Как правильно выбрать твердотопливный котел?

Твердотопливные котлы отопления имеют достаточно преимуществ над другими видами отопления, ведь благодаря

Тип топлива

В качестве твердого топлива для твердотопливного котла могут выступать дрова, уголь, угольные, торфяные, древесные брикеты и пеллеты.

Какое выбрать? Логично ориентироваться на то, которое проще всего купить в вашем регионе. Для Полесья, северных и западных областей Украины, где много лесов, логично остановить свой выбор на котле на дровах. В то же время жителям восточных областей — Донецкой, Луганской, Днепропетровской, целесообразно купить котел на угле, так это угольные регионы. Брикеты и пеллеты — универсальное топливо, которое реализуется практически во всех регионах Украины. Если ваш населенный пункт равноудален от лесов и шахт, вполне логично выбрать твердотопливный котел в котором можно сжигать брикеты. Естественно, что в дровяном котле можно сжигать древесные брикеты, в угольном — и древесные, и угольные.Пеллеты при выборе типа топлива стоят особняком. Такие котлы значительно дороже, но обеспечивают на порядок больший уровень автоматизации.

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.

Типы котлов и виды топлива, на котором они работают

Кроме мощности, твердотопливные котлы также могут быть различными по типу топлива. Сегодня в продаже имеются агрегаты следующих типов:

  • угольные;
  • дровяные;
  • пеллетные;
  • универсальные.
Читайте также:  Как установить счетчик на отопление в квартире

Первые два типа ясны, а вот пеллетный котел, может, и не для каждого знаком. Этот агрегат сконструирован специально для сжигания в его топке особого вида топлива – пеллет. Они изготавливаются из древесины и горючих отходов, что позволяет получить больше энергии при сгорании в топке.

Универсальные агрегаты могут работать на всех видах твердого топлива, что обуславливает их широкое применение – преимущественно в промышленных помещениях для работы в круглосуточном режиме.

Все представленные котлы могут обладать функцией дожигания отработанных газов, что получило название «пиролиз». Это значительно увеличивает КПД котла в целом, поэтому в последнее время этот критерий стал обязательным при выборе котельного оборудования.

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.

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.

Твердотопливное котельное оборудование с автоматической подачей топлива

Автоматические ТТ котлы отопления фактически являются автономными отопительными станциями, способными работать в течение длительного времени (отопительного сезона) без вмешательства человека. Все автоматические теплогенераторы классифицирую по типу сжигаемого топлива, по конструкции топливного бункера и горелочного устройства, а также по системе подачи ТТ. Различают:

  • Пеллетные автоматические котлоагрегаты.
  • Угольные котельные установки.
  • Теплогенераторы, работающие на щепе и опилках.
  • Автоматическое универсальное котельное оборудование.
Читайте также:  Двухконтурный напольный котел: выбор и монтаж

По конструкции, автоматические твердотопливные котлы могут быть со встроенным или внешним механизированным топливным бункером.

Твердотопливное котельное оборудование с автоматической подачей топлива

Подача топлива из бункера на горелку осуществляется пневмотранспортером или шнековой передачей. Второй способ подачи наиболее экономичен (затраты энергоресурсов не более 80 Вт/ч), практически бесшумен.

Отличительной чертой автоматических моделей является наличие подвижных колосников, которые позволяют удалять золу из топочного отделения в специальную емкость без участия человека.

Жидкое топливо

Реже всего встречаются отопительные котлы для частного дома на жидком топливе. Слишком много недостатков у такого типа обогрева:

  • Топливо дорогое.
  • Его надо где-то хранить, а это — большая емкость, которую надо установить где-то не очень далеко от дома, чтобы можно было подавать топливо к котлу.
  • Для нормальной работы отопления требуется сделать обогрев цистерны для хранения, так как при низких температурах печное топливо густеет и забивает горелку.
  • При работе горелка шумит и пахнет, так что для такого оборудования нужна или отдельная котельная или пристройка, но с хорошей звукоизоляцией и вентиляцией.

    Для хранения жидкого топлива требуется большой резервуар

Жидкое топливо

В общем, жидкотопливный котел для отопления частного дома имеет смысл ставить, если у вас есть бесплатный (или почти) источник топлива. Во всех других вариантах лучше использовать другое отопительное оборудование.

Классификация по принципу горения

Котлы пиролизные

Выбирая двухконтурный котел длительного горения, важно еще на предварительном этапе определиться со схемой сжигания топлива. Специфика работы описываемого оборудования такова, что топливо приходится постоянно подкладывать. Конечно, можно приобрести котел с большой и вместимой топочной камерой или выбрать оборудование с функцией контролируемого горения.

Покупка первого варианта обойдется в разы дешевле. Но большая топка лишь на пару часов отодвинет проблему новой загрузки. Придется несколько раз вставать ночью и подкладывать в печку дрова. Да и в течение дневного времени зимой в доме постоянно должен кто-то находиться и поддерживать огонь под котлом, чтобы дом не остыл. А это не всегда удобно.

Решить проблему поможет пиролизная техника или та, в которой применяется принцип длительного верхнего горения. Такое оборудование способно работать в автономном режиме в течение нескольких суток кряду. А лучше соединить в одной установке два принципа работы и приобрести пиролизный котел длительного горения, работающий на твердом топливе.

Подобное оборудование представлено в двух вариантах:

  1. Газогенераторные модели.
  2. Котлы верхнего горения.

В чем их отличия?

Принцип работы первого варианта основан на том, чтобы в процессе горения использовать максимально возможное количество тепла. Поэтому конструкция котлов отличается наличием двух камер. В одну погружается закладка твердого топлива. Здесь всегда очень высокая температура из-за доступа необходимой порции воздуха, которая несет с собой кислород.

Подобные обстоятельства заставляют сухие дрова прогорать практически полностью и по максимуму выделять тепло. Процесс интенсивного сжигания дров сопровождается выделением большого количества газа. Он перенаправляется во вторую, меньшую по размерам камеру. Там тоже есть небольшая горелка, которая сжигает этот газ с получением дополнительного тепла. В результате КПД установки доходит до 98%. И этот показатель является главным преимуществом такого выбора.

Твердотопливные котлы

Недостаток у подобных установок один — газогенераторные котлы длительного горения, работающие на твердом топливе, стоят недешево. Цена котла с хорошей мощностью может доходить до 130 тысяч. При этом модельный ряд довольно скудный. Часто он бывает в нашей стране ограничен всего несколькими вариантами продукции мировых производителей. Но присмотреться к ним стоит, если вы хотите максимально сэкономить на средствах и автономности.

Тоже способны работать в автономном режиме. Они чаще имеют керамическую топку и очень сложную автоматику, которая значительно увеличивает стоимость подобного изделия. Как работают такие модели?

Конструкция агрегата состоит из двух цилиндров. Они выполнены из стали и вставлены друг в друга. Диаметр у цилиндров разный, поэтому между ними образуется пространство, куда и подается теплоноситель. Топка находится в маленьком цилиндре. Туда дрова попадают сверху через дверцу, расположенную на верхней крышке.

Плюсы и минусы такого котла

Отмечено, что выбор такого твердотопливного котла имеет как положительные, так и отрицательные стороны.

Отопительные котлы длительного горения

Начнем с достоинств:

Недостатков у этого варианта тоже много:

  1. Внутри котлов находятся металлические детали, которые плохо поддаются охлаждению.
  2. Загружать внутрь можно только сухие дрова определенного размера.
  3. Если произвольно увеличивается тяга или давление воды, внутри образуется конденсат, от которого избавиться практически невозможно.
  4. Очень сложно разжечь топку, наполовину загруженную дровами.
  5. Нельзя экспериментировать и загружать подобное оборудование опилками или мелкими щепками.

Пиролизные котлы

Принцип действия данных теплогенераторов основан на раздельном сжигании в двух камерах, сообщающихся между собой через форсунку из огнеупорного кирпича. В первичной камере, расположенной сверху, тлеют дрова при ограниченной подаче воздуха вентилятором. В результате происходит процесс пиролиза, иначе – газификации, при котором выделяется смесь горючих газов. Она перемещается во вторую камеру, где и дожигается при поступлении вторичного воздуха. Рабочая схема пиролизного котла, работающего на твердом топливе, выглядит следующим образом:

Дымовые газы из вторичной топки попадают в жаротрубный теплообменник в виде вертикальных газоходов, окруженных водяной рубашкой. Там они остывают, передавая тепло воде, и покидают котел через дымоходный патрубок. Производительностью вентилятора управляет электронный блок – контроллер, ориентируясь на показания датчиков давления и температуры.

В целом теплогенератор имеет неплохие показатели эффективности – порядка 80%, но при этом агрегат существенно дороже классического. Кроме того, котел показывает высокий КПД только при работе на сухих дровах, хотя это утверждение справедливо и для других твердотопливных агрегатов.

Классический котел прямого горения

Традиционный твердотопливный котел работает эффективнее любой печи, чему подтверждение — КПД 70%, максимум – 75%.

Этим достоинства отопительного агрегата не ограничиваются:

  • отопитель воспринимает дрова любой влажности, уголь и древесные отходы, брикеты;
  • он наиболее доступен по цене среди всех твердотопливных котлов;
  • прост по конструкции и в обслуживании;
  • занимает сравнительно немного места.

Но есть важный момент: в случае приобретения недорогого оборудования оно может потребовать дополнительных вложений и постоянного внимания во время эксплуатации.

Всему виной негативные стороны классических агрегатов:

  • Топливник нужно часто пополнять дровами (1 раз в 4—6 часов) и чистить 1 раз в сутки. Исключение – котлы длительного горения, работающие от 1 загрузки 8—12 часов.
  • Инертность. Горение дров или угля в топке нельзя остановить мгновенно, когда вода уже нагрелась. Котлу надо куда-то сбрасывать тепло, пока оно не нужно системе отопления, для чего применяется дополнительный бак с водой (буферная емкость). При использовании сырых дров КПД агрегата резко снижается. Пример: сухая древесина может дать около 4 кВт тепла с 1 кг, а свежесрубленная — только 2 кВт.
  • Если замедлить горение перекрытием воздуха, то КПД теплогенератора тоже падает на 10—20%. Стальные теплообменники нуждаются в защите от конденсата, а чугунные — от температурного шока. Придется поставить дополнительные элементы обвязки котла — смесительный узел с трехходовым клапаном.

В ряде случаев твердотопливный агрегат плохо совмещается с гравитационной (самотечной) системой отопления. Теплоноситель по ней течет очень медленно что может повлиять на  охлаждение камеры сгорания, из-за чего котел может перегреться и взорваться. Нужно поставить хотя бы циркуляционный насос, а лучше еще и буферную емкость, она послужит аккумулятором тепла.

Котел на твердом топливе длительного горения Стропува

Раз уж мы заговорили о компаниях, выпускающих на рынок котлы на твердом топливе длительного горения, то мы никак не можем обойти вниманием заслуженного лидера — компанию Stropuva. Литовский котел способен проработать на одной заправке угля до 120 часов, на пеллетах 72, на дровах 30 часов соответственно.

Очень не плохие параметры для данного типа котлов длительного горения. Разберем еще, за счет чего, котлы Stropuva набрали такую большую популярность:

Котел на твердом топливе длительного горения Стропува
  • Длительное горение. Достигает 5 суток.
  • Многоуровневый уровень безопасности. Компания утверждает, что во время перегрева и превышении нагрузки устройство котла сжимается как консервная банка под нагрузкой стопы и не при каких обстоятельствах не взрываются, а лишь сжимаются внутрь.
  • Экономичность. Оптимальные характеристики использования ресурсов. Топливом могут выступать древесные отходы.
  • Энергонезависимость. Котел Стропува не нуждается в электричестве.
  • Экология стоит на первом месте и соответствует высоким европейским стандартам.
  • Привлекательный внешний вид.
  • Гарантия 5 лет.

Литовские инженеры, не зря проектировали котел длительного горения именно в форме цилиндра. Теперь благодаря компактным размерам, монтаж котла Стропува не требует большой площади и может поместиться в ограниченном пространстве городской квартиры.