Котлы отопления на твердом топливе: виды твердотопливного оборудования

Автоматические твердотопливные котлы

В продаже имеются автоматические твердотопливные котлы. Правильнее назвать их полуавтоматическими, поскольку котел все таки требует периодически определенных действий от человека, пускай и не каждый день.

С устройством и принципом работы автоматического твердотопливного котла можно познакомиться, если посмотреть этот видеоклип:

https://youtube.com/watch?v=wz5_tLCx1FU

Топливом для автоматического котла могут быть гранулированный уголь фракции 5 — 25 мм. или древесные гранулы — пелеты, а также гранулы из других горючих материалов — торфа и отходов растительного и животного происхождения.

Необходимость использования только гранулированного топлива для сжигания в автоматических котлах, вызывает определенные сложности для хозяев дома. Стоимость такого топлива на рынке заметно выше, чем обычных колотых дров или угля.

В автоматических котлах производители часто предусматривают возможность замены горелки для гранулированного топлива, на другую горелку — для газа или жидкого топлива. Вместо горелки могут устанавливаться колосники. В этом варианте котел превращается в обычный котел на дровах.

Гранулированное топливо обычно продается в мешках. Топливо легко и без пыли загружается в бункер котла. Одной загрузки бункера хватает на 3 — 10 дней работы котла.

После розжига в начале отопительного сезона, горение в автоматическом котле происходит непрерывно. Автоматический котел может работать в двух режимах:

Режим активного горения, при котором мощность котла может быть в диапазоне 10 — 100% от номинальной.
Режим поддержки горения, когда мощность котла выбирается такой, чтобы обеспечить температуру теплоносителя в котловом контуре около 55 град.С. Автоматический контроллер переводит котел в режим поддержки, когда отсутствует отбор тепла из отопительного контура. Такой режим необходим для защиты котла от низкотемпературной коррозии (подробнее см. ниже), а также обеспечивает постоянную готовность котла к возобновлению активного горения.

В процессе работы котла необходимо:

Следить за наполнением бункера и загружать топливо в бункер один раз каждые 3 — 7 дней.
Удалять золу из съемного зольного ящика через каждые 2 — 4 дня.
Один раз в неделю чистить внутренние поверхности котла от отложений специальным инструментом.
Ежегодно, перед началом отопительного сезона, проводить чистку и проверять исправность дымохода котла.

Сравнение с электрическими и газовыми котлами

Многие люди, которые строят дом вдали от города, становятся перед выбором — поставить автономный твердотопливный, газовый или электрокотел.

Для того чтобы сравнить эти варианты между собой, потребуется рассмотреть три важных параметра: стоимость подключения, безопасность обслуживания и экология.

Стоимость подключения. Хотя твердотопливный котел стоит не дешево, но его эксплуатация имеет самые низкие стоимостные показатели среди всех сравниваемых моделей.

Для чего потребуют от собственника проект газоснабжения, выполнения монтажных работ по установке котла и счётчика, а также оплатить за подключение.

Сегодня по скромным оценкам, для подвода газа к дому, выполнения монтажных работ и получения разрешения на эксплуатацию потребуется от 600 тыс. рублей и выше. Намного меньше обойдется монтаж электрокотла, но тоже не дешево.

В большинстве случаев такое подключение потребует изменения мощности питающей электролинии на 380 В. Для этого также потребуются значительные финансовые вливания, на реконструкцию внутридомовых электросетей и согласования с РЭС.

При этом не факт, что поставщик электроэнергии согласится на замену технических условий. Твердотопливный котел не требует никаких согласований, а затраченные средства на приобретение котельного оборудования окупятся уже за 2-3 года, в то время, как подключение к газовой сети и установка новой электролинии не раньше чем через 6-9 лет.

Безопасность обслуживания.

Всем известно, что самыми опасными являются газовые котлы, поскольку при нарушении в эксплуатации и отрыве пламени от горелки может создаваться в доме взрывоопасная смесь.

Электрокотлы представляют опасность из-за возможного возникновения очагов горения в кабельных линиях при перегрузках. Кроме того может произойти взрыв пароводяной смеси в теплообменнике, при нарушении циркуляции теплоносителя.

Любой котел нужно вовремя обслуживать. Источник фото: termo-star.ru

Твердотопливный двухконтурный котел, тоже представляет собой источник пожароопасной ситуации, но реальность ее возникновения намного ниже.

Поскольку все конструктивные узлы котлоагрегата рассчитаны таким образом, что устройство было энергонезависимым. Встроенная автоматика защиты, при нарушении допустимых параметров работы котла, перекрывает подачу воздуха в топку, после чего процесс горения прекращается. Кроме того сегодня паллеты являются самым безопасным топливом.

Экология.

Здесь на первом месте электрокотлы, которые вообще не имеют выбросов в атмосферу, за ними идут твердотопливные двухконтурные котлы длительного горения и завершают список газовые котлы, с самыми большими выбросами СО.

Учитывая все перечисленные особенности рассмотренных видов можно сделать вывод, что наиболее удобным и простым в эксплуатации считается электрический котел, затем идет — газовый агрегат, а твердотопливный уступает им по этим требованиям.

Стоимость базовых вариантов твердотопливных котлов

Твердотопливные котлоагрегаты выпускаются для работы на различных видах топлива. Больше всего применяются древесные породы, пеллеты из прессованной древесной стружки и различные виды угля.

Стоимость котлов от 30 до 200 тысяч рублей. Источник фото: avtokotel.ru

В последнее время с появлением биотоплива из отходов древесного и аграрного производства, многие пользователи, перешли на его сжигание в отопительных котлах. Встречаются модели, которые могут работать на любом из этих видов топлива.

Цена таких модификаций отопительных агрегатов очень сильно зависит от металла топочного пространства — чугун или сталь.

Котлы, работающие на дровах сегодня можно приобрести за 55 тыс. руб. Угольные агрегаты от 40 до 80 тыс. руб. Пеллетные двухконтурные твердотопливные котлы длительного горения самые дорогие от 120 до 200 тыс. руб.

Производители твердотопливных котлов

Что касается производителей котлов, то на отечественном рынке представлено довольно большое их количество, и выделить самый известный или лучший бренд довольно затруднительно. Перечислим лишь основные:

Bosch (Германия).
Buderus (Германия).
“Буржуй-К” (Россия).
ZOTA (Россия).
DAKON (Чехия).
Protherm (Словакия).
Ferroli (Италия).
Дон (Россия).
Viadrus (Чехия).
Stropuva (Литва).

Как видим, производителей действительно много, и определить какой твердотопливный котел лучше, довольно сложно, у каждого есть свои плюсы и минусы. Мы же рассмотрим, по каким критериям следует выбирать оптимально подходящий отопительный котел.

Конструкция

Пиролизный котел состоит из топливной камеры, разделенной на зоны. В одной из них, называемой газогенераторной, происходит разложение топлива на золу и пиролизные газы, в другой — зоне дожига — происходит сгорание этих газов.

Котлы выпускаются двух типов:
с верхней загрузкой, или шахтные;
с нижней загрузкой.

Шахтные котлы верхнего горения

Чтобы преодолеть аэродинамическое сопротивление и стабилизировать тягу, камеру оборудуют дутьевым вентилятором, установленным сверху котла — этот процесс называют «верхним дутьем». Некоторые модели оснащены еще одним вентилятором, подающим струю воздуха прямо в камеру дожига, что повышает эффективность котла. Дым и пар после дожига через дымовой патрубок выводятся в дымоход.

Котлы с нижним горением В этом типе отопительных агрегатов газогенераторная камера находится снизу, а пиролизные газы поднимаются вверх под воздействием тяги. Для устойчивого горения таким котлам необходим дымоход высотой не менее 5 метров.

Применение вентилятора для котлов с нижней загрузкой не обязательно, т.к. воздух подается через заслонку. Эффективность котлов нижнего горения ниже, чем у шахтных, но они не зависят от наличия электроэнергии.

Теплообменник и подключение котла к системе отопления

Рядом с топкой находится теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель системы отопления. Конструкция теплообменника зависит от модели агрегата. Для подачи и отвода воды в систему предусмотрены штуцера. Входной штуцер, через который в котел поступает остывшая в системе отопления вода, находится в нижней части теплообменника. Выходной штуцер — в верхней. В качестве теплоносителя может использоваться вода, лучше дистиллированная, или антифризы.

Газогенераторы длительного горения могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией. При выборе котла необходимо согласовать объемы теплообменника и теплоносителя, необходимого для заполнения системы отопления. Систему оснащают расширительным баком, а для принудительной циркуляции — насосом, который устанавливают непосредственно перед вводом в котел.

Для стабилизации температуры в системе отопления рекомендуется установить также теплоаккумулятор — накопительный бак, который будет промежуточным звеном между котлом и отопительными приборами. При этом, во время перерывов в топке котла, система не будет остывать более, чем на 10-15 градусов. Вода на входе в теплообменник должна иметь определенную производителем температуру, обычно — 60 градусов Цельсия. Для поддержания этой температуры системы оснащают трубой для подмеса горячей воды. В системах с принудительной циркуляцией на случай внезапного отключения электричества также нужно предусмотреть байпас для обхода циркуляционного насоса.

Ряд моделей пиролизных газогенераторов помимо отопления могут быть подключены также к контуру ГВС, такие котлы называются двухконтурными. Удобно, если допускается эксплуатация агрегата при отключенной системе отопления, только для нагрева воды, что позволит использовать его летом. Обычно такие модели комплектуются дополнительно ТЭНами, встроенными в теплообменник.

Материал корпуса

Твердотопливные котлы длительного горения обычно имеют корпус из стали толщиной от 3 до 8 мм.

Но некоторые производители предлагают котлы из чугуна, которые имеют ряд преимуществ:
чугун имеет повышенную коррозионную стойкость по сравнению со сталью, чугунным котлам не страшна низкотемпературная коррозия;
чугунные котлы с кованным теплообменником не имеют сварных швов, в которых чаще всего начинается разрушение стали;
более толстые стенки чугунных агрегатов не подвержены прогоранию и деформации;
благодаря большей толщине они дольше не остывают, что позволяет поддержать температуру в системе во время перерыва на чистку котла.

Недостатки у чугунных моделей тоже есть:
они значительно тяжелее, в 2-2,5 раза;
цена выше, чем у стальных, примерно на 50-70%.

Требования к топливу

Большинство современных моделей пиролизных котлов оснащены автоматическим регулированием режима горения. Длительность горения зависит от вида топлива. Как правило, при топке сухими дровами газогенератор может работать на одной загрузке до 12 часов, а на угле — около суток. Использование опила, стружки, отходов деревообработки несколько снижает время горения без дозагрузки.

Дрова должны быть сухими, с влажностью не более 16%. При использовании пеллет или брикетов такая влажность гарантирована производителем, дрова необходимо сушить в тени не менее года.

Основные разновидности

Тип оборудования для обогрева определяет его эксплуатационные свойства, параметры, требования к техобслуживанию. От конструктивного исполнения зависят габариты, область применения техники.

Классический дровяной для отопления частного дома

Наиболее распространенный вариант, отличающийся простотой конструкции, энергонезависимостью, способностью работать со всеми видами горючего. Для терморегуляции задействуются механический привод и заслонка.

Классический дровяной котел отличается простотой конструкции.

С дополнительной тягой

Для более полного сгорания топлива предусматривается принудительная подача воздуха в топку или оснащение агрегата дымососом (вытяжкой для продуктов сгорания, усиливающей тягу). Это увеличивает производительность, снижает расход горючего.

Пиролизный

Газогенераторные модели имеют 2 камеры сгорания: для твердого топлива и выделяемого на первом этапе горючего газа. Такое исполнение обеспечивает экологичность, энергоэффективность установки, повышает ее КПД до 95%. Можно использовать топливо любой фракции при условии контроля его влажности.

Пиролизный котел имеет 2 камеры сгорания.

Длительного горения

Оборудование оснащено колосниками с водяным охлаждением, системой удаления дыма с конвекционными каналами, блоком управления и вентилятором для подачи воздуха. Котлы отличаются 90‑95%-ным КПД, временем автономной работы до 48 часов, отсутствием сложной электроники, что повышает надежность агрегатов.

Автоматический

Подача топлива автоматизирована, выполняется при помощи шнекового конвейера или пневматического транспортера из внешнего бункера, в котором оно хранится в большом объеме. Применяется сложная электроника, контролирующая температуру теплоносителя. Доступна функция дистанционного управления.

Автоматический котел — один из самых удобных агрегатов в использовании.

Особенности конструкции

https://youtube.com/watch?v=Lkhm4z4sF7c

Пиролизные котлы — один из видов твердотопливных котлов, который в последнее время пользуется повышенным спросом из-за постоянно растущих цен на газ и электроэнергию, их еще называют — газогенераторные котлы.

Основным топливом для пиролизного твердотопливного котла является:

древесина;
брикеты;
щепа;
древесные отходы.

Очень редко в качестве топлива используется каменный уголь или кокс. Пиролизные котлы комфортны в эксплуатации, отличаются надежностью и большим сроком эксплуатации. Прежде чем купить пиролизный котел нужно изучить возможность выполнения строгих требований по качеству используемого топлива.

В подавляющем большинстве разрешается применять древесину, влажностью не более 20 %. При использовании древесины с большим количеством влаги резко снижается эффективность.

Пиролизный котел работает по принципу сухой перегонки топлива.

При недостатке кислорода, под воздействием высокой температуры, сухая древесина разлагается на твердый остаток и летучую часть (пиролизный газ, который впоследствии смешивается с горячим воздухом).

Эта воздушно-газовая смесь, которая образовалась в процессе пиролиза, является топливом пиролизного котла. Процесс пиролизного сжигания является экзотермическим (сопровождается выделением теплоты).

Происходит он при температурах от 200 до 800 оС и обеспечивает подогрев поступающего в камеру сжигания воздуха. При этом происходит прогрев и подсушивание топлива в камере агрегата, за счет чего минимизируется выход сажи и золы.

Для пиролизного или газогенераторного котла характерным является более высокий КПД по сравнению с традиционной твердотопливной техникой.

При сжигании качественного топлива, КПД пиролизного котла находится на уровне пеллетных котлов и котлов длительного горения и достигает 90 %.

Пиролизные твердотопливные котлы используются как в частных домах и квартирах, так и для отопления производственных помещений.

Пиролизные котлы являются весьма рентабельным видом отопительной техники. Достаточно высокая цена на пиролизный котел покрывается за счет низкого потребления топлива.

В обычном твердотопливном агрегате длительного горения теплоноситель нагревается от тепла, выделяемого при горении топлива, то пиролизные котлы работают по-другому принципу.

При сжигании органического топлива (дров, пеллет, дровяных брикетов и даже угля) при температуре 400-800°С выделяется газ, сжигая который, можно получить намного больше тепла, чем при сжигании топлива.

Процесс газообразования из твердого топлива и последующее сжигание полученного газа называется пиролизом, а агрегаты, использующие такой принцип работы, называются пиролизными, или газогенераторными котлами.

В пиролизном котле присутствуют две камеры, и в обеих осуществляется горение:

Камера сгорания – сжигаются (обугливаются) дрова или другое топливо.
Камера дожига – сжигается газ, выделяемый топливом.

В камере сгорания располагается и поджигается топливо. В зону горения подается первичный воздух. При прогреве топлива до определенной температуры начинается газовыделение.

При помощи дымососа газ, вместе с вторичным воздухом, засасывается в камеру дожига (она расположена ниже уровня топлива) и сгорает там, выделяя тепло.

Продукты горения попадают в дымовой тракт (газоход) и поступают в дымоход, проходя через водяную рубашку агрегата и нагревая теплоноситель.

В результате, дрова превращаются в древесный уголь, сгорая практически полностью, а дым очищается от неприятных запахов и угарного газа.

Факторы выбора котла на твердом топливе

Площадь обогреваемого здания. Ключевой параметр. От её величины напрямую зависит требуемая мощность котла, а в ряде случаев и выбор топлива. Высота потолков в доме. Она также важна для определения мощности. Показатели теплопотери в помещении. На них влияют материалы и толщина стен, количество и размер окон, дверных проемов. Предельно низкая зимняя температура в регионе

Берутся во внимание самые холодные дни зимы и на основе крайних показателей температуры ниже нуля, подбирается модель и мощность устройства

Автоматическая подача. Здесь дополнением к самому устройству котла идет бункер. В него загружается топливо для длительной, беспрерывной работы. Одной полной загрузки такого бункера обычно хватает на 3-5 суток. Такую систему рационально устанавливать в большой дом или же предприятия. Кроме отсутствия необходимости частой ручной загрузки, плюсами такой технологии являются экономия материалов в перспективе и постоянная мощность на протяжении всего времени работы.
Ручная загрузка. Хороший котел на твердом топливе, но в нем топливо нужно подавать самостоятельно. Работать такие системы могут на всех перечисленных вариантах топлива, а меньшие габариты и низкая стоимость такого котла в сравнении с автоматизированным, делает его лучшим твердотопливным котлом для частного дома с малой и средней площадью.

Кроме описанных характеристик, имеют значения и материалы, из которых изготовлен котел,

Топливо

Основные виды топлива уже были упомянуты выше, однако стоит привести расширенный список:

антрацит;

Модификация котла, функционирующего на антраците

торф;
брикеты;
дрова;
пеллеты;
кокс;
прочие варианты.

Варианты топлива для котла

Этот параметр выбирается с учетом региона эксплуатации прибора, уровня необходимой мощности и КПД, особенностей хранения твердого топлива и прочих нюансов отопления дома.

Котел на твердом топливе

Угольные котлы являются самыми востребованными твердотопливными приборами в отдаленных уголках страны, где нет поставок газа. Они подходят для тех случаев, когда негде хранить дрова, но нужно обеспечить высокую мощность. Это универсальное, недорогое твердотопливное оборудование с автономным функционированием.

Твердотопливный котел на угле

Пеллетные и дровяные котлы – высокая мощность и эффективность, при этом сохраняется экономичность. Их можно устанавливать в любом здании: от частного дома до небольшой котельной. Стоимость такого топлива остается одной из самых доступных. При этом обеспечивается высокий КПД – до 90%. Обеспечивается длительное горение дров, полное их сгорание. Возможен монтаж загрузочного бункера.

Пиролизный котел

Пиролизные приборы позволяют сжигать биологическое топливо. Это могут быть различные сельскохозяйственные, древесные отходы, при сгорании которых образуется газ, обеспечивающий высокоэффективную теплопередачу и длительность горения. Сохраняется высокий КПД – до 92%. Пиролизные устройства обеспечивают полное сгорание топлива. Мощность может изменяться в широких границах. Поскольку пиролизное твердотопливное оборудование оснащается нагнетающими вентиляторами, предъявляются невысокие требования к дымоходу.

Тем не менее, такие отопительные устройства стоят довольно дорого, требуют определенной влажности твердого топлива и температуры воды. Это может усложнять отопление дома, выдвигать определенные требования к хранению дров.

По типу горения оборудование делится на виды:

длительного сгорания;
с естественной или дополнительной тягой;
пиролизные.

Также они делятся на котлы:

обычного горения;
пиролизные виды.

Котлы отопления на твердом топливе: основные виды и критерии выбора лучшего агрегата

Автоматические твердотопливные котлы

Рекомендации по выбору котла на твердом топливе

Используемое топливо

Устройство конструкции

Мощность

Габариты и вес прибора

Количество контуров

Дополнительные функции