Как выбрать котел длительного горения на твердом топливе

Приняв решение отапливать жилище дровами и углем, домовладелец не желает работать кочегаром и бегать в котельную каждые 3—4 часа. Отсюда возникает спрос на твердотопливные котлы длительного горения, могущие отработать на одной закладке 6—8 ч и более. Как правильно выбрать такой отопительный агрегат, читайте в нашей публикации.

Подробный обзор

Самый дешевый вариант – отопление твердотопливным котлом

Почему считается что отопление твердотопливным котлом — это самый оптимальный вариант, давайте разберемся:

  • во-первых – у твердотопливных котлов повышенный КПД,
  • во-вторых – не требуется много знания и опыта в работе с таким котлом,
  • в-третьих, твердотопливные котлы и отопительные системы полностью независимы от системы электроснабжения.

Основные отличия отопительных твердотопливных котлов и их преимущества

На данный момент на рынке есть несколько вариантов исполнения твердотопливных котлов, причем подойдут они всем, и по цене и по качеству. Основными отличиями отопительных котлов заключены, в следующем:

Производительность. Главная характеристика твердотопливного котла – это его высокий КПД. Он составляет более 95%. Производительность зависит от способа, которым топливо начинает сгорать, а также конструкции и функционала. При покупке на них требуется обращать особое внимание.

Стоимость отопления жилого дома на протяжении всего времени проживания, исходя из цены на топливо. Чем дороже топливо – тем больше стоимость отопления котла.

Себестоимость. Оборудование для отопления зданий, требует к себе правильного ухода и обслуживания, так как надежность в любой модели твердотопливного котла должна оставаться на высоком уровне. Более того, нужно смотреть на конструкцию и на материал, используемый при изготовлении котла и их стоимость.

Виды твердотопливных котлов

Теперь что касается видов твердотопливных котлов, их есть несколько:

  • Классика. Традиционная форма камеры сгорания. Работает на любом твердом топливе, используется только в системах с естественной циркуляцией воздуха. Загрузку топлива требуется осуществлять 2 раза в день.
  • Пиролизные. Оснащены двумя топками. Вниз складывают дрова, где высокая температура и нет воздуха, за счет чего происходит тление. Выделяемый газ постепенно сгорает в верхней камере, нагревая тем самым теплообменник. При работе котла не образуется сажа и не скапливается газ. Загрузку дров нужно делать 1 раз в день.
  • Системы длительного горения. Могут работать на нескольких видах твердого топлива – дровах, угле, коксе, торфобрикетах. На одной загрузке котел стабильно работает до 2 дней, если его загрузить углем – до 5 дней.

Преимущества и виды котлов длительного горения

У твердотопливных котлов долгого горения есть несколько основных преимуществ:

Данные котлы представляют собой альтернативу отоплению при помощи газа. Отопительный котел длительного горения или ТТ котел считается практичным и отличается простотой в использовании.

Если воздух в комнате у ребенка слишком сухой, стоит задуматься о покупке увлажнителя.

Собираем осушитель воздуха своими руками: схема и принцип работы.

Зачем нужен дренаж на участке? Как обустроить дренажную систему вокруг дома своими руками.

Кроме того, для него характерен сравнительно длительный срок эксплуатации. К тому же это лучшие модели по таким показателям, как экологичность с экономичностью и количество потребляемого топлива.

На сегодняшний день на рынке производители представляют три разновидности:

  • классический;
  • пиролизный;
  • шахтный.

Пиролизный

Преимущества и виды котлов длительного горения

Твердотопливные пиролизные котлы сверхдлительного горения работают по принципу сжигания древесного газа, что выделяется при тлении дров. Их отличительной характеристикой является пламя, напоминающее пламя либо паяльной лампы, либо газовой горелки. В процессе горения температура внутри нижней камеры составляет около 12000 С.

Благодаря тому, что сгорание происходит в направлении сверху вниз, а главный теплообменник устроен в нижней части, осуществляется наиболее эффективная теплопередача, а также нагрев самого теплоносителя.

Преимущества и виды котлов длительного горения

Основное преимущество заключается в том, что на одной загрузке аппарат работает до полного выгорания топлива. Прибор функционирует по принципу пиролизного сжигания, при котором недостаточное количество кислорода и высокая температура приводит к разложению дерева на летучее вещество, вызывающее горение.

К преимуществам пиролизного типа относятся:

Преимущества и виды котлов длительного горения
  1. Высокий КПД, составляющий около 85%
  2. Загрузочный люк больших размеров, что дает возможность легко чистить камеру сгорания
  3. Для изготовления теплообменника используется толстый лист высококачественной стали
  4. Мощный вентилятор
  5. Электронной системой управляют благодаря циркуляционному насосу
  6. Могут применяться для отопления промышленных помещений

Классический отопительный

Преимущества и виды котлов длительного горения

Модели классических твердотопливных котлов имеют топку с увеличенным объемом, поэтому продолжительность сгорания так же увеличена. Они работают на:

  • длиннопламенном или буром угле;
  • брикетах из древесины;
  • дровах.
Преимущества и виды котлов длительного горения

Такие котлы отличаются относительно малым КПД и достаточно коротким периодом работы на одной закладке топлива. Преимуществом аппаратов данного вида можно назвать достаточно низкую цену — от 30000 рублей.

Советуем приобретать котел классической компоновки в качестве резервного, при использовании газового котла отопления.

Преимущества и виды котлов длительного горения

Шахтный

Котлы длительного горения шахтного типа предназначаются для сжигания разнообразных сыпучих материалов. Вентилятор, подающий поток воздуха в топку, управляется с помощью микропроцессора, который автоматизирует и оптимизирует процесс сжигания. Они отличаются огромными размерами и весьма сложной конструкцией.

Преимущества и виды котлов длительного горения

Есть несколько преимуществ:

  • Имеет уникальную конструкцию;
  • Есть загрузочная дверца с достаточно большим сечением и огромный бункер;
  • В качестве основного топлива может использоваться любой материал;
  • Температура выбросов не превышает норму.
Читайте также:  Технология укладки паркетной доски на фанеру

Чем опасно отсутствие вентиляции в частном доме? Как сделать вентиляцию в частном доме своими руками схема.

Как быстро собрать надежный водопровод из металлопластика, подробности в нашей статье.

Еще немного про мощность

Это важно! Как недостаток мощности, так и ее превышение – все это негативно сказывается на эффективности работы системы отопления. Если в первом случае просто не получится обогреть помещения, то во втором – бессмысленные затраты. Это касается и переплаты за сам котел (мощнее-дороже), и его работы: если агрегат будет работать на неполной мощности, то это сопряжено с образованием конденсата и как следствие – сокращение срока службы котла. Стремясь решить эту проблему, пользователь будет расходовать больше топлива, чем это реально нужно для обогрева помещений. Если вы затрудняетесь с выбором оборудования, настоятельно рекомендуем заплатить инженеру, который проведет все расчеты применительно к вашему дому.

Принцип работы котла на твердом топливе длительного горения

Принцип работы твердотопливного котла для отопления дома основан на свойствах древесины, выделять при горении газ, называемый пиролизным. В дровяной печи этот газ никак не используется по конструктивной причине. Он сам является топливом, которое при сгорании дает большой объем тепла. Используя пиролизный газ, инженерам удалось повысить коэффициент полезного действия котлов отопления на твердом топливе длительного горения за счет минимизации открытого пламени.

Принцип работы котла на твердом топливе длительного горения

Схематическое изображение принципа работы такого агрегата

Основы проектирования

Для того чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и удобный в эксплуатации – твердотопливный котёл, необходимо понимать физику процесса его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип действия отопительного котла на твёрдом топливе:

  • топливо загружается в камеру сгорания;
  • нагретые в процессе сгорания топлива воздух и другие газы поднимаются вверх и отводятся через дымоход;
  • по пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в с вою очередь нагревает тепловой агент (в большинстве бытовых систем отопления – воду);
  • нагретый тепловой агент вытесняет холодный, проходя всю систему отопления и возвращаясь после остывания назад в теплообменник.

Всё дело в свойстве любой нагреваемой среды подниматься выше холодной — это один из основополагающих законов термодинамики.

Принцип работы водяной отопительной системы

Для реализации этого принципа помимо корпуса, выполненного из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали, в конструкцию твердотопливного котла включаются следующие элементы:

  1. Камера сгорания

Её объем определяется сложной формулой, которую, впрочем, довольно легко отыскать в интернете, равно как и готовое решение – объем камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальной площади отопления.

Расположение топки твердотопливного котла

На практике размеры топки зависят не только от параметров котла и свойств топлива, а также особенностей самой отопительной системы – схематической, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребностей в горячем водоснабжении и пр.

  1. Камера отвода горячих газов

Этот узел является продолжением камеры сгорания и выполняет функцию выходного коллектора для вывода продуктов горения.

Система отвода нагретых газов

  1. Внутренняя система подачи и отвода теплоносителя

Речь идёт о теплообменнике (теплообменном регистре), а также его основных патрубках – входном и выходном, который служит для приёма остывшего теплового агента, его нагрева и отвода в систему отопления.

Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла

Рекомендации по выбору

Как правильно подобрать отопительный агрегат по величине топливника, мы уже рассказали выше. Момент второй: на роль котла длительного горения лучше всего подходят пеллетные автоматизированные установки, а отопители верхнего сжигания занимают третье место по причине конструктивных и эксплуатационных недостатков.

Чтобы сделать удачную покупку, обязательно учтите остальные факторы:

Рекомендации по выбору
  1. Мощность ТТ-котла необходимо подбирать с полуторным запасом. При недостатке тепловой энергии для обогрева частного дома агрегат будет постоянно работать в режиме максимального нагрева, а дрова – быстро прогорать независимо от размера топливника.
  2. Теплогенераторы с водяным контуром расходуют теплоту на подогрев воды для ГВС, что уменьшает отопительную мощность и длительность сжигания одной порции твердого топлива.
  3. Агрегаты с варочной плитой обогревают воздух помещения, поскольку не обшиты сверху водяной рубашкой. Из-за неэкономного расхода энергии подобные котлы неспособны гореть 8—12 часов без дозагрузки.
  4. Чтобы котла хватало на отопление жилища и загрузку бойлера косвенного нагрева, выбирайте изделие с двукратным запасом по мощности.
  5. Материал теплообменника – чугун или сталь – не оказывает большого влияния на скорость сжигания горючего. Чугунная топка надежнее и долговечнее стальной, но тяжелее и дороже по цене.

Если вы планируете отапливаться углем, то при выборе обратите внимание на колосниковую решетку – она должна быть цельнометаллической. К водонаполненным колосникам раскаленный уголь прикипает намертво и очистить его довольно трудно. Еще несколько рекомендаций вам озвучит эксперт в своем видео:

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: чертежи, видео

Прежде чем выполнить установку твердотопливного котла длительного горения своими руками нужно подготовить основу. Для этого делается бетонная стяжка. Чтобы установка стояла ровно с помощью уровня необходимо сделать возвышенность из бетона. Монтировать оборудование можно в отдельном помещении, в котором необходимо оборудовать систему вентиляции.

Чертеж твердотопливной конструкции

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: чертежи, видео

К месту установки котла есть определенные требования:

  • расстояние от корпуса конструкции до стены должно быть 2 метра;
  • окружающие стены, потолок и пол должны быть устойчивыми к огню;
  • высота потолков должна быть не менее 2,5 метра;
  • ширина двери – не менее 80 см;
  • по желанию можно поставить даже противопожарную дверь.
Читайте также:  Как реализуются на практике печи без дымохода, какие они бывают

Важно обеспечить свободный доступ к котлу для регулярных осмотров и для очистки. Из топки необходимо периодически убирать шлак и золу. Нельзя рядом хранить воспламеняющиеся материалы.

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: чертежи, видео

Чертеж котла для сборки

Чтобы осуществить правильную установку нужно соблюдать противопожарную инструкцию и следовать технологии монтажа. Перед дверцей в топку можно расположить лист металла, если вдруг горячее топливо выпадет наружу. Все места стыков дымохода и дымоотвода следует пройти с герметиком. Тягу нужно проверить перед запуском отопительного агрегата.

Установка на железный лист

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: чертежи, видео

Некоторые умельцы делают такое сложное оборудование самостоятельно. Для этого необходимо найти чертежи и схемы в интернете, а также выбрать качественный материал.

Установка в котельной на фундамент

Как сделать котел можно посмотреть в этом видео:

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: чертежи, видео

Как правильно топить твердотопливный котел дровами: советы, как топить котёл дровами

Казалось бы, что значит «правильно» топить котёл дровами? Что тут сложного, кидай себе дрова в топку, пока угли не остыли, и весь процесс. Оказывается, не так всё просто. Насколько эффективно работает котёл — в первую очередь зависит не от его конструкции.

В первую очередь результат его работы, как и экономичность, зависит от качества используемого топлива. Важна не только порода древесины, но и то, сухая она или сырая, состояние заслонок и дросселей.

О нюансах эксплуатации твердотопливных котлов будет рассказано в рамках статьи.

Как работает твердотопливный котёл на дровах

Котёл работает следующим образом:

  • В результате сгорания древесины в топке, выделяется определённое количество тепла, различное для разных пород.
  • Тепло идёт на нагрев бака с водой, расположенного над топкой.
  • Вода циркулирует по трубопроводу от бака к батареям отопления и обратно по закрытому контуру. Циркуляция может быть как естественной (при расположении труб под небольшим уклоном), так и принудительной, посредством циркуляционного насоса.
  • Продукты сгорания отводятся при помощи дымохода на улицу. Для того чтобы тяга была нормальной, вертикальная часть дымохода делается высотой три и более трёх метров.
  • Интенсивность горения регулируется при помощи заслонок топки и дымохода.

Важно!

Отопительный блок оборудуют системой безопасности для аварийного сброса давления при перегреве. Если этого не сделать, котёл становится опасным в эксплуатации.

Как топить твердотопливный котёл дровами

Прежде чем начать топить, необходимо грамотно произвести растопку, если же её проигнорировать, дым может начать просачиваться в жилище. Для разных стадий процесса лучше подходят различные виды древесины, размер дров в данном случае тоже имеет значение.

Какие дрова выбрать

Рекомендуется топить хорошо просушенной древесиной, а на её сортах стоит остановиться отдельно.

  • Берёза — даёт много тепла, долго горит, но в процессе сгорания от неё остаётся большое количество дёгтя на стенах дымохода.
  • Ольха — даёт в полтора раза меньше тепла, чем берёза, но практически не оставляет сажи. Хорошо подходит для растопки, поскольку легко воспламеняется.
  • Осина также не даёт сажи, и выделяет мало тепла, её также целесообразно применять в качестве растопки.
  • Сосна горит жарко, но содержит много смолы и даёт большое количество сажи. Еловые дрова горят более жарко, чем сосновые, выделяя при этом меньшее количество сажи.
  • Тополь, выделяя много тепла, очень быстро выгорает.
  • Яблоня и груша дают много жара, хорошие угли, но узловатые и плохо колются.
  • Дуб, ясень и бук плотные и твёрдые, колются тяжело. При сгорании выделяют много тепла, сажи дают немного. В продаже встречаются нечасто.

С учётом вышеперечисленных свойств подбирают дрова как для растопки, так и для непосредственно топки котла.

Правильная очерёдность действий

Начинают процесс с чистки зольника и последующей растопки. По времени эта стадия может занять около часа. Смысл растопки заключается в прогреве топки и дымохода для создания достаточной тяги. Сложность и длительность процесса обусловлена формой дымохода и наличием в нём горизонтальных участков.

В качестве растопки применяется скомканная бумага, кора, мелкая щепа. Затем подкладывают тонкие поленья. После их воспламенения понемногу добавляют дрова до половины загрузки топки. Заслонки поддувала и дымохода в процессе растопки открывают широко для обеспечения хорошего тока воздуха. Также рекомендуется открыть окна в помещении для усиления притока свежего воздуха. После того как пламя хорошо разгорится, заслонки прикрывают наполовину.

На заметку!

Для автоматизации процесса регулировки применяют термостатические регуляторы тяги и вентиляторы с контроллерами, оснащёнными датчиком температуры. Данные устройства позволяют значительно упростить управление температурой и повысить КПД котла.

Особенности работы с котлом на дровах

В отличие от устройств, работающих на жидком топливе или на газе, дровяные котлы не отдают тепло в помещение равномерно, это связано с особенностью процесса горения. В середине процесса выделяется значительно больше тепла, чем в начале и в конце. Более или менее выровнять количество выдаваемого тепла дают заслонки на поддувале и на дымоходе.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Дрова

Дрова — еще один популярный вид топлива для котлов. Для сжигания подойдет только просушенная древесина. Недосушенные дрова в топке начинают выделять влагу, которая скапливается на внутренних поверхностях топки и дымохода. В сочетании с дымом и угарными газами образуется деготь — он снижает эксплуатационные свойства котла и уменьшает проходимость отводящих газов.

Выбор дров

Для растапливания оптимальна древесина твердых сортов с длительным сроком горения и медленной теплоотдачей. Следует отдать предпочтение лиственным породам деревьев, а не хвойным. Хвойные породы в процессе горения выделяют большое количество смолистых веществ, быстро загрязняют камеру сгорания и теплообменник.

Читайте также:  Двухтрубная система отопления частного дома: сравнение схем

По степени твердости древесные породы делятся на 3 категории:

  • твердые — белая акация, ясень, бук, дуб, клен, тис, лещина, груша;
  • средней твердости — орех, ольха, платан, береза, вишня, черешня, кедр;
  • мягкие — тополь, осина.

Как топить котел дровами

  1. На первом этапе необходимо хорошо прогреть отопительное устройство. Это позволит избежать просачивания дыма в помещение. На дно топливной камеры укладываются листы бумаги, на них — легковоспламеняемая береста, щепки и лучинки, а сверху — поленья небольших габаритов (до 15 см в диаметре). Пространство между щепками можно заполнить бумагой для более быстрого розжига.
  2. Когда топка будет заполнена примерно наполовину, следует поджечь бумагу и открыть клапан зольника для лучшей тяги. Дверцу основной камеры закрыть.
  3. Когда камера и дымоход прогреются, а подготовительная закладка начнет прогорать, топку можно наполнять большими дровами. Выкладывать поленья можно в ряд или в виде колодца, оставляя зазоры между ними для проникновения воздуха.
  4. По мере прогорания дров потребуется сделать новую закладку, не дожидаясь затухания предыдущей.

Не следует заполнять дровами топку до самого верха — расстояние между дровами и верхней частью должно быть не менее 20 см. Это убережет дымоход от воздействия пламени.

Значительно упрощают работу котлы длительного горения. Закладка топлива в них осуществляется раз в 6 часов за счет автоматического регулирования тяги и процесса горения. Растапливать такие устройства следует в соответствии с прилагаемой инструкцией.

Критерии выбора

При выборе определенного модели угольного котла для жилого дома следует учесть несколько факторов: тепловую мощность и размер отапливаемой площади, тип горения, тип теплообменного аппарата — чугунный или стальной, энергонезависимость, безопасность, КПД, вес агрегата и его цену.

Прямого длительного горения или пиролизный

Для того чтобы сравнить котлоагрегаты по типу горения: длительного горения или пиролизный, сравнивают основные параметры работы угольных котлов:

  • КПД: Длительного горения — от 75 до 85%, пиролизный — от 85 до 92%.
  • Возможность автономной работы: длительного горения — есть, пиролизный — есть.
  • Энергонезависимость: длительного горения — есть, пиролизный — есть.
  • Допустимая влажность топлива: длительного горения — от 30%, пиролизный — до 15%.
  • Допустимая фракция: длительного горения — до 50 мм, пиролизный — от 25 мм.

Таким образом, сегодня, возможно, сделать основной вывод — наиболее эффективнее сжечь топливо, чем в автоматическом пиролизном твердотопливном котле на угле и дровах, просто не возможно.

Материал теплообменника

Вид материала, из которого изготовлен корпус угольного котлоагрегата – главный фактор, предопределяющий долговечность и ремонтопригодность нагревательной системы:

  • Сталь — сравнительно легкий металл, который способен выдержать перепады по давлению и температуре. К его недостаткам относят подверженность коррозийным процессам и прогоранию в зоне максимальных температур.
  • Чугун — самый долговечный материал, применяются во всех мощных агрегатах. Тем не менее, он плохо выдерживает удары и температурные перепады. Кроме того, в случае образования свищей в стенках, их заварить не получится, как в стальных изделиях.

Современные котлы, используя позитивные качества обоих металлов, выпускаются в стальном корпусе и с чугунной топочной камерой.

Одноконтурный или двухконтурный

Одноконтурный или двухконтурный выпускаются, или только для отопления, как в первом варианте, или, соответственно, для отопления и ГВС — во втором.

При этом двухконтурные котлы работают по принципу, переключения горячих дымовых газов на контур ГВС, при открытии вентиля на смесителе. Угольные агрегаты обладают довольно ярко выраженной низкой инерционностью, поэтому обеспечить регулирование греющей среды между контурами практически возможно только в пиролизных устройствах.

Критерии выбора

Поэтому для многих вариантов угольных котлов, остается предпочтительная схема горячего водоснабжения, организованная через дополнительно установленный бойлер косвенного нагрева. В этом случае существенно повышается эффективность работы системы теплоснабжения, за счет снижения температуры уходящего газа.

Минимально необходимая мощность и отапливаемая площадь

Для того чтобы определить приблизительную тепловую мощность, используют практическую формулу зависимости ее от отапливаемой площади помещения:

Мк = Пд х 0.1 где:

  • Мк — расчетная мощность котла, кВт;
  • Пд — площадь дома, м2.
  • 0.1 — удельный показатель мощности на 1 м2 площади (Вт/м2).

Такой расчёт не учитывает еще много важных параметров дома, например, таких, как уровень теплоизоляции, площадь остекления, конструкция кровли и климатический район проживания.

Данные расчеты являются сложными и могут быть выполнены только специальными проектными организациями или с применением программных комплексов.

Поэтому в быту выполняют приблизительный расчет, который ведется по принципу «от малого к большому» — устанавливают мощность для каждой комнаты отдельно, а затем результат суммируют. Такой подход позволяет также определить количество приборов учета, необходимое для каждого помещения.

Еще одно отличие для угольных котлов в данной методике расчета, которое нужно будет учитывать при подборе оборудования. Мощность по формуле учитывает теплотворность стандартного угля, которая в реальности намного хуже, поэтому делают поправку в размере 20 % для точного определения расхода угля в твердотопливном котле.

Коэффициент полезного действия

КПД — представляет соотношение объема израсходованного топлива к объему тепловой энергии, выработанного угольным котлом. Это самый важный показатель эффективности работы оборудования и использовании топлива.

Он зависит от тепловой схемы и применения инновационных технологий в конструкции котла. В странах ЕС в связи с жесткими требованиями по защите окружающей среды, не допускается установка новых устройств с КПД ниже 90%. Высокотехнологичные конденсатные бытовые котлы сегодня работают с КПД 100-105 %.