10 советов по выбору твердотопливного котла для частного дома

С наступлением холодов, вопрос обогрева своего дома становится особенно актуальным. В неотапливаемом помещении быстро приходит в негодность дорогостоящая внутренняя отделка, да и само здание от постоянного промерзания разрушается намного интенсивнее.

Как выбрать твердотопливный котел

  1. Тепловая мощность – это параметр, который поможет подобрать оптимальную модель в зависимости от величины дома или помещения. Приблизительно для наших условий 1 кВт тепловой энергии устройства эффективно отапливает 10 кв. м. Однако низкий показатель мощности не является главным критерием оценки твердотопливного котла.
  2. Важнее всего подобрать прибор с наиболее высоким КПД. Некоторые современные модели достигают эффективности сжигания топлива 90% и выше. Достичь такой отметки помогают новые конструкции теплообменников, автоматическое управление работой, высокий уровень теплоизоляции.
  3. Задачей современного котла является не только обогревать помещение через трубы и радиаторы, но и благодаря подключению контура теплого пола. Также полезной опцией будет присоединение к прибору бойлера для нагрева воды.
  4. Многие функции покупателям вовсе не нужны, т. к. для них главным критерием становится доступность и простота обслуживания. Тогда выгоднее всего выбирать энергонезависимые модели, которые будут исправно работать даже при сбое в электросети.

Особенности и принцип действия котлов длительного горения

В отличие от обыкновенной печки, твердотопливный котел максимально использует тепловые свойства органического топлива. В процессе сгорания древесины, угля или торфа помимо углекислого газ и водяных паров выделяются углеводороды, представляющие собой пиролизные газы, которые не используются при сжигании топлива в обычной печи. Количество теплоты, выделяемое при сгорании этих соединений значительно выше теплоотдачи при простом сжигании древесины.

Принцип работы твердотопливных котлов построен именно на использовании в качестве энергоносителя пиролизных газов и минимизации использования открытого огня. Таким образом, органическое топливо, по сути, не является непосредственным источником тепла, а служит сырьем для получения газообразных углеводородов, а открытое горение заменяется тлением с минимальным доступом кислорода.

Мощность твердотопливного котла длительного горения

Первое на что обратим внимание – это мощность котла. Условно на десять квадратов необходимо 1 кВт мощности. Но это только условно. Расчет мощности должен осуществлять инженер-теплотехник на основании теплотехнических расчетов, табличных, справочных, нормативных документов, учета конструкционных, архитектурных особенностей здания, климатических условий, тепловых потерь – факторов очень большое количество. Поэтому выбор мощности лучше доверить профессионалам. Специалисты произведут все необходимые расчеты бесплатно и на высоком профессиональном уровне. Все твердотопливные котлы, представленные на рынке, по мощности подразделяются на две большие группы:

  • для индивидуальных систем отопления мощностью до 100 кВт;
  • для общих систем отопления, промышленные котлы мощностью свыше 100 кВт.

Один важный момент. Мощность котла желательно брать с запасом, лучше немного больше, чтобы использовать оборудование в режиме неинтенсивного горения, путем регулировки объема подачи первичного воздуха, это повышает эффективность использования оборудования и упрощает эксплуатацию. И еще, мощность котла напрямую зависит от калорийности топлива, этот фактор также нужно учитывать.

№О принципах работы

Казалось бы, что сложного в твердотопливном котле? Закинул дрова или уголь в топку, они сгорели, нагрели воду, и дом наполнился теплом. В целом, все так и есть, но принцип работы устройства несколько сложнее. В конструкции современного твердотопливного котла можно выделить такие основные элементы:

  • топка;
  • система циркуляции теплоносителя;
  • система удаления дыма;
  • система безопасности;
  • система аккумуляции тепла.

В топку подается топливо и сжигается для получения теплоты. Это в классическом варианте. Есть пиролизные котлы, в которых твердое топливо (дрова) тлеет, выделяя газ, который потом сгорает, обеспечивая выделение тепла. КПД при этом несколько возрастает, но с особенностями работы классических и пиролизных котлов разберемся позже.

Топка представляет собой большую емкость с двойными стенками, между которыми находится теплоноситель. Это в большинстве случае вода, реже используется незамерзающая жидкость или смесь воды и антифриза. Теплоноситель получает тепло от сгоревшего топлива, циркулирует по трубам и радиаторам, нагревая воздух в доме. Остывая, вода вновь возвращается в котел и все повторяется. Часто для улучшения циркуляции используют специальные насосы.

При сжигании топлива образуется не только теплота, но и газы, которые необходимо выводить. Для этого предназначена система удаления дыма. Дымоход отводит газы от котла на улицу, иногда для повышения эффективности этого процесса используется система принудительной вентиляции.

Самая большая опасность, которая может случиться при работе твердотопливного котла, — это перегрев теплоносителя. Вода уже может быть достаточно нагрета, а котел будет продолжать вырабатывать тепло. Если вода закипит, отопительная система может не выдержать, особенно если в доме установлены достаточно чувствительные к высоким температурам металлопластиковые трубы. Остановить сгорание дров или угля практически невозможно – остается только уменьшать интенсивность, а чтобы в систему не попал перегретый теплоноситель, используют охлаждающий теплообменник. В него поступает холодная вода из водопровода, но на случай отключения воды лучше всегда иметь достаточный ее запас.

Читайте также:  О термопарах: что это такое, принцип действия, подключение, применение

Охлаждающий теплообменник может быть встроен в котел или находиться между котлом и остальной системой отопления. Встроить его можно только в конструкцию стального котла. Работает он одним из двух возможных способов:

  1. первый вариант – охлаждение разогретого теплоносителя, который проходит через охлаждающий теплообменник. Холодная вода в охлаждающий теплообменник подается через термоклапан, который открывается, когда температура теплоносителя достигает +950С. Процесс длится, пока теплоноситель не остынет до безопасной температуры;
  2. второй вариант предусматривает наличие отключающего клапана.Если температура воды повышается до критических значений, клапан не позволяет ей поступать в трубы. В систему теплоснабжения подается холодная вода из водопровода, а перегретый теплоноситель сливается в канализацию. Правда, давление воды должно быть достаточным, а в ее составе не должно быть повышенного количества солей, которые спровоцируют образование накипи.

Сливать нагретую воду в канализацию – не очень умно и экономно, поэтому конструкцию твердотопливного котла лучше дополнить баком-аккумулятором. Это буфер между котлом и остальной системой отопления, благодаря которому реализовывается ряд важных функций:

  • накопление теплой воды для дальнейшего ее использования, а это экономия топлива, комфорт, стабильность в поддержании температуры и снижение количества походов к топке для подбрасывания топлива;
  • защита от аварий. В баке перегретая вода смешивается с теплой;
  • возможность использовать котлы разного типа. Бак-аккумулятор будет общим для твердотопливного и, например, газового или электрического котла, позволит просто организовать единую систему теплообеспечения дома и подстраховать себя несколькими источниками тепла.

Теплоаккумуояторы изготавливаются из чугуна или стали, получают мощную теплоизоляцию. Объем буфера, в первую очередь, зависит от мощности котла: на каждый 1 кВт необходимо предусмотреть 25 л объема бака. Качество этого элемента отопительной системы должно быть высочайшим, поэтому доверять лучше продукции известных производителей. В интернет-магазине представлены теплоаккумуляторы только от проверенных компаний, ассортимент включает баки разного объема и материала изготовления.

Топливо для твердотопливных котлов

Твердые виды топлива имеют важное экономическое преимущество над остальными — их цена достаточно стабильна во времени. Именно поэтому многие жители западных стран Европы предпочитают твердотопливные котлы. Более того, в этих странах централизованно производятся специальные цилиндрические гранулы из древесины — так называемые пеллеты. Их делают из древесной муки, не используя при этом другие химические, экологически вредные добавки. Склеивание в цилиндрическую гранулу происходит за счет природного вещества — лигнина, обладающего склеивающим эффектом при нагревании. У пеллет достаточно преимуществ перед другими источниками энергии: они удобны в обращении, мало стоят, дают высокую теплоту сгорания.

Любое топливо для твердотопливных котлов — это горючее, основным элементом которого является углерод. Наиболее основные источники его — каменный и бурый уголь, древесина, торф, сланцы. Кроме углерода в этом сырье содержится также кислород, сера, азот, водород (табл. 4.2), соотношение которых в топливе и определяет его свойства. Не удивительно, что то же количество, к примеру, угля и дров дает разное количество теплоты, то есть теплотворная способность обоих видов топлива разная. Самое высокое значение этого показателя имеет каменный уголь. Твердое топливо, как правило, используется для получения теплоты, но нередки случаи, когда оно необходимо и для выполнения механической работы (табл. 4.3, 4.4).

Таблица 4.2.

Сравнительные характеристики различных видов топлива

Вид топлива Теплота сгорания МДж/кг % серы % золы Углекислый газ, кг/ГДж
Каменный уголь 15-25 1-3 10-35 60
Дизельное топливо 42,5 0,2 1 78
Мазут 42 1,2 1,5 78
Щепа древесная 10 2
Гранулы древесные 17,5 0,1 1
Гранулы торфяные 10 20 70
Гранулы из соломы 14,5 0,2 4
Природный газ 35-38 МДж/м3 57

Таблица 4.3

Приблизительный расход топлива в зависимости от площади

Площадь помещения м2 Мощность котла кВт Максимальный расход топлива кг/ч
Твердое топливо Дизельное топливо
Твердотопливный котел Пиролизный котел
100 5-12 3,2 1,6 1,0
130 6-16 4,7 2,9 1,3
160 6-20 6,0 3,0 1,6
200 7-24 7,6 3,8 2,0
220 8-25 7,9 4,0 2,2
270 10-32 8,9 5,0 2,7
370 18-45 14,0 7,0 3,7

Таблица 4.4

Теплота сгорания различных пород дерева

Порода дерева Плотность, кг/м3 Теплота сгорания (при влагосодержании 20%)
кВт*ч/фестметр кВт*ч/кубометр кВт*ч/кг
Хвойные породы
Пихта 430 2100 1500 4,0
Ель 420 2200 1550 4,2
Кедр 510 2600 1800 4,1
Лиственница 545 2700 1900 4,0
Лиственные породы
Береза 580 2900 2000 4,1
Вяз 620 3000 2100 3,9
Бук 650 3100 2200 3,8
Ясень 650 3100 2200 3,8

Все виды твердого топлива можно разделить на две категории: природные и предварительно очищенные. К первым относят разные виды угля, древесину, торф, солому. Ко вторым — брикеты бурого угля, древесный уголь, кокс.

Каменный уголь — очень древний источник энергии и тепла. Образован он был довольно давно, поэтому и распространен по всей планете на разной глубине.

Бурый уголь имеет более позднее образование. Источником его создания была, как правило, древесина. Не удивительно, что он имеет в себе достаточно влаги — до 60%. Добывают его в открытую, не копая шахты. Сырье имеет достаточно малую теплотворную способность, поэтому используется на месте и не транспортируется в другие страны.

Источником торфа являются растения на болоте. Поэтому в нем достаточно много воды. Добывая торф, его разрезают на части и высушивают, после чего он пригоден к сжиганию.

Дерево — менее распространенный источник топлива. Как правило, оно используется в виде отходов от лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. Из него также получают древесный уголь путем обработки в углевыжигательных печах.

Кокс получают из угля в специальной печи, разогревая сырье до 12000 С. Это необходимо для удаления газов из топлива и улучшения его энергетических характеристик.

Учитывая стандартные значения КПД, каждый литр стандартного жидкого топлива можно заменить тремя килограммами дерева. И каждые 200 м3 газа либо 200 л жидкого топлива соответствуют по извлекаемой энергии примерно кубометру сжигаемого бука.

Влияние топлива на КПД котла

Все приведенные выше расчеты мощности не базируются на каком-либо одном виде топлива. И даны условно, исходя из возможностей той или иной модели котла.

Читайте также:  Газовая пушка: плюсы и минусы, принцип работы и устройство

Чтобы пользоваться полными возможностями оборудования для отопления, необходимо учитывать вид закладываемого в топку материала – его КПД (выдаваемую мощность при сгорании).

Ниже мы приводим параметры разного вида топлива и связанных с ним нюансов:

  1. Опилки – топливо, которое при закладке 300 г дает 1 кВт/ч. Стоят недорого и не требуют каких-либо подготовительных манипуляций. Сыпучий материал может создать немного мусора в котельной. Однако его легко собрать.
  2. Брикеты из ольхи – для достижения 3,5 кВт/ч требуется всего 290 г материала. Стоят дороже, чем опилки. Однако их КПД выше, а значит, топлива потребуется меньше. Вовсе не оставляют мусора, т.к. сильно спрессованы.
  3. Материал из деревьев других сортов, используемых для производства брикетов. Позволяет получать 3 кВт/ч при закладывании 300 г топлива. Немного дешевле предыдущего варианта, но и КПД немного ниже. Обладает теми же плюсами – работать с ним комфортно.
  4. Дрова дают 1 кВт/ч с 250 г. Один из самых дешевых вариантов топлива на сегодняшний день. Его показатель мощности сравним с опилками. Однако дрова необходимо подготавливать: пилить и рубить. Место они занимают гораздо больше других материалов и о нем необходимо позаботиться заранее.
  5. Уголь антрацит – 5,7 кВт с веса 490 г. Материал дешевле брикетов, но дороже дров. Требует хранения в сухом месте и оставляет после себя много грязи.

Как видите, разнообразие топлива позволяет выбрать подходящий вариант. Единственная оговорка: под него должна быть рассчитана топка твердотопливного котла.

Отопительный котел на твердом топливе: преимущества и недостатки

Котел на твердом топливе может работать независимо от источников электроэнергии, использует для работы широкий спектр дешевого топлива – уголь, дрова, торф, кокс и др. Твердотопливные отопительные котлы имеют длительный срок эксплуатации – до 50 лет. Их можно используют в отдаленных районах, где использование газовых или электрических котлов невозможно.

Выбирая котел на твердом топливе, уделите внимание производителю котла. Приобретайте только оборудование проверенных отечественных и европейских брендов. В нашем интернет-магазине отопительного и климатического оборудования купить твердотопливный котел «Dakon», «Zota», «Atmos», «Buderus» можно быстро и недорого.

В компании «Энергомир» предоставлены котлы на твердом топливе для отопления частных домов мощностью от 5кВт до 200 кВт, а также отопительные промышленные котлы на угле и другом твердом топливе большой мощности. Помимо отопительного оборудования вы также можете приобрести различные комплектующие к нему.

Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, оставьте его в комментариях под статьей — и мы обязательно ответим вам.

Принцип работы

Двухконтурные котлы являются универсальными приборами. Они могут обогревать дома и обеспечивать подачу подготовленной горячей воды

, нагретой до определенной температуры. Их устройство довольно сложное, здесь много дополнительных узлов и модулей, ведь готовая конструкция должна получиться как можно более компактной и функциональной. Именно этим и отличаются двухконтурные котлы как газовые, так и твердотопливные.

Сложнее всего устроено газовое оборудование, в котором, помимо горелки и теплообменника, присутствуют газовые узлы, системы безопасности, обвязка, различные датчики и вентиляторы. Все это делает технику сложной в обслуживании и в ремонте. Что касается двухконтурных твердотопливных котлов, то они устроены гораздо проще. В них мы найдем:

Устройство твердотопливного котла с двумя контурами: отопление и ГВС.

  • Горелку – классическую или пиролизную;
  • Сдвоенный теплообменник;
  • Дополнительные патрубки для подачи и забора воды.
Принцип работы

Горелка, работающая на дровах или древесном газе, вырабатывает тепло, которое нагревает теплоноситель, циркулирующий по теплообменнику. В этом теплообменнике проложены трубки, отвечающие за нагрев поступающей воды из водопровода. Так как прямой контакт с раскаленным металлом здесь исключен, такая схема позволяет избавиться от накипи

Читайте также:  Возможно ли управление кондиционером с телефона

– температура для ее образования здесь недостаточна.

Некоторые котлы устроены по-другому – пламя проходит посередине цилиндрического теплообменника, который нагревает сначала контур отопления. Контур горячего водоснабжения в таких агрегатах располагается поверх отопительного контура. Такой подход обеспечивает отсутствие перегрева воды в системе подготовки ГВС.

Таким образом, никаких трехходовых клапанов и прочих сложных узлов здесь нет, что уже является определенным плюсом. Стоит открыть кран, как из него сразу же начинает течь горячая вода. Причем слишком горячая, так как отрегулировать температуру в контуре ГВС в двухконтурном твердотопливном котле весьма проблематично – особенно, если в нем отсутствует система управления горением.

Рассчитывать на более-менее стабильную температуру воды в контуре горячего водоснабжения можно разве что в пеллетных моделях. Но лучше всего с этим справляются газовые и жидкостные модели.

. Рекордсменами являются пеллетные устройства, работающие на спрессованных древесных гранулах – они могут наделяться крайне вместительными бункерами, обеспечивающими непрерывное горение на протяжении 7-10 дней.

На что обратить внимание при выборе

В таблице ниже мы привели основные эксплуатационные характеристики автоматических угольных котлов, которые считаются нормой.

Параметр Классический Пиролизный
КПД 78%-84% 85%- 95%
Заправка бункера До 5 дней 4-7 дней
Влажность топлива 20%-30% 7%-15%
Фракция угля 25 мм — 50 мм 5 мм – 25 мм
Зольность До 25% До 15%

Коэффициент полезного действия (КПД) — это отношение количества потребляемого топлива к количеству тепловой мощности выданного котлом, чем он выше, тем лучше. Мощность котла определяется расчетами для обогрева конкретного помещения и необходимым потреблением горячей воды, сам принцип расчета мы рассмотрим позже.

После выбора основных характеристик нужно обратить внимание на дополнительные свойства будущего агрегата, наличие которых увеличивает комфорт и цену:

  • степень автоматизации оборудования (дополнительные опции от выгрузки золы до управления от мобильного телефона);
  • материал теплообменника (чугун долговечнее, сталь дешевле, легче и ремонтопригоднее);
  • объем камеры сгорания. Чем больше, тем реже включается подача топлива, издающая шум и потребляющая электроэнергию;
  • размер и устройство дымохода;
  • пожаробезопасность.

Желательный набор свойств котла современный рынок готов обеспечить в полной мере, вопрос лишь в бюджете.

Особенности самодельной установки

Прежде чем браться за само дело, надо выяснить, каковы преимущества и недостатки самостоятельного изготовления нагревательного котла.

Положительными сторонами будут:

  • индивидуальная конструкция (максимально полно учитывающая особенности дома и отопительной системы);
  • сокращение расходов;
  • приятные эмоции от хорошо выполненной работы;
  • высочайшая ответственность (редко кто на больших предприятиях работает столь же хорошо).

Но при этом есть и трудности:

  • необходимость самостоятельно все рассчитать;
  • необходимость разбираться в конструкционных материалах;
  • обязательное условие — навык владения инструментами;
  • наличие свободного пространства, где можно безопасно выполнить основные работы;
  • отсутствие возможности предъявить кому-либо претензии в случае нестабильного, ненормального действия котла.

Для всех хотя бы минимально подготовленных домашних мастеров любая из указанных проблем не слишком актуальна. Большинство людей отдает предпочтение твердотопливным (а не газовым или жидкостным) конструкциям, потому что их устройство проще в исполнении

При работе в кустарных условиях это обстоятельство очень важно. При этом среди твердотопливных котлов самые популярные — основанные на шахтном принципе работы, потому что они обеспечивают длительное стабильное горение

Такие системы, в свою очередь, разбиваются на два подкласса — классическую и пиролизную схемы.

Любой шахтный котел имеет две основные камеры, разделенные по вертикали. Одна из них служит для сжигания горючего, а в другой размещается теплообменник.

Большинство видеокурсов и печатных руководств показывает более простую схему организации, включающую:

  • топку (на нее приходится от 50% общего объема);
  • люк для погрузки (размещаемый наверху или сбоку);
  • накапливающую золу камеру;
  • колосник;
  • дверцу для удаления золы (с шибером);
  • камеры теплообменника;
  • дымоход.

Когда котел включается в работу, горячий газ устремляется в камеру с теплообменником и отдает через него энергию теплоносителю. Дымовой поток устремляется в отведенную для него трубу, вода уходит в отопительный контур. Сложнее устроен пиролизный котел. Если посмотреть видео, на котором показан первый запуск такой установки, рассчитанной на 45 кВт, разница заметна вполне отчетливо. Специфика оборудования обусловлена использованием камер для сжигания и дожигания угарного газа, трубопровода для повторной подачи воздуха и стенной задвижки, разделяющей основные рабочие отсеки.

Труба, по которой воздух идет повторно, имеет обильную перфорацию. Пиролизный эффект наступает благодаря разложению топлива при неполном снабжении отсека воздухом. Продукты частичного сгорания дожигаются в другом отсеке. Подобное решение позволяет повысить эффективность сжигания топлива и «добыть» из него максимум тепловой энергии

Но есть ряд других нюансов, которые обязательно должны быть приняты во внимание.