплоносителя на выходе из котла не превышает 100 градусов.

По каким признакам эти устройства различаются между собой?

МАТЕРИАЛ

Речь идет о материале, как самого котла, так и его теплообменника – узла, при посредстве которого теплоноситель контактирует с топливником.

Возможны два основных варианта:

• Стальные котлы в среднем несколько дешевле и имеют куда меньшую массу. Однако характеризуются и меньшим сроком службы. Сталь – металл, боящийся коррозии; пламя и весьма агрессивный конденсат стремительно разрушают его.

• Чугун – материал, в куда меньшей степени боящийся коррозии. Именно поэтому он применяется для изготовления колосников и дверок в печах; именно поэтому чугунные котлы в среднем куда долговечнее стальных.

Чугун долговечен, но благодаря большой толщине делает устройство очень массивным

Наиболее универсальны водяные твердотопливные котлы, способные работать на нескольких видах топлива. Без какой – либо адаптации можно, вычистив зольник, закинуть в топку уголь после дров или торфяные брикеты после пеллет.

Однако ориентированные только на один тип топлива устройства, как правило, обладают более высоким КПД. Их конструкция оптимизирована для горения с вполне определенной температурой пламени и влажностью горючего.

Помимо однотопочных, производятся котлы с двумя раздельными топливниками и двумя теплообменниками. Они позволяют сжигать разные типы топлива, которые требуют разного конструктивного исполнения зона горения. В самом деле, горелка для соляры быстро придет в негодность, если будет находиться среди горящих дров.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

КПД у разных типов котлов очень сильно различается. Определяющие этот параметр факторы – температура продуктов сгорания на выходе и количество твердых отходов. В обоих случаях меньше – значит лучше.

Минимальный КПД, часто не достигающий даже 50%, у простейших сделанных своими руками устройств. Да, коробка из стального листа с двумя дверками и змеевиком внутри обойдется совсем недорого; однако для получения необходимого вам количества тепла дров придется сжечь ОЧЕНЬ много.

Фабричное производство твердотопливных котлов опирается на точный расчет их формы и размеров теплообменника. Даже у младших моделей температура продуктов сгорания обычно не превышает 120 градусов. Помимо того, что большее количество тепла отдается теплоносителю, это означает еще и большую пожарную безопасность.

Особняком стоят так называемые пиролизные, или газогенераторные котлы. Как они работают?

• В устройстве присутствуют две топки с теплообменниками в каждой из них. Они сообщаются между собой и размещены одна над другой.
• В верхней топке в условиях недостатка кислорода и высокой температуры дрова медленно тлеют, постепенно распадаясь в золу. Крупных углей при штатной работе котла не остается.

• Этот газ принудительно подается в нижнюю топку, где сгорает уже полностью после того, как к нему подмешивается богатый кислородом воздух.

Так устроен пиролизный котел

АВТОНОМНОСТЬ

Устройства традиционной конструкции требуют постоянного присутствия человека – топку нужно загружать каждые 2-4 часа. Профессия кочегара родилась не на пустом месте. Именно это свойство является основным недостатком твердого топлива; отчасти поэтому если доступен магистральный газ – редкий владелец коттеджа задумается о дровах или угле.

Пиролизный котел, однако, в силу принципа своей работы заставляет топливо не сгорать, а тлеть. На одной загрузке котел может работать до 12 часов.

Сравнительно недавно литовская компания Stropuva наладила поточное производство так называемых котлов верхнего горения. Они обеспечивают отоплению еще большую автономность: на сертификации в 2003 году серийная модель после загрузки 50 килограммов топлива отдавала около 6 КВт тепловой мощности около полутора суток.

За счет чего достигается столь длительное время работы?

• Объем топки увеличен и вмещает несколько десятков, а то и сотен килограммов топлива.
• Колосник и зольник отсутствуют.
• Горит только верхний слой загруженного топлива. Воздух для поддержания горения (точнее, тления) подается сверху через подвижный узел, который под собственной тяжестью опускается по мере прогорания дров или угля.
• Пепел уносится с дымом.
• Область тления топлива отделяется от верхней части камеры массивным металлическим диском (жаргонное название – стаскоблин). Над ним к продуктам неполного сгорания топлива подмешивается воздух извне, и они сгорают с выделением остаточного тепла.

Особняком стоят котлы, работающие на пеллетах – прессованных гранулах из опилок. В них проблема автономности решается регулируемой подачей гранул из бункера.

На фото – котел с бункером для пеллет

В классических котлах вся автоматика ограничивается простейшей защитой от перегрева теплоносителя. Механический термостат с помощью рычага тянет за цепочку, прикрывающую заслонку. Скорость поступления воздуха уменьшается; теплоотдача котла снижается.

Простейший способ автоматизировать контроль над температурой теплоносителя

• Заслонки с механическим или электрическим управлением и здесь позволяют регулировать тягу;
• Наряду с этим в устройствах с принудительной тягой их тепловой мощностью можно управлять, регулируя обороты вентилятора-дымососа.

Полезно: недорогие отопительные котлы на твердом топливе российского производства, как правило, управляются примитивным механическим термостатом или вообще только вручную. Не стоит искать среди младших моделей устройства, которые смогут самостоятельно поддерживать комфортную температуру. Однако именно благодаря простоте конструкции они исключительно отказоустойчивы.

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ

При текущих российских ценах покупные дрова на втором месте по дешевизне после магистрального газа. Разница между ними невелика – единицы проценто. Понятно, что речь идет о стоимости выработки одного киловатт-часа тепловой энергии.

Уголь дороже, но ненамного.

В пользу дров говорит еще несколько факторов:

• Магистральный газ есть не везде, а отопление сжиженным обходится в несколько раз дороже и по расходам приближается к электрическому отоплению.
• Дрова можно заготавливать самостоятельно, что уменьшит расходы и вовсе до нуля.
• Твердотопливное отопление позволит с пользой утилизировать большую часть бытового мусора. Остальное в условиях загородного дома пойдет в компост и послужит удобрению почвы.

А вот в этой области – одни минусы.

• Продукты сгорания нужно отводить. Причем коаксиальным отводом – воздухозаборником, как в газовых котлах с закрытой горелкой, утилизацию печных газов реализовать не получится. Нужен полноценный дымоход.

• Котлы на твердом топливе существуют только в напольном исполнении. Они массивны и имеют большие размеры. В большинстве случаев им лучше отвести отдельное помещение.
• Топливо нужно хранить неподалеку от котла, причем под навесом. Сравните это требование с удобством подключения к газу или электричеству.
• Закладка топлива и удаление продуктов сгорания требуются часто. Даже в котлах длительного горения, где зольника нет в принципе, вам между закладками топлива все же придется вычищать поддон. Помимо довольно грязной работы, это означает еще одну вещь: уехать на несколько дней и оставить дом теплым не получится.

Все устройства обсуждаемого нами типа могут монтироваться самостоятельно. Никакой учет и контроль коммунальных служб не требуется.

Однако пару правил нужно соблюдать.

• Массивные котлы монтируются, как уже говорилось, исключительно на собственный фундамент. Ставить 300-500 килограммов чугуна на деревянный пол точно не стоит.

• Вторая инструкция связана с пожарной безопасностью. Корпус котла и дымоход при сгорании топлива заметно нагреваются. Рекомендуется ставить котел на расстоянии не меньше полуметра от ближайшей стены.

Дымоход отделяется от горючих конструкций перекрытия или стен расстоянием не меньше 25 сантиметров.

Так дымоход выводится через деревянную стену

Много интересного о том, какими бывают твердотопливные котлы – российского производства и импортируемые из-за границы – расскажет видео в конце статьи. Надеемся, что вы найдете там ответы на те вопросы, которые могли у вас остаться.

Сегодня мы с Вами разберемся в том как выбрать лучший твердотопливный котел. Сделать правильный выбор твердотопливного котла – это ответственная и непростая задача, ведь в огромном количестве всевозможных моделей можно запутаться. Давайте попробуем взвесить все «за» и «против» и сделать этот трудный выбор.

Твердотопливные котлы можно разделить на:

1. традиционные твердотопливные котлы
2. пиролизные котлы или газогенераторные
3. обычные печи

Давайте ближе познакомимся с традиционным котлом на твердом топливе, так как он получил большое распространение, отличается нетребовательностью в эксплуатации и покупка которого является рентабельной с экономической точки зрения.

В первую очередь выделим 2 большие группы:

• чугунные котлы
• стальные котлы

Отличия твердотопливных котлов

Чугунный твердотопливный котел

Для рядового потребителя значительных отличий как таковых нет, материал котла нет так важен. .

Достоинства твердотопливных котлов

Котельное оборудование имеет ряд важных достоинств, среди которых наиболее значимыми являются:

• Сравнительно невысокая стоимость оборудования.
• Простота монтажа и обвязки котла.
• Возможность проведения самостоятельных , что значительно уменьшает сметную стоимость системы отопления.
• Быстрый ввод в эксплуатацию.
• Твердотопливные отопительные комплекты можно эксплуатировать в местах с отсутствием газопроводов и нерегулярной поставкой электроэнергии.

Кроме этого, к плюсам твердотопливных котлов можно отнести следующий фактор, что топливо для них не является дефицитом и, как правило, имеет малую стоимость.

Недостатки стального котла

При загрузке твердого топлива верхняя загрузочная камера обеспечит распространение продукта сгорания в виде дыма в помещении, какая бы тяга не была в дымоходе. Чугунный котел предпочтительнее приобретать в случае, если котельная находится в доме, это необходимо чтобы не загрязнять воздух внутри дома и комфортного нахождения в нем. При этом если котельная стоит на отдалении от дома, то этот фактор не будет для вас препятствием для покупки стального котла.

Недостатки чугунного котла

Как бы не было странным, но чугун является хрупким материалом. Если у вас дома даже на небольшой промежуток времени 20-30 минут отключили электричество может случиться залповый сброс холодной воды. В теплоизолированном котле будет большое количество горячей воды, а вода в радиаторах остынет. При включении электричества заработает насос и большой сброс холодной воды приведет к так называемому температурному шоку.По итогу мы можем получить лопнувшую секцию котла.

Вследствие чего стальной котел является менее предпочтительнее нежели чугунный твердотопливный котел. Стальному котлу необходима более основательная защита по холодной обратке. Хотя здесь нужно сказать что чугунный и стальной котел нуждается в теплоносителе с температурой не менее 60-65 градусов. Потому что при меньшем температурном режиме в камере сгорания будет появляться конденсат из водяного пара и продуктов сгорания. А это кислоты, то есть этот конденсат достаточно агрессивный. Если мы создаём условия для его появления, то этот конденсат достаточно быстро убивает котел.

Критерии выбора твердотопливного котла

Перед тем как выбрать угольный котел, важно учесть большое количество критериев. Среди наиболее существенных можно выделить:

• Размер объекта, который нужно отопить. Критический фактор для выбора котла отопления, так как от него зависит мощность оборудования и тип используемого топлива;
• Высота потолков в комнатах;
• Уровень теплопотерь здания. Тут все зависит от многих факторов: окна, стены, утепление и тд;
• Расчетные показатели температур в вашем регионе. За основу принимаются зимние температурные значения – именно они являются основой для того, чтобы обеспечить максимально оптимальные условия обогрева.

Мощность обогревательной техники рассчитывает специалист-теплотехник. Но в то же время, существует определенная инструкция, благодаря которой такие подсчеты может выполнить любой человек. Предварительная мощность твердотопливного котла рассчитывается из расчета 1 кВт мощности на помещение, площадью 10 м2 и высотой потолков 3 метра. Для больших зданий расчет мощности твердотопливного котельного оборудования проводится аналогично.

Подбор твердотопливного котла по мощности

Мощность котла необходимо выбирать по максимальному значению, которое вы можете себе позволить. Поясню на примере, у вас дом, который требует 20 кВт котла. Если вы взяли котел, паспортные данные у которого говорят о том, что это 20 кВт котел, то вы должны топить этот котел по максимуму для отдачи этих самых 20 кВт. Топка котла идет в следующей последовательности:

• вы заложили дрова,
• происходит их разгорание,
• дрова начинают угасать.

Если у вас котел подобран точно под теплопотери дома, то вы будете вынуждены стоять возле него подбрасывать дрова мелкими порциями — это неудобно. Поэтому для двухсот метрового дома разумнее было бы взять сорока киловаттный котел и обеспечить ему режим интенсивного горения. В современных котлах есть механизмы, которые позволяют регулировать температуру путем подачи первичного воздуха открытием и закрытием заслонки, которая подает воздух к колосниковой решетки. Если мы с вами обеспечиваем этому котлу недостаток воздуха, то дрова будут гореть медленно, и нам одной закладки хватит довольно продолжительное время.

Достоинства импортных котлов

У котлов иностранных производителей есть регулировки по вторичному воздуху. Это нужно для экономичной работы котла, так как если мы обеспечиваем горение с недостатком кислорода у нас образуется СО и при подачи вторичного воздуха этот газ дожигается. В результате чего средняя ценовая категория является на мой взгляд оптимальным выбором лучшего твердотопливного котла. Мы не пускаем деньги на ветер за раскрученный бренд, не получаем электронику, которая в случае твердотопливного котла не всегда оправданна, а в случае с традиционным котлом неоправданна вовсе.Мы если не выбираем котел совсем уж дешевого производителя не пускаем дрова на ветер. Вот собственно говоря и все на что нужно опираться при выборе твердотопливного котла.

Заключительный вердикт

Достойной альтернативы традиционному твердотопливному котлу в настоящее время пока нет. То есть если встает речь об использовании твердотопливного котла, то нужно отбросить мысли о покупке пиролизного котла, котла длительного горения и купить обычный твердотопливный котел, который обладает некоторыми недостатками. Дрова в нем прогорает и в доме становится холодно довольно быстро. Как от этого избавиться? Избавиться можно разными путями.

Например в пару к традиционному твердотопливному котлу подключить электрический котел. Алгоритм работы следующий, днем вы топите котел обычным образом, ночью когда вам не хочется вставать в три часа и бежать подкладывать дрова или разжигать этот котел заново автоматически включается электрический котел. И дает вам спокойно дожить до утра не стуча зубами.

Другой способ, который вообще нельзя рассматривать как некую нагрузку к традиционному твердотопливному котлу, потому что этот способ рекомендуют производители и пиролизных котлов, и котлов длительного горения. Это промежуточная буферная емкость, которая ставится между котлом и системой отопления. В буферной емкости во время топок котел нагревает воду. Впоследствии эту нагретую воду, после того как котел уже прогорел окончательно и не топится, мы используем для того чтобы раздавать по радиаторам. Во-первых, мы можем обойтись одной топкой в день, как правило. Во-вторых, мы избавлены от необходимости вставать ночью, что как мне кажется самое неприятное в твердотопливном котле. Буферная емкость конечно это удорожание самой котельной и по оборудованию, и по работам. Но если мы хотим получить комфорт мы должны идти на некоторые издержки.

Вариант твердотопливного котла и в пару к нему электрический хорош тем, что если у нас что-то случилось с одним котлом, у нас есть некое резервирование. Можно не бояться, что он выйдет из строя например 31 декабря, когда никто к нам на помощь скорее всего не приедет. Переключиться на другой котел и отпраздновать Новый год.

Чего делать не следует категорически? Это приобретать твердотопливный котел, в который встроен ТЭН. Во-первых, потому что если сломается этот котел, то ТЭН этот вам уже ничем не поможет. Во-вторых, через топку твердотопливного котла обязательно существуют движение воздуха, если вы не закрыли дымоход шибером, а что чего не всегда люди делают, то у нас воздух движущийся через топку котла будет отнимать тепло, то которое нам нагрел электрический ТЭН. Это тепло мы будем выбрасывать в атмосферу. Если у нас висит отдельный электрический котел, то движение воздуха через топку нас мало интересует, потому что там теплоноситель холодный, мы его не греем.

Классификации твердотопливных котлов.

По способу сжигания топлива и типу камеры сгорания.

1. Объемный. Способ подразумевает измельчение угля в шаровых мельницах до микронного уровня с последующим сжиганием угольной пыли. Высота котлов достигает 30 м, мощность 100 мВт и более. Используются пылеугольные горелки.

2. Слоевой , подразделяется на котлы нижнего горения и верхнего. Котлы нижнего горения называют шахтными, так как имеют верхнюю загрузку. Они вместительны, горит не весь слой топлива, а только его нижняя часть; Котлы верхнего горения имеют вертикальную, цилиндрическую конструкцию, с большой загрузочной камерой. Горение происходит сверху вниз длительное время. Но по мере горения горящий слой уходит вниз и изменяется площадь поверхности теплообмена, что сказывается на его заявленной мощности.

3. Газогенераторный («пиролизные», двухкамерные котлы).

4. На чугунных колосниках , неподвижных и с приводом.

5. На стальной водотрубной решетке.

6. В псевдо кипящем слое .

По способу управления котлом.

1. Ручное;
2. Механическое (терморегулятором с рычагом и цепочкой , регулирующий поток воздуха в котел, в зависимости от достижения заданной на регуляторе температуры);
3. Автоматическое , при помощи микроконтроллера, который управляет потоком воздуха при помощи дымососа, а также управляет подачей топлива на колосник.

Теория горения угля.

При нагреве угля из него в первую очередь выделяется влага, которая испаряется и в виде пара удаляется в дымоход.

По мере роста температуры уголь начинает выделять газообразные летучие компоненты () , которые сгорая, разогревают уголь . После их выделения остается твердый остаток, кокс , состоящий из углерода и золы. Выделившиеся газы , быстро сгорая, дают примерно 10% тепла от всего баланса температур.

Таким образом, основное приходится на углерод , находящийся в твердом остатке угля .

Воздух, подаваемый для горения угля делят на первичный и вторичный.

• Первичный воздух подается через колосники в топочную камеру, где происходит коксование угля.
• А на выходе коксового газа из топочной камеры, для его полного сгорания, требуется подавать вторичный воздух.

Для наиболее эффективного сжигания топлива, необходимо управлять этим процессом, т.е. регулировать интенсивность горения, как угля, так и коксового газа.

Рассмотрим процесс сгорания топлива в реальном котле.

Уголь в котле горит на колоснике, через который поступает воздух за счет тяги дымовой трубы или за счет дымососа, что создает разряжение в камере горения.

Нагрев теплоносителя происходит при передаче тепла теплообменнику.

Виды :

• электромагнитным излучением пламени , которое облучает теплообменник;
• конвекцией , при прохождении раскаленных дымовых газов при их удалении тягой из котла через трубы теплообменника. В трубах теплообменника, установливают турбуляторы, которые закручивая газы, многократно увеличивают длину пути, время и количество упругих соударений молекул дымовых газов в дымогарных трубах теплообменника, что способствует более эффективному теплообмену;
• по твердому телу , при непосредственном касании раскаленного угля частей теплообменника.

Из всех указанных трех типов передачи тепла наиболее эффективным является электромагнитное излучение пламени , за счет большого градиента температур.

Вторым по значимости идет механизм теплопередачи дымовыми газами, поэтому для поддержания коэффициента полезного действия котла, необходимо содержать части теплообменника чистыми от смол и сажи.

Площадь контакта раскаленного угля с теплообменником небольшая, поэтому по значимости, этот механизм стоит на последнем месте.

Высокий КПД котла - чистый теплообменик.

1. Чтобы исключить загрязнение теплообменника, на выходе из котла рекомендуется установить . В межсезонье, когда необходимо снижать температуру теплоносителя в системе отопления до 30-70°С, он позволяет поддерживать температуру теплоносителя в котле выше температуры конденсации смол (85-90°С), чем исключает загрязнение теплообменника и его дальнейшую трудоемкую чистку.
2. С целью исключения конденсации смол и сажи на теплообменнике также рекомендуется подключать дополнительный насос для подмешивания во входной патрубок («обратки»), горячей воды с температурой 90ºС из патрубка выходного. Это позволяет повысить температуру нижней части теплообменника котла.

Вышеперечисленные, решения позволяют исключить загрязнение котла, соответственно избавить пользователя от постоянной его чистки.

При соблюдении данных указаний, теплообменник котла будет чистым, что позволяет держать температуру дымовых газов на рабочих значениях, на уровне 100-150°С. Это повышает эффективность сгорания топлива и КПД котла, снижает стоимость получаемого тепла.

При загрязнении теплообменника резко уменьшается передача тепла теплоносителю, падает КПД котла. Это приводит к повышению температуры дымовых газов до 200-300°С, что указывает на необходимость чистки теплообменника.

Причиной приводящей к загрязнению смолами теплообменника, являются периодические остановки работы котла, его остывание и повторный розжиг, что является нежелательным по этой причине.

Современные котлы отопления 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 системы центрального отопления: 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 пеллетные котлы, 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.