Котел на твердом топливе и электричестве: особенности устройства

2 Принцип работы

Схема современных комбинированных котлов на электричестве отличается от устройства обычных твердотопливных агрегатов. Она имеет водяную рубашку и встроенные ТЭНы (тепловые нагреватели), которые и подогревают теплоноситель. Монтируются они в котёл через специальные места под их установку (отверстия). Их греющая часть непосредственно контактирует с жидкостью, а внешняя, от которой выходят провода, подсоединяются к блоку управления. Но в целом конструкция похожа на обычный твердотопливный котёл и включает в себя такие элементы:

  • место под закладку дров (камеру сгорания);
  • водяную рубашку с теплоносителем;
  • топку и зольник с дверцами, который располагается под колосниковой решёткой;
  • обменник тепла (в нём передаётся энергия от горения воде, которая движется в трубках).

Для регулировки интенсивности горения в конструкции предусматриваются механические регуляторы, вентилятор (нагнетатель воздуха) или ручное управление с помощью дверок зольника. Комбинированные отопительные котлы на дровах и электричестве имеют возможность непрерывно работать за счёт автоматического включения ТЭНа после того, как все дрова сгорят. Принцип их работы несложный и выглядит следующим образом:

  1. 1. В камеру сгорания закладываются дрова и поджигаются. Температура воды регулируется с помощью терморегулятора (механического, ручного или вентилятора с датчиком). При этом тепловые электрические нагреватели не работают.
  2. 2. После того как закладка дров сгорит, начинается снижение температуры воды. Когда этот показатель доходит до определённого минимума, срабатывает датчик, и предаётся запрос в блок управления на включение ТЭНов. С этого момента котёл переходит полностью на электричество.
  3. 3. После вмешательства со стороны владельца дома и закладки новой партии дров теплоноситель начинает подогреваться со стороны камеры сгорания, срабатывает датчик, и выключаются ТЭНы.

https://youtube.com/watch?v=G4QwXU_uW6k

Как выбрать

Первый критерий выбора – мощность. Суммарная рассчитывается как 1 кВт на площадь 10 метров квадратных. Поправочный коэффициент – 0,7-2 (в зависимости от географической зоны: чем севернее, тем больше). 25 % на второй контур, 10 % на пиковое напряжение в сети. Это стандартный расчет.

В вашем же случае мощность складывается из двух цифр: электричество и дровяное отопление. Вам нужно определить приоритеты и рассчитать приблизительно, сколько времени котел будет работать на дровах, а сколько на ТЭНах. Выбирать котел с мощностью, сильно превосходящей реальные потребности, тоже не стоит: он сам обойдется дороже и при эксплуатации будут лишние расходы.

Если отопление преимущественно будет дровяным, важен размер топочной камеры. Это вопрос вашего удобства: как часто придется обновлять закладку.

Комбинированные отопительные котлы электричество-дрова могут иметь один или два контура. Выбор зависит от ваших планов: нужно ли ГВС, будет ли теплый пол. Более экономичными считаются котлы со змеевиком, вмонтированным непосредственно в топку.

Габариты и масса. Определите заранее, где будет стоять котел. Получится ли залить для него собственную стяжку. Масса, помимо прочего, зависит от материала теплообменника – чугун или сталь.

Чугунные модели обладают высокой инерцией – дольше греются, дольше остывают. Считаются более долговечными за счет коррозийной устойчивости. Но более хрупкие, чувствительны к резким перепадам температур. Сталь подвержена коррозии, но в температурном отношении устойчивее. И меньше вес.

Колосники бывают керамические, стальные, чугунные, чугунные с керамическим напылением. Жаростойкость чугуна выше, это универсальный вариант для всех видов твердого топлива. Сотовые колосники с напылением оптимальны для насыпного топлива, которому требуется больше кислорода для горения.

Специальный клапан в конструкции обеспечивает бесшумную работу. Наличие встроенного вентилятора увеличит КПД котла и упростит монтажнику устройство вытяжки. Более долговечными считаются модели с верхним расположением вентилятора: нижний быстрее изнашивается из-за пыли, которая попадает в устройство с пола.

Автоматика бывает электронная и механическая (с ручным управлением). Поскольку при наличии ТЭНов (и циркуляционного насоса) котел в любом случае энергозависимый, вряд ли стоит экономить на автоматике.

Лучше использовать электронную, у нее больше функций: автоматизировано практически все, кроме закладки дров. Возможно даже дистанционное управление ТЭНами (что такое Gsm модули для котлов отопления ).

Принцип работы

Следует сказать, что работает подобный котел с очень просто. Тепловой генератор, который работает от электрической сети, просто осуществляет запуск электрического нагревателя. Такие нагреватели в виде трубок начинают нагрев теплового носителя в автоматическом режиме. Такая схема нагрева воды представлена также в так называемых бойлерах. Данный процесс, как правило, является автоматическим и контролируется с помощью специального устройства. Вручную необходимо разве что класть в топку твердое топливо.

Пока тэн осуществляет нагрев воды, необходимо положить в топку дрова и поджечь их. Специальный топочный отсек обычно располагается снизу и осуществляет передачу тепла в тепловой обменник. Когда температура теплового носителя поднимется до определенной отметки, тэн просто-напросто выключается, и дальше тепло генерируется исключительно дровами. В ряде случаев горение дров может достигать отметки в 30 кВт, если говорить о мощности. Хотя обычно показатель стартует от 8 кВт. 30 киловатт, чтобы отопить дом, должно хватить с лихвой.

После прогорания дров ТЭН снова запускается и просто поддерживает температуру на необходимом уровне. Если есть желание, можно осуществлять топку лишь с помощью дров, а тэн использовать исключительно чтобы подстраховаться. Когда дрова закончатся, то лишь при помощи тэна будет идти подача тепла. Но тут также может использоваться принцип «два в одной системе». Речь идет о том, что древесина и электричество применяются одновременно. Это будет довольно удобно ночью, когда нет возможности осуществлять добавление дров в камеру топки на постоянной основе. Обычно используется комбинированный вариант – вечером человек закладывает в топочную древесину, а тэн активируется, чтобы поддерживать тепло. Чтобы было именно так, не следует включать его на полную.

Если же человек больше предпочитает использовать для обогрева электричество, а древесина выполняет функцию запасного варианта, то обслуживать устройство становится еще проще. С помощью автоматики просто выставляем необходимую температуру и все. Ее будет поддерживать тэн и человеку вообще нет необходимости вмешиваться в этот процесс. Если подача электричества прекратится, что возможно, просто кладем древесину в топку и котел начинает работать на этом типе топлива.

Монтаж и условия эксплуатации комбинированных котлов

В отличие от традиционных отопительных агрегатов, котлы использующие комбинацию нескольких видов энергии требуют особых условий монтажа и обслуживания

Особенно важно учитывать эти требования к процессу установки, если работы выполняются своими руками

Для начала следует указать тот факт, что под подобные отопительные агрегаты в частном доме нужно обязательно отвести специальное отдельное помещение. Также, необходимо предусмотреть бетонную подушку под агрегат, обустроить дымоход и систему вентиляции. На нашем сайте можно посмотреть фото и видео установленных котлов в различных домах.

Конструкция типового котла комбинированного типа

Преимущества котлов, работающих на твердом топливе и электричестве

Если сравнивать комбинированное оборудование для отопления загородных домов с традиционными газовыми или простыми твердотопливными котлами, то просто очевидными становятся их преимущества:

  • Доступность и низкая цена топлива. За счет возможности работы на твердом топливе удается обеспечить сжигание практически любых отходов деревообрабатывающей промышленности, себестоимость которых просто копеечная;
  • Универсальность. За счет наличия в конструкции  нагревателей ТЭН можно получать тепло от котла даже в том случае, когда отсутствует возможность применения дров;
  • Экономичность. Древесина и электроэнергия – наиболее доступные в наше время типы топлива, а потому на установке комбинированного котла и отоплении дома можно существенно сэкономить. Особенно актуальна экономия в свете регулярного подорожания газа;
  • Экологическая чистота и отсутствие вредных выбросов у системы обогрева;
  • Наличие систем автоматики и специальных программаторов. Такое оборудование делает возможной работу отопительного оборудования в автоматическом режиме при отсутствии в доме владельцев;

Универсальный древесный продукт для отопительных агрегатов

  • Высокое качество обогрева. Продукция деревообрабатывающей промышленности, как и электричество, выделяют много тепла, а потому нагрев теплоносителя будет производиться максимально быстро и эффективно. Кроме того, отсутствуют значительные потери энергии, так как комбинированное оборудование имеет продуманную конструкцию;
  • Длительность безотказной эксплуатации.

Сильные и слабы стороны

Крупные габариты и сложность выполнения своими руками чертежа твердотопливного котла длительного горения делает благоприятным использование подобных приборов только в крупных коттеджах. Что касается небольших дач, то для них рекомендуется выбирать более экономичные варианты.

Основными достоинствами ТТ котлов длительного горения являются:

  • Высокий КПД (около 95%)
  • Автономность отопления.
  • Экономичность.
  • Надежность и долговечность.
  • Высокая эффективность.
  • Доступность топлива.
  • Экологичность.
  • Широкий выбор топлива (уголь, дрова, опилки, паллеты).

Имеются также недостатки:

  • Большие габариты.
  • Необходимость оборудования отдельной котельной.
  • Сложное устройство котла длительного горения на дровах.
  • Нужда в постоянно обслуживании.

Преимущества самодельных агрегатов:

  1. Дешевизна.
  2. Универсализм в плане используемого топлива.
  3. Возможность последующих доработок с целью увеличения эффективности и добавления мощности.

Сложнее всего – сделать конструкцию цилиндрической: для этого необходимо использовать вальцовочный станок. Если его нет, существует вариант со старыми пропановыми баллонами. Также сгодится любая труба подходящего сечения: толщина металлических стенок должна быть не менее 5 мм. В деревнях привыкли довольствоваться небольшими кирпичными печами, демонстрирующими хорошую эффективность при обогреве одноэтажных домов и дач. Если же требуется отапливать обширный коттедж, то в таком случае потребуется большой запас топлива. Кроме того, не избежать больших перепадов температуры по мере удаления от печи, да и ухаживать за ней намного сложнее, чем за твердотопливным котлом.

Устройство гибридного котла и принцип действия

Главным отличием данной техники является встроенный тэн, в остальном устройство аналогично обычным твердотопливным котлам. Электро-дровяные котлы отопления состоят:

  • корпуса отопительного агрегата;
  • отдельно расположенной топки;
  • теплообменника;
  • канала для отведения дыма и газов;
  • заслонки, позволяющей регулировать тягу;
  • отделения для сбора золы;
  • встроенного электрического тэна.

По своей конструкции, отопитель разделен на три основные части. Это камера, в которой производится сжигание твердого топлива, отделение со встроенным тэном и бака с антифризом или водой. Топочную камеру устраивают внизу корпуса устройства. Сюда производится загрузка дров, производство тепловой энергии. Тепло, выделяемое при горении, нагревает теплоноситель. Он проходит по трубной разводке отопления в радиаторы и обогревает помещение

Над топкой расположена камера с встроенным электротэном. Его включение может производиться в автоматическом режиме или в ручном. Автомат включает подачу энергии на обогреватель, в случае падения температуры воды. Это может произойти при сгорании закладки топлива. Доведя температуру до заданной, устройство отключается.

Такая особенность позволяет полноценно отдохнуть ночью, не подбрасывая дрова в топку. При отсутствии твердого топлива, электрообогрев может работать как основной источник тепла. Такая операция производится вручную.

Устройство теплообменной камеры аналогично для всех типов котлов отопления. К нему подводится труба с холодной, остывшей водой из обратного трубопровода. Проходя по контуру теплообменника, происходит ее нагрев до заданной температуры и по подающей трубе, теплоноситель поступает к батареям или на устройство распределения теплых полов.

При сжигании образуется дым, который выводится через дымоход в атмосферу. При этом в отдельной камере (зольнике) происходит оседание основного количества сажи и золы.

Чем привлекательны котлы на жидком топливе

Главное преимущество котлов, сжигающих солярку, отработку и тяжелое печное топливо, — автономность. Агрегат незаменим, когда отсутствуют остальные энергоносители – дрова, газ и электричество в нужных объемах.

За процессом горения следить не нужно, аппарат работает в автоматическом режиме, пока не закончится солярка. Инсталляция не требует никаких разрешений, но первичный запуск и настройку горелки должен произвести толковый мастер.

На этом плюсы дизельных агрегатов заканчиваются, дальше идут сплошные минусы:

  • дороговизна оборудования и горючего;
  • постоянный запах солярки в котельной;
  • обслуживание – по мере необходимости, которая возникает довольно часто из-за качества топлива;
  • по той же причине надо постоянно чистить дымоход;
  • нужно следить за уровнем дизеля в баке;
  • по весу и размерам агрегат сопоставим с напольным чугунным котлом.


Пример дизельной котельной с двумя источниками тепла. В конце помещения установлены резервуары с горючим и топливные насосы

Если же вам придет в голову топить дом отработанным машинным маслом, прибавьте к списку недостатков грязь в топочной и дополнительно 2—4 квадрата площади под бочки – отстойники.

Системы с двумя котлами

Если необходимо организовать нагрев теплоносителя в закрытой схеме от двух теплогенераторов, используйте принцип параллельного включения. Поясним алгоритм совместной работы двух котлов – электрического и твердотопливного (обвязка показана на рисунке):

  1. Основным источником тепла выступает ТТ-котел, подключенный стандартным способом через трехходовой вентиль. Чтобы потоки не кольцевались в другом направлении, на каждой ветке установлен обратный клапан.
  2. Когда закладка дров прогорает, воздух в доме начинает остывать. Падение температуры фиксирует комнатный термостат и запускает электрокотел с насосом.
  3. Снижение температуры в подающей линии ТТ-котла до 50—55 °C заставляет накладной термостат вырубить циркуляционный насос твердотопливного контура.
  4. После очередной загрузки дров труба подачи нагревается, термодатчик запускает насос и приоритет нагрева возвращается к твердотопливному агрегату. Комнатный терморегулятор больше не включает электрокотел, поскольку температура воздуха не падает.

На выходе электрокотла тоже необходимо поставить группу безопасности, на рисунке она условно не показана

Важный момент. Вышеописанный вариант обвязки можно применять для любой пары котлов. При монтаже настенного отопителя второй насос не ставится.

Два теплогенератора, например, газовый и электрический, легко обвязываются через теплоаккумулятор. Включение и остановку обоих котлов можно организовать различными способами – по температуре воды в баке, по времени через таймер. Обратные клапаны здесь не нужны.

Если необходимо состыковать 2—3 единицы теплосилового оборудования с несколькими отопительными контурами, лучше собрать схему первичных / вторичных колец. Принцип следующий: все источники тепла и потребители со своими насосами присоединяются к общему кольцу из трубы увеличенного диаметра Ø26…40 мм (в зависимости от числа веток). Циркуляцию внутри кольца обеспечивает отдельный насос.

Очередность установки оборудования имеет значение: самый горячий теплоноситель получает водонагреватель, следом идут батареи, в конце — ТП (по ходу течения воды)

В системе с естественным движением теплоносителя два котла тоже объединяются параллельно

Здесь важно выдержать уклоны труб Ø40…50 мм, а также избегать резких поворотов, используя колена под углом 45° либо отводы с больши́м радиусом изгиба

Вода расходится по двум параллельным веткам с котлами. Но заставит ее двигаться самотеком тот агрегат, который включен в данный момент, насос запускается по желанию хозяина

Преимущества и недостатки электрических отопительных котлов

Если сравнивать электрические конструкции с котлами, сжигающими топливо, то нельзя не отметить преимущества первых:

  • простое, надёжное устройство;
  • повышенная безопасность во время эксплуатации;
  • нет необходимости в обустройстве дымоходов;
  • электричество является наиболее доступным типом энергии;
  • установку можно разместить в любом месте, нет необходимости в отдельном помещении;
  • при изготовлении электрокотла требуется намного меньше материалов;
  • владелец получает возможность точно отрегулировать температуру;
  • высокий КПД — до 99%;
  • срок службы отдельных отопительных установок превышает 30 лет;
  • бесшумность и безопасность для окружающей среды;
  • электрические отопительные приборы отлично поддаются автоматизации.

Что же касается недостатков, то на сегодняшний день он один — высокая стоимость электроэнергии. Тем не менее использование электрических силовых установок при отсутствии других вариантов или в качестве резервных источников тепла является не только оправданным, но и экономически обоснованным.

Сравнение параметров электрических отопительных котлов

Напишите комментарий

Adblock
detector