Отопительные котлы длительного горения для частного дома. Разновидности конструкций твердотопливных котлов длительного горения

Твердотопливный котел с открытой камерой сгорания выполнен из прочного, долговечного чугуна. Немецкий производитель Buderus рекомендует использовать для отопления не только дрова и уголь, но также и кокс — это позволяет выбрать наиболее удобный для себя вариант. Котел Logano G221-20 — покупка на долгие годы. Он скорее надоест, чем сломается.

Плюсы:

• Установка агрегата проста и не требует сварки.
• Основательно продуманная конструкция обеспечивает долговечность изделия.
• Большая загрузочная дверца — удобно пользоваться крупными поленьями.

Минусы:

• Цена — за такое изделие не высока, но есть варианты дешевле.

1 ZOTA Pellet 25А

Начнем, естественно, с максимальной мощности . Не нужно думать, что, если в характеристиках котла написано «10 кВт/100 м2», то его на небольшой домик хватит с запасом. Во-первых, мощность у любого твердотопливного котла очень сильно зависит от качества топлива, к тому же в характеристиках указывается для угля (на нем теплоотдача выше всего). Попробуйте подкинуть дров - и дома сразу похолодает, ну, а если дрова еще и отсыреют… К тому же котел большей мощности будет иметь и топку большего размера - а значит, и топить его придется реже.

Вообще, необходимость в частом добавлении топлива - общая проблема твердотопливных котлов . Путей решения несколько:

• Бункерные котлы - они из отдельной емкости (бункера) автоматически «подкармливают» топку. Разрабатывались такие системы в первую очередь под пеллеты (топливные гранулы), которые очень удобно подавать шнеком, но сейчас есть и модели, способные работать на угле.
• Котлы длительного горения имеют увеличенный объем загрузки, а сам процесс сгорания там не совсем обычен - топливо горит сверху вниз. Но и у них есть свои не всегда удобные особенности - выше в рейтинге мы об этом писали.

Но в любом случае «долгоиграющий» котел станет сложнее и дороже, особенно с бункером. Тогда как насчет котла комбинированного ? В них нагрев обеспечивается не только горением топлива, но и установленным внутри ТЭНом - если котел и погаснет, электричество продолжит поддерживать хоть какую-то температуру. Подобные котлы удобно оставлять на ночь - утром не проснешься, чувствуя, что зуб на зуб не попадает. Часто к таким котлам предлагаются и комплекты дооборудования под газ или солярку. В некоторых моделях даже изначально предусматривается автоматическое переключение на жидкое или газообразное топливо, если нет огня в топке. А вообще такой вариант интересен хотя бы тем, что при появлении возможности подключить дом к газу не придется менять котел, покупать новый, переделывать подключение: можно просто поставить газовую горелку на старый.

Важный момент - конструкция теплообменника . Идеальный вариант - чугун: толстостенный монолитный теплообменник, если производитель не «прозевает» раковины и микротрещины в отливке, будет по-настоящему вечным, к тому же выдержит повышенное давление без проблем. Но такой котел будет и дороже (можно не вписаться в бюджет), и тяжелее (вопрос к прочности пола, возможно, придется его укреплять). У стальных теплообменников есть неизбежный риск протечки по сварке, да и стенки обычно тоньше. Поэтому стоит как минимум брать котел потяжелее, да и отзывы на конкретную модель смотреть перед покупкой - правда, и сами отзывы уже давно покупают… Так что выбирать твердотопливный лучше идите на форумы, а не на популярные площадки для отзывов, которые оккупировали проплаченные похвалы.

Твердотопливные котлы, несмотря на широкую газификацию и электрификацию, очень популярны. Древесина как топливо повсеместно доступна, стоит недорого.

Конструкторская мысль постоянно работает над усовершенствованием отопительного оборудования, так как архаичные конструкции обладают низким КПД и очень неудобны.

Для облегчения эксплуатации придуманы топки длительного горения.

Выбор конструкции

Чтобы обеспечить максимальный КПД котла, конструкторам приходится решать следующие задачи :

1. Эффективное сжигание топлива. Есть два подхода: сжигание с избытком кислорода и пиролитическое разложение газов.
2. Дозированная автоматическая подача топлива или послойное горение.
3. Размещение теплосъемника вокруг камеры сгорания или на пути продуктов горения.

В зависимости от реализации этих задач конструкции разных производителей существенно отличаются.

Разновидности котлов по мощности

Выбор зависит от задач, которые ставятся перед отоплением. Первое, что нужно определить — назначение котла.

Промышленный

Предназначен для отопления крупных зданий, сушильных камер, обогрева оборудования. Мощность рассчитывается исходя из нужд в тепловой энергии, зачастую котёл выбирается на 25—30% мощнее. Конструкция требует отдельного котельного помещения, сложной обвязки и автоматического управления, эксплуатация и обслуживание проводятся обученным персоналом кочегаров.

Фото 1. Твердотопливный котел длительного горения промышленного типа, подключенный к контуру отопления.

Конструкция направлена на автоматическую дозагрузку и пиролизное разложение древесины. На предприятиях, где отходами являются стружка и опилки, именно это топливо используется преимущественно. В этом случае применяются системы бункерной дозагрузки со шнековыми трассами.

Бытовой

Предназначен для повышения комфорта использования. Максимальное время автономного горения, возможность контролировать температуру теплоносителя в зависимости от сезона, энергонезависимость, вид топлива — все эти особенности учитываются при выборе типа котла.

Виды по способу сжигания топлива и конструкционным особенностям

Горение — процесс быстрого разложения древесины на газы с последующим окислением углерода до углекислоты. Оптимальное горение всегда выделяет большое количество тепла. Увеличить время и эффективность горения древесины можно различными способами.

Колосниковые

Горение происходит на колосниковых решётках , через которые проходит воздух. Топливо горит во всём объёме, интенсивность пламени регулируется подачей воздуха через зольную дверцу.

В режиме длительного горения такой котёл неэффективен, так как горение замедляется задержкой подачи воздуха.

Бо́льшая часть разложившейся до пиролизных газов древесины не сгорает и оседает на стенках дымохода в виде сажи. Оптимальным вариантом использования такого котла является режим форсированного горения и накопление тепловой энергии в теплоаккумуляторе.

Пиролизные

Пиролизный котёл обеспечивает длительное горения одной закладки дров благодаря послойному разложению дров на пиролизные газы с последующим сгоранием. Горение в такой топке происходит не по всей массе загрузки, в камере газификации горит только нужное количество топлива. Тепло получается при сжигании пиролизных газов и улавливается теплообменником на дымоходе. Использование пиролиза возможно только в довольно узком диапазоне мощности, к этому параметру стоит отнестись очень щепетильно.

Фото 2. Внутреннее устройство и принципы работы твердотопливного котла длительного горения пиролизного типа.

Существенным недостатком пиролизных котлов является их энергозависимость. Для поддержания горения газов и разложения твёрдого топлива воздух нагнетается вентиляторами. Этот недостаток сопровождается несомненным достоинством — благодаря принудительной подаче воздуха есть возможность точно регулировать температуру теплоносителя при устойчивом горении. Оборудование автоматизируется, при бункерной подаче топлива (опилок, пеллет) достигается феноменально долгое время автономной работы.

Большое преимущество пиролизных котлов — их относительная всеядность . При некоторых регулировках и конструктивных особенностях пиролиз происходит на шелухе, соломе, опилках. пеллетах, кусковой древесине, коре.

Вам также будет интересно:

Верхнего горения

Революционный взгляд на увеличение длительности горения на одной закладке — заставить гореть топливо не во всём объёме снизу вверх, а послойно, сверху вниз.

Фото 3. Внешнее и внутреннее устройство твердотопливного котла с верхним типом горения. Стрелками указаны части прибора.

Устройство простое : камера сгорания заполняется дровами, воздух подаётся через дифференцированную систему воздуховодов. Горение происходит только сверху закладки, при достаточной подаче воздуха топливо сгорает полностью.

Конструктивные особенности котла определяют вид используемого топлива. По возможности, закладка должна быть плотной , чтобы угольки не проваливались вниз и не образовывали новых очагов горения. Оборудование работает на крупных кусках древесины, но их придётся пересыпать опилками, щепой, пеллетами. Главное — равномерное распределение топлива по площади камеры.

Топить углем или торфобрикетами невозможно , т. к. это топливо с высокой зольностью. А также из-за повышенного образования золы нельзя применять влажную древесину.

Шахтного типа

Усовершенствованная конструкция котлов верхнего горения . Воздух подаётся через специальный телескопический воздуховод, на котором установлен «блин» груза.

Топливо сгорает постепенно сверху вниз, прижатое массивным раскалённым металлом. Пламя раздувается подаваемым непосредственно в зону горения воздухом.

Конструкция блестяще реализована в изделиях фирмы «Стропува» , многократно скопирована и усовершенствована тысячами конструкторов и народных умельцев.

Конструкция привлекает внимание поразительной гибкостью настроек, простотой, долговечностью, феноменальным КПД и длительностью горения. Котёл работает самостоятельно, без применения вентиляторов и воздуходувов.

Загрузка топлива должна быть максимально равномерной. Котёл прекрасно работает на любой сухой древесине: щепа, опилки, солома, кусковые дрова, небольшие поленья, пеллеты. На пеллетах время горения значительно увеличивается, соответственно загрузка котла требуется реже.

Как выбрать твердотопливный котёл длительного горения

На выбор влияет следующее:

1. Бюджет. Стоимость оборудования иностранного производства бывает настолько высокой, что вместо приобретения такого оборудования дом можно отапливать на протяжении десятка лет электричеством или провести газ. Цена котла должна быть оптимальной.
2. Доступное топливо. Самое удобное топливо — прессованные пеллеты. Они обладают хорошей теплотворной способностью, удобны для механизации загрузки. Проблема — цена и доступность. Если есть возможность приобретать сухое топливо твердолиственных пород или сушить самому — можно приобрести любой котёл.

Фото 4. Пеллеты в форме небольших цилиндрических гранул. Они используются в качестве топлива для твердотопливных котлов длительного горения.

1. Условия эксплуатации. Для мощных отопителей придётся построить отдельное котельное помещение и установить утеплённый дымоход из нержавеющей стали или керамики. Это значительно усложняет задачу и раздувает бюджет.
2. Задачи, которые ставятся перед котлом. Если есть необходимость посещать топочную только один раз в неделю, придётся приобретать устройство шахтного типа с возможностью работы на угле, либо пеллетный котёл с бункерной загрузкой и топить пеллетами. Такая система дорого стоит, и если нет необходимости, лучше обратить внимание на более простые «всеядные» устройства.
3. Долговечность оборудования. Чем сложнее конструкция, чем выше температуры сгорания, чем хуже металл, тем чаще придётся чинить или менять котёл. В зависимости от конструкции стоимость обслуживания и ремонта будет значительно отличаться.

Как эксплуатировать устройство

Оптимальная работа любого оборудования зависит от режима работы и характеристик топлива. Чтобы в воздуховодах не образовывалась сажа и конденсат, топка должна работать в оптимальном режиме. «Придушенная» работа при недостатке воздуха ведёт к резкому снижению КПД: котёл потребляет много дров. Горит долго, но греет слабо.

Котельная

Котельное помещение обладает следующими важными параметрами :

1. Изолированность. Дым при растопке не должен попадать в жилые помещения. Оптимально, если котельная будет устроена вне жилого помещения, в отдельном здании или помещении с доступом с улицы.
2. Объем и удобство обслуживания. Устанавливается оборудование на фундамент, вокруг предусматривается свободное место для беспроблемного доступа к узлам обвязки, шиберу, прочисткам.
3. Наличие дымохода и вентиляции. Твердотопливные котлы длительного горения склонны к повышенному образованию конденсата. Кирпичный дымоход не годится — конденсат проникнет через кладку. Стоит применять гильзы из нержавеющей стали, керамику.

Топливо

Твердотопливные котлы будут работать в режиме длительного горения только при наличии соответствующего топлива. Чудес не бывает — для получения киловатта энергии нужно сжечь определённое количество энергоносителя. Рассчитывается количество топлива просто : нужно знать теплотворную способность и умножить её на КПД котла.

Дрова. Применять стоит только сухую древесину, желательно лиственных твёрдых пород. Затраты на подготовку окупятся беспроблемной работой отопления.

Пеллеты. От производителя поступает уже готовое высококалорийное и технологичное топливо. Пеллеты сыпучие, но не оставляют мусора. Их придумали для облегчения транспортировки отходов промышленности. Пеллетные топки легко автоматизировать, при больших бункерах без участия человека котёл способен гореть месяцами!

Опилки, щепа. Применение отходов деревообработки имеет 2 проблемы: влажность и мусор. Опилки обладают довольно низкой плотностью, следовательно, низкой теплотворной способностью.

Это окупается дешевизной топлива, на многих предприятиях их отдают даром или за бесценок.

Сыпучие растительные остатки: солома, жмых, лузга. Новое слово в альтернативной энергетике — применение возобновляемого топлива. Остатки от производства, солома, стебли подсолнуха и прочее местное топливо раньше утилизировалось как мусор. Применение такого топлива окупается за счёт дешевизны, но применять стоит, если есть постоянная возможность приобрести новую партию.

Котел длительного горения на твердом топливе – экономный вариант отопления дома.

При выборе твердотопливного агрегата нужно обратить внимание на:

1. Вид устройства, плюсы и минусы каждого из них.
2. Тип основного топлива.
3. Мощность.
4. Объем загрузочной камеры и продолжительность горения.
5. Материал, используемый для изготовления теплообменника.
6. Энергопотребление.
7. Автономность и безопасность.

Виды

Виды твердотопливных агрегатов длительного горения:

1. Устройства, работающие по принципу верхнего горения.
2. Пеллетные.

Пиролизные котлы

Особенностью этих устройств является то, что внутри них возникает пиролиз, то есть разложение дров на более простые вещества. Это древесный уголь (образуется при ) или кокс (возникает при загрузке угля) и газы, большая часть которых способна гореть и выделять тепло. Пиролиз может происходить только в условиях высокой температуры и недостатка кислорода.

Главное отличие пиролизных печей заключается в том, что практически все образованные вещества во время пиролиза сгорают (не горят только углекислый газ и азот.) В других древесных котлах много угарных газов выходят через дымоход. Горение образованных газов даёт 90% процентов производимого печью тепла. Тепло, которое возникает при сжигании древесного угля, в большой степени используется для поддержки пиролиза.

Образованные во время пиролиза газы подогреваются и выводятся в отдельную камеру, в которой и сгорают. Воздух в эту камеру подается отдельным каналом.

Конструкция пиролизной печи:

1. Две камеры . В одной горит топливо, в другой – угарные газы. Вторая камера может быть над топкой или под ней. Второй вариант является более распространенным. Его легче производить.
2. Вентилятор . Есть в тех древесных котлах, в которых камера догорания находится под топкой. Он нужен для подачи угарных газов в камеру догорания. Он работает от электричества. В устройствах для дома с размещенной вверху камерой догорания вентилятора нет.
3. Система, которая подает воздух в каждую из камер отдельно.
4. Теплообменник .
5. Дымоотвод . В моделях с нижней камерой догорания он очень прост. Во втором типе печи для дома он имеет форму , потому, что тепло находится очень близко от дымовой трубы. Если его вовремя не собрать, то оно выйдет наружу. Змеевик эту проблему предотвращает.

Читайте также: Чистка твердотопливного котла от смолы и сажи

Плюсы и минусы пиролизных котлов

Современные твердотопливные котлы имеют такие преимущества:

1. Высокий процент сгорания топлива.
2. Автоматичность работы. Нужно только настроить рабочий режим, загружать дрова и проводить чистку.
3. Возможность использовать любой тип горючего. Исключением для некоторых моделей являются пеллеты: они могут проваливаться в нижнюю камеру.

Недостатки:

1. Можно использовать только то топливо, влажность которого меньше 20%.
2. и другие электрические компоненты требуют электрического тока.
3. Потребность в пропускном клапане или элеваторном узле тогда, когда в системе отопления сильно охлаждается теплоноситель. Обратную воду нужно подогревать, разбавляя с горячей для того, чтобы не повлиять на процесс пиролиза.

Котлы с принципом верхнего горения

Такие устройства можно назвать гибридом стандартных твердотопливных котлов и пиролизных потому, что теплоноситель нагревается как от сгорания дров, так и от частичного сгорания угарных газов.

Печь для дома представляет собой высокую узкую вертикальную емкость, в середину которой закладывается большое количество дров или угля, и вокруг которой находится водяная рубашка. Топливо горит сверху вниз, а выделяемые газы догорают вверху жаровой камеры. Из-за этого положить новые дрова внутрь можно только после полного сгорания горючего.

Лучший твердотопливный котел такого типа – «Стропува». Если сжигать дрова в этом устройстве, то загрузку нужно делать раз в 6-12 часов. На угле она работает до 5 суток.

1. Автоматическая регулировка интенсивности сжигания топлива.
2. Многие варианты не нуждаются в электрической энергии.
3. Может работать в системе отопления без циркуляционных насосов.
4. Сравнительно невысокая цена.

Главный минус – невозможность давать хороший КПД на плохом горючем . Оно должно иметь влажность 13-20%.

Пеллетный котел

К агрегатам длительного горения он попал потому, что имеет особую конструкцию, которая позволяет загружать пеллеты раз в месяц .

Читайте также: Особенности котлов из нержавеющей стали

Конструкция этого элемента системы отопления включает размещенную сбоку емкость, в которую и насыпают пеллеты. Объем емкости такой, что пеллет хватает на целый месяц. Топливо из бункера поставляет специальный механизм. Он работает, используя электрическую энергию .

Преимущества:

1. КПД достигает 90-95%.
2. Фактически полное сгорание горючего. Чистку можно проводить раз в месяц.
3. Топливо можно загружать один раз в месяц или несколько месяцев (все зависит от объема бункера).

Недостатки:

1. Зависимость от электрического тока.
2. Высокая цена.
3. Потребность в цельных и малозольных пеллетах.

Мощность котла и вид топлива

Для выбора по этому критерию нужно знать, сколько тепла он должен создавать для отопления всего помещения и для нагрева воды в косвенном бойлере .

Для отопления помещения мощность определяют, исходя из того, что на 10 кв. м должен приходиться 1 кВт. Это при условии, если стены ниже 3 м. К полученной цифре добавляют количество тепла, необходимое для нагрева воды. Учитывают определенный запас.

В печах можно сжигать:

1. Дрова.
2. Уголь.
3. Торф.
4. Сланец.
5. Пеллеты.
6. Брикеты и прочие виды.

Объем загрузочной камеры и мощность котла

Соотношение этих показателей является очень важным. Оно показывает, насколько часто придется загружать дрова в камеру горения.

Например, объем загрузочной камеры пиролизного котла Viessmann Vitoligno 100-S 25 составляет 110 л. Мощность составляет 25 кВт. Соотношение будет 110/25 = 4,4 л/кВт. Этот показатель хороший для котлов такого типа, поскольку в среднем он колеблется от 3,44 до 4,9 л/кВт.

Модель «Стропува» по этому показателю лучше – 12,5-20 л/кВт (мощность моделей колеблется от 10 до 40 кВт). Самым лучшим по этому соотношению является пеллетный котел длительного горения – 30 л/кВт и более.

Материал и тип теплообменника

Этот узел прибора бывает чугунным и стальным. Чугунный теплообменник представляет собой конструкцию, состоящую из секций. Он является полностью разборным. Такая особенность дает немало плюсов:

1. Удобство перевозки.
2. Удобный монтаж и обслуживание.
3. Возможность ремонта (плохую секцию заменяют).
4. Нужно реже очищать. Даже покрытый нагаром или сухой ржавчиной элемент выдает приличный КПД.