Правила эксплуатации твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром

В России остается немало районов, куда не проведен газопровод. В таких условиях в качестве источника тепла для дома с несколькими комнатами рекомендуют приобрести котел твердотопливный длительного горения с водяным контуром. Этот прибор долго работает без участия человека, избавляя владельца от необходимости постоянно выполнять функции кочегара.

Котел твердотопливный длительного горения долго работает без участия человека.

Особенности твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром

В данную группу входит несколько видов теплогенераторов с различной конструкцией. Некоторые черты являются общими для всех.

Принцип действия

Котловой бак прибора посредством 2 патрубков подсоединяют к системе отопления, в которой циркулирует рабочая среда.

Продление работы на 1 закладке достигается одним из методов либо их сочетанием:

• увеличением объема топки;
• применением нетрадиционного способа сжигания;
• автоматизацией подачи горючего.

Мощность тепловыделения регулируют с помощью воздушной заслонки. От ее положения зависит количество поступающего в топку кислорода.

Устройство

Основными элементами приборов являются:

1. Корпус.
2. Камера сгорания (топка) с дымоотводящим патрубком и колосниковой решеткой, на которую кладут дрова, уголь и т.д.
3. Ящик для золы (расположен ниже).
4. Теплообменник (котловой бак, гидро- или водяная рубашка) в оболочке из минеральной ваты.
5. Система автоматики.

Устройство котла длительного горения.

У каждой разновидности есть свои дополнительные элементы, например распределитель воздуха, шнековый питатель и т.д.

Гидрорубашка охватывает топку с 4 сторон, а у некоторых моделей еще и снизу. Минеральная вата служит теплоизолятором.

В корпусе имеются дверцы для доступа в топку и зольник.

Преимущества

Достоинствами отопителей этого вида являются:

1. Продолжительная работа без участия человека. В некоторые модели топливо загружают раз в неделю и даже реже.
2. Высокий КПД. Может достигать 94%, тогда как у традиционных котлов этот показатель не превышает 75%.
3. Способность обогреть большой дом с несколькими комнатами (при наличии отопительного контура). Прибор без котлового бака поддерживает тепло только в помещении, в котором он установлен.
4. Безопасность. В отличие от газа, дрова и уголь не взрываются.
5. Автономность. Топливо находится на месте, поэтому прибор не зависит от централизованной сети; некоторые модели не нуждаются и в электричестве.
6. Простая установка. Не нужны проект, регистрация в газовом хозяйстве и вызов специалистов для подключения.
7. Низкая стоимость и распространенность топлива. Жители богатых лесами районов могут раздобыть его бесплатно.

Классификация котлов

Приборы делятся на группы по нескольким признакам. Знание классификации поможет покупателю выбрать наиболее подходящую для себя модель.

По способу сжигания топлива

Используют 3 вида горения:

1. Традиционное, часто именуемое прямым или нижним. Топливо сжигается как в простой буржуйке. Продолжительность работы достигается за счет его автоматической подачи.
2. Верхнее. Розжиг осуществляют со стороны загрузочного люка. Вниз пламя движется медленнее, чем при традиционном горении.
3. Пиролизное. В условиях нагрева и ограниченной подачи кислорода молекулы твердого топлива (биополимеры) распадаются на водород, метан и другие горючие газы. Те поступают в соседнюю камеру, смешиваются с воздухом и сжигаются.

Традиционный вид горения называется нижним.

По материалу изготовления

Есть 2 вида котлов:

• стальные;
• чугунные.

Первые имеют следующие преимущества:

• низкую стоимость;
• невосприимчивость к резким перепадам температур (материал пластичен);
• небольшой вес;
• возможность ремонта с помощью электросварки.

Есть у таких котлов и недостатки. Основными из них являются:

• наличие у теплообменника слабых мест в виде сварных швов;
• подверженность коррозии.

Стальные котлы невосприимчивы к резким перепадам температур.

Они уступают чугунным в надежности и долговечности. Те, наоборот, прочны и меньше ржавеют, но дороги, тяжелы и из-за хрупкости могут дать трещину при поступлении холодного теплоносителя.

По типу используемого топлива

Различают 2 вида:

• дровяные;
• угольные.

Первые топят древесиной, торфом, пеллетами и брикетами. Эти материалы имеют небольшую калорийность и низкую температуру горения — от 450 до 1000°С. Поэтому дровяные котлы делают с тонкими стенками и большими топками.

Уголь — высококалорийное горючее. Температура пламени составляет 1200-2200°С.

Котлы для этого топлива имеют уменьшенную камеру сгорания и толстые стенки. Если сжигать уголь в дровяном приборе, тот быстро выйдет из строя.

По мощности

В зависимости от производительности теплогенераторы делятся на следующие виды (кВт):

• малые — до 30;
• средние — 30-60;
• большие — более 60.

Котлы длительного горения различаются по мощности.

С ростом мощности вступают в силу более строгие требования в части установки и эксплуатации. Например, для котла производительностью более 30 кВт действует запрет на хранение топлива в том же помещении, продукты сгорания можно отводить только через вертикальный дымоход (для агрегатов до 30 кВт допускается через стену) и т.д.

По объему загрузочной камеры

От вместимости топки зависят сразу 2 параметра:

• мощность;
• длительность горения.

Это затрудняет классификацию по данному признаку. Бывает, что котел с большей камерой работает на 1 закладке столько же, сколько модель с меньшей вместимостью, поскольку его производительность выше.

При покупке рекомендуют оценивать не столько объем топки, сколько его соотношение с мощностью. Количество куб. дм, приходящееся на 1 кВт, является более объективной характеристикой. Хорошими считаются показатели для моделей:

• стальных – 1,6-2,6;
• чугунных – 1,1-1,4.

По КПД

Коэффициент полезного действия показывает, насколько эффективно используется топливо. Для котлов длительного горения этот показатель варьируется в пределах от 82 до 94%. Чем выше КПД, тем ниже затраты на обогрев дома и меньше сажи в выхлопе.

Котлы твердотопливные имеют КПД от 82 до 94%.

Существует особая разновидность — конденсационные твердотопливные котлы. Их КПД достигает 97%. Но подключают их только к «теплым полам», т.к. по условиям эксплуатации температура рабочей среды не должна превышать +30°С.

Конденсационные котлы пока выпускают всего несколько компаний: ÖkoFEN (Австрия), Grant (Великобритания) и др.

Основные виды

Существует 3 типа продолжительно работающих котлов. У каждого есть свои достоинства и недостатки.

Пиролизный котел длительного горения

Эти установки имеют ряд преимуществ:

1. КПД до 94%.
2. Практически полное сгорание топлива и, как следствие, чистый выхлоп и отсутствие золы.
3. Возможность регулирования — как у газовых аналогов.

В пиролизном котле длительного горения происходит полное сгорание топлива.

Время работы на 1 закладке топлива составляет 12 часов.

Недостатками являются:

1. Высокая стоимость.
2. Ограничения по влажности дров — не более 12-20%.
3. Энергозависимость — для пиролизного горения требуется управляемая подача воздуха, осуществляемая работающими на электричестве вентиляторами и контроллером.

С принципом верхнего горения

Такой прибор имеет форму цилиндра высотой до 1,7-1,9 м. Его особенности:

1. Объем закладки увеличен до 160-200 л.
2. Ее поджигают сверху.
3. Воздух подается строго в зону пламени.

Для подачи кислорода имеется телескопическая трубка с распределителем на конце. Тот лежит на топливе и по мере его прогорания под собственным весом опускается вниз. Трубка при этом вытягивается.

Достоинства теплогенераторов верхнего горения:

1. Продолжительная работа на 1 закладке — до 36 часов на древесном топливе и до 5 суток на угле.
2. Для дровяных моделей — энергонезависимость.

Котел твердотопливный верхнего горения имеет форму цилиндра.

Угольные установки оснащают вентилятором наддува и подключают к электричеству: воздуха, поступающего в результате естественной тяги, не хватает для полного сгорания материала. КПД этих приборов составляет 82-85%.

Пеллетные

В этих агрегатах используют традиционное горение. Но они работают на особом топливе, которое можно подавать в топку автоматически с помощью шнекового питателя. Это пеллеты — плотные однотипные гранулы, полученные путем прессования растительного сырья:

• опилок;
• торфа;
• соломы, лузги подсолнечника и прочих сельскохозяйственных отходов.

Достоинства приборов:

1. Работа без участия человека неделю и более. Продолжительность зависит от объема бункера.
2. Возможность регулирования мощности без потери КПД. За счет уменьшения скорости подачи горючего производительность получается снизить до 25% номинальной.
3. Нулевая тепловая инерционность. Мощность регулируется быстро, в аварийной ситуации котел можно потушить за несколько секунд.
4. Высокий КПД. Находится в диапазоне 91-94%.

Недостатки:

1. Стоит дорого.
2. Нужна специальная пеллетная горелка.
3. Топливо стоит в 1,5 раза дороже древесины, его нельзя изготовить самому в домашних условиях.
4. Котел нуждается в электроснабжении.

Пеллетные котлы используют традиционное горение.

Критерии выбора: на что обратить внимание

Сравнивая разные модели, учитывают следующее:

• КПД;
• доступность топлива;
• стабильность электроснабжения.

Жители богатых лесами районов отдают предпочтение дровяным котлам. Проживающие близ Кузнецкого бассейна и других подобных месторождений — угольным.

Если в данной местности часто наблюдаются перебои с электроснабжением, стоит выбрать энергонезависимую модель.

Вид помещения

От параметров отапливаемого объекта зависят теплопотери, а значит, и мощность котла. Стандартом считается дом, соответствующий следующим условиям:

• высота потолков – до 3 м;
• термическое сопротивление ограждающих конструкций соответствует требованиям СНиП «Строительная климатология» для данного региона.

От размеров отапливаемого помещения зависит мощность котла.

В таком строении потребность в тепле в экстремальные холода составляет 1 кВт на 10 кв. м площади. Для северных регионов этот показатель увеличивают до 1,2.

Если здание дополнительно утеплено и в нем установлены окна со стеклопакетами, полученное значение снижают на 10-20%.

Приведенный метод является приблизительным. Для получения точных данных нужно заказать строительной компании теплотехнический расчет, учитывающий множество факторов. Например:

• свойства материалов стен и крыши;
• их толщину;
• площадь остекления.

Цель использования

Если котел предназначается только для обогрева дома, приобретают 1-контурную модель. Но часто на него возлагают еще и функцию снабжения горячей водой. Тогда выбирают вариант с 2 контурами.

Мощность такого прибора должна быть на 20% больше рассчитанной по теплопотерям.

Популярные производители

Изготовленное в кустарных мастерских оборудование может не соответствовать нормативным требованиям. Лучше доверять проверенным брендам, давно работающим на рынке.

«Гейзер»

Марка принадлежит российской компании ООО «Костромской завод котельного оборудования». Производитель специализируется на выпуске теплогенераторов для всех видов топлива мощностью от 10 до 800 кВт. Продукция качественная, добротная и долговечная. Используются наилучшие материалы.

«Гейзер» – качественный и долговечный котел.

Котлы с автоматической подачей топлива завод выпускает в сотрудничестве с финской компанией Säätötuli.

«Буржуй-К» от завода «Теплогарант»

Еще один производитель из Костромы. Отопители марки «Буржуй-К» имеют мощность от 10 до 140 кВт и КПД до 92%. Материалом служит коррозионностойкая котловая сталь, что обеспечивает долгий срок службы.

По желанию заказчика завод может украсить агрегат оригинальной декоративной отделкой.

Buderus

Немецкая компания входит в корпорацию Bosch ThermotechnikGmbH. Выпускает отопительное оборудование с 1731 г.

Продукцию отличают:

• высокое качество;
• долговечность;
• хорошая функциональность, основанная на применении сложной электроники;
• широкий ассортимент.

Buderus – функциональный котел.

В каталогах представлены все виды теплогенераторов, в т.ч. пеллетные, пиролизные и верхнего горения. Компания имеет представительства в нескольких регионах России.

Viessmann

Еще одна немецкая компания, выпускающая полный комплект отопительного оборудования. Производственные мощности размещены в Германии. Заслуживают внимания пиролизные установки серии Vitoligno 100-S мощностью от 25 до 80 кВт.

Приборы работают на дровах и угле, могут быть переоборудованы под газ или соляровое масло (монтируют соответствующую горелку).

Другие известные марки

Хорошо зарекомендовали себя и такие бренды:

• Zota (Красноярск);
• «Магнум» от «Новосибирской металлообрабатывающей компании»;
• Stropuva (Литва) — изобретатель технологии верхнего горения;
• Wattek (Чехия);
• Wirbel (Австрия);
• ACV (Бельгия).

Zota – известная марка котла.

Приблизительная стоимость

Цены на отечественные долго работающие отопители начинаются от 35 тыс. руб. Пример — прибор марки «Теплодар Куппер» за 40 тыс. руб.

Импортное оборудование обходится дороже (цены указаны в евро):

• Stropuva на 20 кВт: дровяной — 1400-1900, универсальный — 2000-2400;
• Buderus для всех видов топлива — от 1400 до 1900 (зависит от мощности);
• Junkers (Германия) производительностью 32 кВт — 1600;
• Viessmann (модель Vitoligno) — 2300-5900.

Подробная инструкция по изготовлению конструкции своими руками

Простой энергонезависимый котел верхнего горения делают так:

1. В старом баллоне вырезают отверстие и приваривают в этом месте дымоотводящий патрубок изогнутой формы. Начинающему лучше пользоваться электродами МР-3.
2. Верхнюю часть обваривают по периметру листовым материалом толщиной 2-5 мм.
3. Из обрезанной верхушки баллона делают крышку, вырезав в ней отверстие и присоединив горловину.
4. Изготавливают воздухораспределитель путем приваривания к торцу трубы диска с каналами из уголка. Деталь оснащают регулируемой заслонкой.
5. Делают водяную рубашку. Для этого вставляют баллон в трубу большего диаметра и заваривают конструкцию с торцов.

Энергонезависимый котел можно сделать из баллона.

Порядок запуска:

1. Во внутреннюю камеру загружают топливо и разжигают его вверху.
2. Ставят на дрова диск воздухораспределителя, так чтобы его труба смотрела в небо.
3. Надевают крышку.

Регулируя заслонкой тягу, добиваются оптимального режима горения.

Расчет тепловой мощности

Продолжительность горения правильно изготовленного котла составляет 12 часов. Исходя из этого, определяют его мощность по формуле:

N=n*(m*15*10^6/ (12*3600)), где:

N — КПД установки, принимают равным 60-75%;

m — масса топливной загрузки, кг;

15*10^6 — удельная теплота сгорания для сухих дров (береза, сосна), Дж/кг;

3600 — количество секунд в часе.

Расчет показывает, что горючее массой 27 кг дает мощность около 7 кВт.

Проверка готового устройства

Тестирование котла лучше поручить профессиональному теплотехнику. Для оценки параметров в систему встраивают тепловой счетчик.

Тепловой счетчик помогает определить мощность установки и КПД.

С его помощью определяют:

• мощность установки;
• КПД;
• время нагрева воды в котловом баке.

Параметры должны совпадать с паспортными данными.

Правила эксплуатации

В отопительный контур заливают подготовленную (обессоленную) воду, не образующую накипи.

КПД котла является наибольшим, когда он работает в режиме номинальной мощности. Чтобы при небольших морозах производительность не приходилось уменьшать, в систему встраивают теплоаккумулятор.

Выбор топлива

В угольные котлы можно загружать горючее всех видов.

В дровяные — только следующие материалы:

• древесину;
• торф;
• брикеты;
• пеллеты.

Дрова – самый дешевый вид топлива.

Список допустимых видов топлива с указанием размеров поленьев и фракции угля приведен в инструкции к прибору. На выбор материала влияет и стоимость. Дрова обходятся дешевле всего, пеллеты — в 1,5 раза дороже, уголь — в 3 раза.

Частота использования

Зимой в домах с постоянным проживанием людей котел твердотопливный с водяным контуром работает непрерывно. При потеплении или в межсезонье закладывают меньше горючего или ограничивают поступление воздуха в топку, чтобы снизить мощность.

В следующие периоды агрегат запускают только при похолодании:

• в конце весны;
• летом;
• в начале осени.

Безопасность

Для предотвращения аварий и возгораний пользователь делает следующее:

1. Размещает в котельной на видном месте средства пожаротушения.
2. Регулярно очищает от сажи камеры отопителя и дымоход.
3. Не хранит в одном помещении с прибором легковоспламеняемые вещества.
4. Регулярно проверяет предохранительный клапан на работоспособность.
5. Перед тем как надолго оставить дом зимой, сливает жидкость из отопительного контура во избежание ее замерзания с последующим разрушением деталей трубопровода.

Для предотвращения аварий нужно регулярно чистить дымоход.

Стены вблизи отопителя покрывают огнестойкой штукатуркой из вермикулита, пол в радиусе 1,2 м от центра дверцы топки — настилом из стали толщиной 1,2 мм на подушке из базальтового картона.

Отрицательные стороны твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром

Недостатками этого оборудования являются:

1. Отсутствие возможности полной автоматизации — приходится периодически загружать топливо.
2. Необходимость отводить место для хранения дров, угля и пр.
3. Большое количество сажи в выхлопе, из-за чего приходится чистить дымоход (кроме пиролизных).
4. У энергонезависимых — ограниченная функциональность и низкая точность термостата.

Отзывы пользователей

Виктор, 33 года, Сахалин:

«Поменял простой котел на пеллетный, как только неподалеку открылось производство топливных гранул.

Обогрев обходится немного дороже, зато подхожу к нему всего раз в неделю».

Максим, 54 года, Мурманская обл.:

«Пользуюсь котлом верхнего горения, у родителей — пиролизный.

Мой работает на одной закладке дольше и менее требователен к качеству топлива, пока доволен».

Вывод

Для котла важны такие качества, как надежность, пожаробезопасность и безотказность автоматики. Система должна своевременно и правильно реагировать на ухудшение тяги или перегрев теплоносителя, а правильная конструкция — минимизировать риск выхода искр и пламени в помещение, а также возгорания сажи.