Содержание:
Какие виды твердотопливных котлов существуют
Современный рынок предлагает множество вариантов котлов отопления для дома. Перед тем, как покупать оборудование, стоит внимательно изучить особенности каждого из них. Основные отличия касаются топлива, используемого в котле, материала, из которого он изготовлен, а также технологии сгорания топлива, применяемой в устройстве.
- Традиционный агрегат из чугуна или стали. По внешнему виду, конструкции топки и дымохода и по принципу действия такие приборы похожи на обычные печи. Работают они, как правило, на дровах или угле. Это вариант считается максимально простым и надежным. В нем не используются сложные электронные устройства, что делает стоимость агрегатов достаточно невысокой. Кроме того, автоматика нередко становится самым уязвимым местом: в традиционных котлах он просто отсутствует. Температура теплоносителя регулируется с помощью механического регулятора. Такие котлы работают без сбоев долгое время.
- Пиролизный (газогенераторный) котел. Такой агрегат способен работать на небольшом количестве топлива и при этом обладает высоким КПД. Он производит столько же тепловой энергии, как и традиционный аппарат, однако топлива на это тратится значительно меньше. В пиролизном котле процесс сгорания топлива проходит в три этапа: сначала оно высушивается, затем горючие материалы синтезируются до состояния газа, а потом сгорают, выделяя тепло. В процессе синтеза используется около 85% горючего. Свежий воздух подается в топку при помощи вентилятора. Интенсивность горения повышается за счет подачи вторичного воздуха, который уже был перед этим разогрет.
- Устройства длительного горения. Такие котлы работают на дровах или угле. Их основная особенность — минимум требований к обслуживанию. В то же время они достаточно эффективны, что становится благодаря использованию определенного способа горения топлива. В камере сгорания такого котла нет открытого пламени, а тепло производится за счет того, что топливный слой тлеет.
- Котлы отопления на пеллетах. Здесь в виде топлива используются пеллеты — небольшие гранулы, которые делают из отходов деревообрабатывающего производства. Такие решения подходят для регионов, где хорошо развита деревообрабатывающая промышленность. Горючий материал подается в камеру сгорания автоматически.
Современный универсальный одноконтурный твердотопливный котёл «Купер ОК-9». Это пример компактного оборудования для установки в любые помещения с площадью до 90 м2
Сравнительный анализ
Технические параметры твердотопливных котлов
Итак, на что же стоит обращать внимание если вы решили выбрать самый лучший твердотопливный котел:
- Вид топлива. Разные модели могут потреблять один или несколько видов топлива. Для использования подойдут дрова, уголь, брикеты торфа, опилки, пеллеты, солома или переработанные отходы.
- Мощность. Ее необходимо рассчитать таким образом, чтобы хватало на отопление всей площади дома и вспомогательных помещений.
- Объем камеры сгорания. Это один из основных показателей, влияющих на производительность агрегата, частоту топливных загрузок.
- Автоматизация. Наличие такого механизма позволяет освободить хозяев от постоянного наблюдения за котлом.
- Безопасность. Основные элементы, необходимые в любом котле — сигнализация и функция автоотключения в случае сбоя в работе.
- Необходимость в доступе к электричеству. Некоторые модели отопительных приборов просто не способны работать без доступа к электричеству. Но большая часть котлов все же могут осуществлять обогрев полностью автономно.
- Полезный коэффициент. этот показатель рассчитывается как соотношение между фактической мощностью прибора и теплоемкостью используемого топлива. Чем выше КПД, тем меньше топлива потребуется для выработки одной единицы тепла.
- Время работы на одной загрузке. Невозможность управления процессом делает период горения топлива очень коротким. Вам вряд ли понравится котел, в который нужно подбрасывать топливо каждые 4–5 часов. Современные модели могут работать на одной загрузке по несколько суток.
- Простота обслуживания. Даже самый замечательный котел нужно очищать от сажи и золы, продувать и загружать новую порцию топлива. Чем проще обустроены все эти процессы, тем больше будет доволен владелец.
- Стоимость. Котлы для отопления дома не то оборудование, на котором стоит экономить. В данном случае не стоит выбирать отопительный прибор, ориентируясь только на низкую цену. Технические характеристики дешевых котлов чаще всего далеки от идеальных.
Только комплексно подойдя к изучению всех основных параметров, мы можем выбрать для себя лучший твердотопливный котел длительного горения в 2019 году.
Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены
Stropuva S15U
Известная литовская модель мощностью 15 кВт, по сути один из лучших котлов верхнего горения для отопления частного дома. Модель S15U, в отличие от обычной S15, – универсальная, т.е. способна работать на дровах, угле, торфе, пеллетах. Производитель рекомендует использовать в качестве топлива каменный уголь. На практике, при полной загрузке (217 л) качественным каменным углем длительность горения может достигать 7 суток. КПД, в зависимости от используемого топлива, – 85-90%.
При топке дровами котел имеет существенные недостатки: высокие требования к сухости дров и высокий уровень образования на стенках топки дегтя. Также недостатком является огромный вес – 205 кг. В остальном согласно практике монтажа и отзывам владельцев, котел беспроблемно работает уже на протяжении более 7 лет.
Стоимость: 81 500–101 770 рублей.
LIEPSNELE L20U
Еще одна универсальная литовская модель мощностью 20 кВт, отличный аналог Стропувы – превосходящий ее по характеристикам, но и более дорогой. Отличается модель одной из самых объемных на рынке камер сгорания – 320 л, а также высоким КПД – до 91%. Теплообменник чугунный, в стальном корпусе.
Котел известен своей надежностью, качеством используемых сплавов и сборкой, а также абсолютной «всеядностью»: можно сжигать дрова, опилки, стружка, пеллеты, уголь или даже торф. Однако стоит помнить о длительности горения каждого из видов топлива. Наиболее длительное горения достигается при сжигании каменного угля: вплоть до 7 суток.
Единственным недостатком является довольно низкое допустимое давление в водяном контуре – 1,5 бар. Поэтому котел нельзя использовать в закрытых системах отопления больших домов, где давление в контуре часто в пределах 1,7-2,5 бар.
Стоимость: 110 000-125 000 руб.
Galmet TOP-20
Польский универсальный котел верхнего горения стандартной компоновки мощностью 20 кВт. Отличается максимальной автоматизацией работы: уже в базовой комплектации предусмотрен умный PID-контроллер (автоматика), вентилятор, нагнетающий в топку воздух, возможность подключения внешнего термостата. В зависимости от комплектации, также оснащается погодозависимой автоматикой (уличный датчик). Также модель отличается наличием качественной теплоизоляции, которая минимизирует теплопотери через корпус котла.
Тем не менее, несмотря на качество материалов и умную автоматику, в отличие от шахтных вертикальных котлов, имеет более низкий КПД – 87%. Теплообменник в отличие от предыдущих моделей – стальной, хотя и с толстыми стенками (6 мм против стандартных 4 мм в других моделях), что в теории продлевает срок службы до 15 и более лет.
Стоимость: 89 000-90 900 руб.
НЕДЕЛЬКА КО-60
Известная модель российского производства большой мощности (60 кВт). Название модели говорит за себя – длительность горения на одной закладке угля – до 7 суток, при объеме топочной камеры 160 л.
КПД при использовании качественных сортов угля достигает 92%. В качестве топлива можно использовать и дрова, торф, пеллеты. Теплообменник и корпус котла изготовлены из крайне толстой печной стали, что отразилось и на весе в 420 кг. Несмотря на огромную теплопроизводительность, котел рационально использовать при отапливаемой площади не более 200-250 м2. При большей площади достигнуть длительности горения в 7 суток невозможно.
Существенным недостатком является крайне высокая цена, сравнимая с более качественными по сплавам и, сборке и конструкции зарубежными моделям. Тем не менее, котел представляет отличную альтернативу.
Стоимость: 130 000 руб.
Разновидности твердотопливных котлов
Несмотря на то, что принцип дожигания пиролизных газов лежит в основе всех агрегатов длительного горения, их конструктивные особенности могут существенно различаться. Большинство производителей предлагают универсальные системы, способные работать на любом твердом топливе. В настоящее время существует несколько наиболее распространенных модификаций твердотопливных котлов.
Котлы длительного горения с принудительной подачей воздуха оснащаются специальным вентилятором, число оборотов которого регулируется электронным блоком управления. Чаще всего, такие установки имеют верхнюю загрузку, а окончательное сжигание производится в нижней камере, изготовленной из шамота или жаростойкого керамобетона.
Расположение и форма камеры для сжигания пиролизных газов у различных моделей твердотопливных котлов могут отличаться. Так, установки «Gefest – profi» имеют лабиринтную камеру дожигания, расположенную позади отделения предварительного горения.
Энергонезависимые пиролизные котлы с естественной тягой. Такой агрегат может работать автономно, независимо от наличия электроэнергии. Такая конструкция отличается простотой и надежностью, кроме этого может работать на любом топливе.
В нижней камере обеспечиваются условия для непрерывного тления топлива. Нагретые газы поднимаются в верхнюю полость, где вступают в реакцию с предварительно подогретым воздухом. В результате этого взаимодействия происходит сгорание углеводородных соединений с выделением большого количества тепловой энергии.
Твердотопливный котел с вертикальным горением топлива. Такой принцип применен в изделиях торговой марки «Stropuva». Основной особенностью является то, что горение происходит только в верхнем слое загруженного горючего материала, что обеспечивает минимальный расход топлива при максимальной длительности сгорания.
После загрузки и перехода в режим слабого горения, интенсивность которого регулируется специальной заслонкой, продукты пиролиза поднимаются в верхнюю камеру и окончательно сгорают.
Установки с автоматической подачей топлива. В таких котлах длительность горения увеличивается за счет равномерной подачи топлива в зону предварительного сгорания с помощью шнекового конвейера. Чаще всего, в качестве топлива применяют уголь, однако существуют модели и для других видов топлива.
Что касается использования дров или угля в различных модификациях твердотопливных котлов, то можно сказать, что они могут иметь различные конструктивные особенности, связанные с конфигурацией и свойствами сжигаемых материалов. Несмотря на это, принцип работы, основанный на использовании пиролизных углеводородов остается неизменным.
Сравнительный анализ
Топливо для пиролизного котла
Твердотопливные пиролизные котлы практически всеядны. В качестве топлива можно использовать разнообразные виды твердого топлива: начиная от обычных дров и заканчивая торфом.
Исходя из этого, топить котел можно любым видом твердого топлива, но все же каждый вид отличается присущими только ему качествами и свойствами, поэтому будет отличаться и работа котла.
Следовательно, выбор топлива является очень важным процессом.
Использование обычных дров.
Дрова для твердотопливных пиролизных котлов должны быть обязательно сухими (допускается использование дров с влажностью не более 20%). От сухости зависит теплоотдача котла.
Загружая поленья в топку, размещать их нужно плотно друг к другу, а вверху следует оставлять свободное пространство не менее 20 см. Стоит отметить, что можно использовать и неколотые дрова.
При первой загрузке необходимо использовать приблизительно половину порции дров, остальные помещаются по мере прогорания в котле. Сгорают дрова неравномерно – их необходимо все время аккуратно раскладывать по поверхности топки, при этом не допускать охлаждения твердотопливного пиролизного котла.
Минусом использования дров есть то, что топку этим видом топлива невозможно автоматизировать. Плюсом же есть тот факт, что это очень экологичный способ отопления помещения.
-
Использование торфа.
При использовании торфа в качестве топлива для твердотопливного пиролизного котла необходимо придерживаться определенных правил. Во-первых, топливник должен всегда быть очищен от золы, а во-вторых, поддувальная дверца должна быть закрытой.
Торф следует выкладывать на колосниковую решетку. На этот слой для лучшей растопки можно положить немного дров и прикрыть все это еще одним слоем торфа. Затем открыть задвижку дымоотвода и приступать к растопке.
Во время работы твердотопливного отопительного оборудования необходимо следить за тем, чтобы торф всегда лежал равномерным слоем. Такое расположение торфа обеспечит максимальную теплоотдачу.
Использование угля.
Чтобы получить наилучший уровень тепла с помощью угля в качестве топливо, необходимо использовать специальный топливник – шахту с колосниковой решеткой и вертикальными стенками.
Топливник должен быть достаточно высоким, расстояние между сводом и решеткой должно быть минимум 50 см. Топочные и поддувальные дверцы должны быть сделаны из чугуна, оптимальное расстояние между дверцами – 21 см.
Кроме того, дверцы рекомендуется строго герметизировать. Следует помнить, что при использовании угля новую порцию топлива стоит подбрасывать только тогда, когда первая хорошо разгорелась. При этом нужно постоянно поддерживать равномерный слой и не допускать прогорания угля до решетки.
Использование топливных брикетов.
Сегодня топливные брикеты – это самое оптимальное средство для топки твердотопливных пиролизных котлов. Можно использовать как угольные, так и торфяные брикеты.
Благодаря использованию брикетов, Вы получите высокую теплотворность, ровный процесс горения (не нужно вмешиваться в сам процесс горения и поправлять слои), высокую плотность горящего слоя, небольшое количество пламени и минимальное количество дыма.
Также преимуществом есть сгорание брикета без остатка и удобство фасовки брикетов. Топку твердотопливного пиролизного котла ведут до полного сгорания топливных брикетов. Если же остаются несгоревшие брикеты, их используют вторично.
Размеры стандартной топки котла регламентируют размеры используемого топлива (габариты дров или брикетов). Как правило, для топлива в газогенераторных котлах используются поленья длиной » 400 мм, и диаметром до 200 мм. Размер топливных брикетов – 300х30.
Вместе с дровами или брикетами можно в качестве топлива использовать и опилки. Но брать их следует не больше трети от основной части топлива по объему.
Инструкция по эксплуатации предусматривает, что влажность топлива не должна быть выше 45%. Чем меньше влажность древесины, тем больше мощность котла и тем дольше он сможет проработать без ремонта.
Например, килограмм древесины 20% влажности при сгорании дает тепла эквивалентного 4 кВт-ч, а дрова 50% влажности – всего 2 кВт-ч. Кроме того, что при увеличении содержания влаги в топливе, снижается удельная теплота сгорания, значительно увеличивается расход топлива.
Устройство твердотопливного котла в классической комплектации
Котел в классическом исполнении, твердотопливный чугунный представляет собой сложный механизм, в котором каждый элемент имеет свое назначение и выполняет определенные функции. Высокая прочность конструкции, надежность соединений отдельных элементов конструкции, обеспечивают безопасную эксплуатацию агрегата.
Число секций в чугунных котлах на твердом топливе всегда фиксированное. На рисунке схеме показано устройство чугунного котла, расположение основных элементов конструкции. Основными компонентами чугунного котла являются:
- секции;
- патрубок (выходное отверстие дымохода);
- ниппели;
- топочная камера с дверцей;
- зольный лоток;
- вентиляторы.
Практически все детали и узлы конструкции взаимозаменяемы, что делает чугунный котел очень удобным и практичным в обслуживании. Отсутствие сложных конструктивных изделий и приспособлений упрощает эксплуатацию котла в бытовых условиях. Конструкция котла проста и понятна даже не посвященному в котельное оборудование обывателю.
Что касается механизма управления, здесь ситуация неоднозначная. Чугунные котлы на угле или на другом органическом топливе имеют в большинстве случаев механическую систему управления. Главный механизм регулировки — , на который возлагается задача контроля над снижением или повышением температуры нагрева теплоносителя. Современные устройства, выпускаемые в основном зарубежными компаниями, комплектуются контроллерами и дутьевыми вентиляторами
Такие приспособления незначительно отражаются на способности котла поддаваться регулировки, однако, за счет дополнительной оснастки растет КПД котла. Топочная камера и чугунные секции не прихотливы к качеству топлива. В отличие от пиролизных котлов, где требуется сухое (максимум 20% влажности) топливо, чугунные котлы длительного горения справляются с любым видом топлива, в любом состоянии.
Особенности приборов
Длительное горение обеспечивается объёмным резервуаром для размещения дров, а также методом двухэтапного сжигания топлива.
Принцип действия прибора:
- В топку загружают дрова или другое твёрдое горючее. Резервуар заполняют полностью, оставляя небольшое пространство с мелкой щепой и ветками только у самого окна для облегчения розжига.
- С использованием бумаги или лучины поджигают закладку. На этом этапе в камеру поступает достаточно воздуха для начала интенсивного горения.
- Когда горючее занимается, поступление воздуха в резервуар снижается до минимума. Такой приём приводит к переходу от горения к тлению материала.
- Во время термического разложения дерево выделяет большое количество газов с повышенным потенциалом энергии (процесс пиролиза).
- В стандартных печах пиролизные газы устремляются в дымоход, а в устройствах длительного горения они переходят в отсек дожига. Там под влиянием кислорода и высокого нагрева они воспламеняются, полностью выгорая. Этот процесс сопровождается выделением большого количества тепла.
В процессе работы котла твёрдое горючее перерабатывается в мелкую золу, а газ догорает в резервуаре дожига, что позволяет максимально уменьшить вредные выбросы и отходы.
Что собой представляют чугунные твердотопливные котлы
Традиционный чугунный твердотопливный Attack FD.
Главным отличающимся свойством чугунных моделей является устойчивость чугуна к коррозии. Стальные теплообменники имеют не столь толстые стенки, ресурс которых попросту ограничен физическими свойствами металла. Уже спустя 12-15 лет металл разрушается и теплообменник протекает. Незначительно улучшить ситуацию можно лишь используя очищенный и умягченный теплоноситель.
Чугунные теплообменники имеют более толстые стенки, а металл не поддается коррозии, спустя много лет он может лишь слегка покрыться ржавой коркой снаружи. Поэтому срок их службы при использовании любого теплоносителя свыше 30 лет.
Лишь легкая ржавчина внутри секций чугунного теплообменника спустя более 7 лет эксплуатации.
Однако существует и множество известных недостатков: прежде всего – хрупкость
Транспортировать и устанавливать чугунные котлоагрегаты необходимо с особой осторожность, даже не столь сильные механические повреждения могут привести к трещинам или разрушению секций. Усугубляет ситуацию огромный вес таких моделей – в среднем 150-220 кг, версии мощностью 40 и более кВт могут весить свыше 300 и даже 400 кг
Чугунный теплообменник состоит из прочно соединенных между собой секций. Мощность котла зависит от к-ва секций. В отличие от цельного стального, поврежденную секцию чугунного теплообменника можно легко заменить.
Также хрупкость проявляется и в чувствительности к резкому перепаду температур, например, большой разнице между подающей и обратной линиями. Помимо тщательного слежения за разницей температур, решить проблему можно установкой четырёхходового смесительного клапана, через который в обратную линию подмешивается определенный объем нагретого теплоносителя с подачи. Чтобы нивелировать вышеописанные недостатки, некоторые ведущие производители изготавливают теплообменник из более совершенных сплавов, например, из сплавов серого чугуна. Однако стоимость таких моделей на 20-50% выше.
Преимуществом и в то же время недостатком чугунных теплообменников является их высокая инертность. Чугун дольше нагревается, но и существенно дольше продолжает отдавать тепловую энергию теплоносителю. Однако точно настроить работу котла или быстро изменить желаемый уровень температуры при этом невозможно.
Существуют как одноконтурные, предназначенные только для отопления, так и двухконтурные модели, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения дома. Мощность бытовых чугунных котлов варьируется в пределах 8-120 кВт.
Котлоагрегаты длительного горения
Отдельно стоит выделить долгоиграющие модели, в которых длительность горения одной загрузки составляет 2-5 суток. Достигают такого результата за счет увеличения объема топки и более экономичного принципа горения сверху-вниз.
Подводим итоги
Твердотопливные приборы устойчиво занимают одну из потребительских ниш среди отопительной техники. Широкие технологические возможности, которыми обладают новые модели, вывели обогревательные приборы, изготовленные из чугуна на новый уровень.
Сегодня агрегаты из чугуна на твердом топливе становятся обязательным атрибутом загородного дома. Всеядность отопительных приборов в плане топлива, неприхотливость в обслуживании, простота конструкции, делают эти устройства конкурентоспособными товарами на рынке нагревательного оборудования. Высокая стоимость изделий не должна смущать потребителя. Вложенные средства окупятся сполна, учитывая сроки эксплуатации котельного оборудования.
Дата: 25 сентября 2020
