Какой твердотопливный котёл выбрать для отопления дома

Правила обустройства котельной

Рекомендуется оклеить пол керамической плиткой, а стены выложить из огнеупорного кирпича. Такая мера уменьшит вероятность пожара.

Пол с деревянным или иным горючим покрытием в радиусе 1,2 м от центра топочной дверцы котла защищают настилом из стали толщиной 1,2 мм на теплоизоляционной подложке из асбеста или базальтового картона.

Стены покрывают огнестойкой штукатуркой, например, на основе вермикулита. Толщина слоя – 25 мм.

Между отопителем и стенами выдерживают следующие расстояния:

• со стороны топочной дверцы – 2 м;
• по бокам и сзади – 0,8 м.

В котельной устраивают дежурное и аварийное освещение. На случай разгерметизации контура ее оборудуют подключенным к канализации трапом или приямком глубиной 0,5 м.

Стены котельной желательно выложить из кирпича.

При мощности теплогенератора до 30 кВт дрова и уголь разрешается хранить возле котельной в ящиках из огнеупорного материала. Минимальное расстояние до топки – 1 м.

Особенности устройства промышленных котлов

Оборудование отличается повышенными габаритами и массой, что предусматривает монтаж на фундамент. Для сжигания топлива используется топка с колосниковой решеткой, поверх которой располагается котел с теплообменниками. Поток горячих газов обтекает трубы радиаторов и обеспечивает прогрев воды или пара. Количество и расположение магистралей зависит от модели и производителя. Для повышения эффективности работы пакеты труб располагают в шахматной последовательности с установкой перегородок между стояками.

Газы, прошедшие через теплообменники, собираются в задней части корпуса и отводятся в атмосферу через дымоход. Высота трубы обеспечивает естественную тягу и поддерживает горение. В конструкции котла предусматривают ревизионные и технологические лючки.

На каменном и буром угле

Оборудование оснащается системой принудительного отвода газов, но не комплектуется вентилятором для подачи дополнительного воздуха в топку.

Оборудование на каменном и буром угле не комплектуется вентилятором.

Котлы могут работать на каменном либо буром угле, производительность зависит от характеристик и влажности топлива. Перед дымососом может располагаться система улавливания золы, образующейся при сжигании твердого горючего. Вода подается с помощью электрического циркуляционного насоса, дополненного помпой подпитки.

На дровах

Такие котлы оснащаются теплообменниками с постоянной циркуляцией жидкости, предотвращающей локальные перегревы и образование слоя накипи на внутренних стенках. Для снижения энергетических потерь предусмотрена термостойкая изоляция корпуса и перегородок камеры сгорания. Отсутствие щелей обеспечивает стабилизацию процесса окисления. Для загрузки топлива имеются герметичные дверцы. Вместимость топки способствует полному выгоранию дров и предотвращает выброс остатков с потоком газов в дымоход и атмосферу.

Оборудование отличается развитой поверхностью нагрева, обеспечивающей снижение температуры продуктов сгорания до +200°С и повышению КПД. Зола собирается в отдельной нише под топкой и периодически утилизируется (например, при проведении регламентного обслуживания). Котлы позволяют снизить затраты на отопление за счет удобства эксплуатации и повышения эффективности сжигания сухих дров.

На пеллетах и опилках

Оборудование оснащается механизмами автоматической подачи топлива, скорость конвейера зависит от настроек котла. Сырье сгорает в вихревой камере, первичный поток воздуха поступает в топку под повышенным напором, создаваемым вентилятором. Вторичный вихрь имеет пониженное давление и обеспечивает дожигание древесных опилок или пеллет. Подача свежего топлива осуществляется шнеком с воздушным охлаждением, предотвращающим возгорание в бункере.

Пеллеты и опилки сгорают в вихревой камере.

Водогрейные и паровые

Оборудование принято разделять на категории по типу теплоносителя. В классических водогрейных котлах в трубках циркулирует жидкость, в паровых – прогревается пар. Температура последнего доходит до +500°С при давлении 25 МПа и выше. Перегретый пар может использоваться для привода роторов турбин (до 50-х гг. прошлого века применялся для поршневых машин двойного или тройного расширения), а насыщенный, отличающийся сниженными параметрами, – подаваться в контуры отопления жилых домов или заводских помещений.

Предпосылки появления котельного оборудования данного вида

Традиционные твердотопливные котлы работают на топливе, которое загружается в камеру сгорания. Это может быть уголь, дрова, торфяные брикеты, пеллеты и другие виды органического топлива. От того насколько часто приходится загружать топливо в камеру сгорания зависит домашний комфорт и уют. В среднем для твердотопливного аппарата, выполненного по классической схеме, для нормального режима работы требуется 2-8 загрузок в сутки. Отлаженная система автоматики берет на себя все основные функции. То как работает само нагревательное устройство, как расходуется топливо, зависит уже от модели и от человека.

Работающий котел на твердом топливе этого вида в состоянии длительное время выдавать необходимое для обогрева тепло, значительно увеличивая продолжительность времени между загрузками. Уже одно название этого агрегата говорит о том, что оборудование способно работать бесперебойно длительное время. Принципиальное отличие данного вида отопительных приборов от традиционных моделей твердотопливных котлов заключается в способе горения.

Не всегда есть возможность подбрасывать в очередной раз дрова или уголь в топку. Подобная процедура вызывает дискомфорт, особенно ночью, когда температура за окном стремительно опускается. Загруженное топливо может прогореть во время отсутствия хозяев, что приведет неизбежно к остыванию теплоносителя в контуре.

Попытки оптимизировать способ загрузки дров или угля даже в самый лучший котел за счет автоматической подачи, решают проблему частично. Обустраивать рядом с топливным агрегатом прибор механической подачи угля, значит на ограниченной площади дополнительное место. Шум постоянно работающего ротора или шнека малоприятен. Требовалось найти принципиальное решение проблемы. На фото показан обычный котел, работающий на твердом топливе, оснащенный бункером для автоматической подачи угля.

Одним словом, у людей есть масса причин на то, что бы ставить у себя дома твердотопливные котлы длительного горения. Такая техника сводит к минимуму человеческий фактор, от которого во многом зависит эффективность отопительной системы. Отопительная техника, работающая по данному принципу, появилась чуть более 10-15 лет назад. Тогда только стали появляться первые образцы аппаратов. Многие пытались у себя дома самостоятельно соорудить твердотопливный . Главное понять принцип действия отопительного оборудования данного вида.

Котел на твердом топливе длительного горения – принцип действия

С появлением на рынке котельного оборудования нагревательных приборов длительного горения, ситуация с организацией и установкой системы домашнего отопления значительно упростилась. Теперь можно ставить для отопления мощные нагревательные установки, не требующие постоянной загрузки топливом. Котлы длительного горения, сделанные своими руками, не всегда способны полностью удовлетворить потребности обитателей дома.

Глядя на чертежи первых моделей, видно насколько сегодня конструкция агрегатов изменилась. Для примера приводится чертеж типичной нагревательной установки пиролизного типа.

*Промышленные изделия, в которых производители добавили ряд конструктивных изменений и новшеств, обладают большим технологическим ресурсом, экономичные и более практичные в эксплуатации. Несмотря на существенные технологические и конструктивные изменения, в основе оборудования этого вида остался неизменным принцип действия. Топливо, загруженное в камеру сгорания, особым способом горит не так, как в обычном котле. Сам принцип горения топливной массы в корне отличается. За счет создания определенных условий в топке происходят экзотермические реакции, другие физические процессы, оказывающие влияние на интенсивность горения и длительность выгорания загруженного топлива.

В современных агрегатах используется два способа горения:

• Первый, за счет пиролиза;
• Второй, за счет верхнего способа горения топливного материала.

Процесс пиролиза – связанный с генерацией тепловой энергии, выделяемой в процессе горения угля, дров и других топливных материалов. Основная работа котла заключается в горении древесного газа, генерируемого из тлеющего топлива.

Во втором случае речь идет о верхнем способе горения. Топливо выгорает не снизу вверху, как принято считать, а наоборот, сверху вниз. За счет этого процесса достигается полное выгорание топливного материала, заложенного в топку. Количество выделяемого в результате горения тепла на порядок больше, чем у аппаратов нижнего горения.

Виды пеллетных котлов

В зависимости от используемого топлива подобные котлы бывают исключительно пеллетные и комбинированные. Первая разновидность работает на гранулированном сырье. Приборы комбинированного типа могут функционировать на пеллетах и другом виде топлива, например, может использоваться отопление опилками.

Также приборы могут отличаться конструкцией газовой горелки. По этому параметру они делятся на агрегаты с ретортной и факельной горелкой. Причем первая разновидность горелок используется только в пеллетных котлах, а факельные горелки стоят в комбинированных отопительных приборах.

По принципу подачи топлива в бункер агрегаты делятся на следующие разновидности:

• механические;
• автоматические;
• полуавтоматические.

Для регулировки автоматической подачи топлива котел должны запрограммировать специалисты. Полуавтоматические котлы можно настраивать вручную. В агрегатах механического типа используется ручная подача пеллет в бункер. Также есть пеллетные котлы с водяным контуром. Выбор определенной разновидности зависит от типа отопительной системы дома и климатических особенностей региона.

Оборудование для котельной на твердом топливе

Что должно находиться в помещении, какова должна быть принципиальная схема котельной частного дома на твердом топливе?

Давайте прикинем состав:

1. Собственно теплогенератор с сопутствующими бункерами, топливными емкостями и т.п.
2. Обвязка твердотопливного котла, включающая в себя группу безопасности котла, циркуляционный насос и трехходовой клапан подмеса.
3. Бойлер косвенного нагрева для производства горячей воды для системы водоснабжения дома.
4. Дымоход для ТТ котла эффективного сечения и высоты.
5. Система слива котловой воды на случай профилактики теплогенератора.
6. Котловая автоматика – внутридомовая или погодозависимая.
7. Система пожаротушения в твердотопливной котельной.

Разновидности твердотопливных котлов

Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.

По материалу изготовления:

1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Преимущества отопления торфяными брикетами

Как заметили покупатели, которые уже использовали это топливо для отопления своих жилищ, при правильной подаче воздуха такие брикеты поддерживают тепло около десяти часов. Это очень удобно ведь в ночное время не нужно будет подбрасывать дополнительное сырьё. Подсчитано что одна тонна торфяных брикетов выделяет столько же тепла, что и четыре кубометра хорошего качества древесины.

Также можно подчеркнуть ещё целый ряд преимуществ, которые показывают хорошие показатели, давая тем самым этому виду топливу завоёвывать новые рынки сбыта.

• Торфобрикеты можно использовать для отопления всех разновидностей печного оборудования.
• После сжигания от торфобрикета остаётся лишь один процент золы от общей массы сырья.
• При отоплении выделяется мало сажи и дыма поэтому дымоход не подвержен засорению.
• Теплоотдача при отоплении выходит от 5500 до 5700 кКал/кг.
• Доступная цена.
• Это топливо удобно транспортировать.
• Торфяные бруски не теряют своих горючих качеств несколько лет.
• Натуральный продукт с минимальными примесями.

Садоводы и огородники нашли ещё одно применение отходам, которые остаются после сжигания торфяных брикетов. Оказалось что зола, оставшаяся после процесса отопления, является хорошим фосфорным и известковым удобрением.

Плюсы и минусы промышленных твердотопливных котлоагрегатов

Промышленные твердотопливные водогрейные котлы, являются хорошей альтернативой газовым установкам, тем более, когда газовая магистраль пролегает слишком далеко.

Большинство таких предприятий, выполнив экономический расчёт затрат на проектно-сметную документацию, закупку и установку газового оборудования, уверенно выбирают котлы на твёрдом топливе.
Такие тепловые установки имеют как преимущества, так и недостатки.

К преимуществам можно отнести:

• автономность;
• автоматическая система управления;
• высокая теплопроизводительность и коэффициент полезного действия (за исключением угольных печей);
• вариативность в выборе твёрдого топлива;
• простая эксплуатация и обслуживание;
• быстрый и не сложный монтаж систем отопления;
• система регулирования горения;
• наличие систем безопасности.

Однако стоит выделить и недостатки:

• создание условий для хранения запасов топлива;
• более частое техническое обслуживание оборудования (чистка топки, дымохода);
• регулярный контроль процессов горения и поступления топлива;
• отсутствие надёжной системы контроля температуры.

Регулятор тяги для котлов

Не так давно интенсивность горения дровяных отопителей регулировалась исключительно вручную, путем открывания или закрывания дверцы зольника, откуда происходит подача воздуха в топку за счет естественной тяги дымохода.

Сейчас этим занимается специальное устройство — регулятор тяги для твердотопливных котлов. Хозяину дома только и остается, что выставить желаемую температуру теплоносителя. Вопрос в том, насколько хорошо справляется данный элемент со своими функциями и нужен ли он вообще.

Главную роль в устройстве регулятора играет термостатический элемент, помещенный внутрь цилиндрического корпуса и связанный механически с рычагом и цепочкой, прикрепленной к дверце зольника.

Элемент представляет собой герметичную колбу, наполненную термочувствительной жидкостью, значительно расширяющейся при нагревании. Он находится в том конце корпуса, который вкручивается внутрь водяной рубашки котла и непосредственно контактирует с теплоносителем.

Конструкция изделия от разных производителей может отличаться.

Типовой механический регулятор тяги состоит из следующих элементов:

• Погружная гильза;
• Термостатическая капсула;
• Шток;
• Исполнительный механизм;
• Рычаг;
• Пружина;
• Настроечная рукоятка;
• Цепь.

Функционирует устройство следующим образом:

• жидкость в термостатическом элементе нагревается, контактируя с нагревающимся теплоносителем;
• благодаря расширению рабочей среды в термостатическом элементе, исполнительный механизм перемещает рычаг;
• при перемещении рычага ослабляется цепочка и заслонка начинает закрывать отверстие;
• за счет уменьшения потока воздуха в топку, интенсивность горения топлива снижается;
• теплоноситель остывает и вместе с этим сжимается рабочая среда в термостатическом элементе;
• рычаг перемещается вверх, приоткрывая заслонку;
• регулировка выполняется циклически до полного прогорания топлива, при остывании теплоносителя рычаг поднимает заслонку в верхнее положение.

На торце устройства расположена рукоятка настройки. Она ограничивает ход рычага, определяя крайнее положение воздушной заслонки. Это дает возможность задать определенную температуру теплоносителя, которая будет поддерживаться в автоматическом режиме.

К сожалению, не все котлы пригодны для установки подобного устройства. Потому, прежде чем купить регулятор тяги твердотопливного котла,следует убедиться в том, что Ваш котел пригоден для подобного вида работ и имеет специализированное отверстие для прибора.

Основными плюсами регулятора тяги являются:

• Простота установки;
• Отсутствие необходимости электрического снабжения;
• Простота эксплуатации;
• Регулятор тяги твердотопливного котла, цена которого очень важна, относительно дешев. Это является видимым преимуществом, потому, очень часто выносится как достоинство, благодаря удачному соотношению цены и качества.

Установить регулятор тяги очень просто, для этого просто необходимо следовать небольшой инструкции:

• Необходимо хорошо прогреть котел вручную;
• Вторым шагом будет установка температуры на приборе в 65 градусов по Цельсию;
• Далее стоит измерить температуру жидкости в системе, и когда она достигнет установленной, то есть 65%, прикрепить регулятор, оставив заслонку приоткрытой, с зазором в пару миллиметров.

Следуя этой простой инструкции, можно без труда установить регулятор тяги для твердотопливных котлов, регулируя показатели системы сразу после крепления.

Принцип работы пеллетных котлов

По сути, это твердотопливный агрегат, в котором в качестве топлива используются пеллеты. Это гранулы, которые изготавливаются из древесных отходов (коры, опилок, стружки), торфа или соломы. Они имеют цилиндрическую конфигурацию. Высококачественное экологически чистое топливо не загрязняет атмосферу и безвредно для человека.

От обычных твердотопливных агрегатов пеллетные котлы отличаются тем, что процесс подачи топлива можно полностью автоматизировать. Благодаря чему прибор может работать при минимальном вмешательстве человека.

Пеллетные котлы отопления состоят из бункера для хранения и подачи топлива, горелки и системы автоматики. Для подачи пеллетов в предтопочную установлены шнеки. Оттуда по внешнему шнеку гранулы транспортируются на форсунку горелки. Здесь они автоматически разжигаются, полностью сгорают.

В сравнении с дровами пеллеты горят более эффективно, дают больше тепловой энергии. При этом пеллеты не могут самовозгораться. Золу можно убирать только раз в неделю

Количество углекислого газа, который выбрасывает котел в атмосферу, намного ниже, что важно для защиты от парникового эффекта

Производство пеллетов для отопительного котла

Не стоит путать пеллеты и брикеты для котла. Первые представляют собой мелкие гранулы цилиндрической формы, а вторые имеют больший размер, выпускаются в форме кирпичиков.

Промышленные пеллеты делают из следующих видов сырья:

• солома от переработки зерновых культур;
• древесные отходы (щепа, опилки);
• шелуха гречки, подсолнечника.

Последовательность изготовления пеллетов следующая:

1. Сначала сырье дробят и измельчают в промышленных дробилках.
2. Смесь высушивают до влажности не более 10%. Все сушилки работают по принципу выделения тепловой энергии.
3. Чтобы гранулы лучше формовались, их обрабатывают паром. Причем влажность сырья повышается незначительно.
4. После этого на специальном прессе подготовленное сырье прессуется в гранулы. Пеллеты формуются под давлением в 300 бар. Обычно используется пресс с цилиндрической матрицей.
5. Готовой продукции дают остыть и упаковывают ее.

Преимущества и недостатки

Из-за крупных габаритов, сложности схемы конструкции, такой агрегат рационально использовать для обогрева большого коттеджа. А вот для небольшой дачи этот вариант не подойдет, так как не оправдает экономичности.

Плюсы

• высокий КПД (около 95%);
• автономность отопительной системы;
• экономичность;
• надежность и долговечность;
• высокая эффективность;
• доступность топлива;
• экологически чистый вариант отопления дома;
• универсальность топлива (угли, дрова, опилки, пиллеты).

Читайте наш материал о том, какие котлы длительного горения лучше.

Минусы

• громоздкость конструкции;
• под устройство необходимо оборудовать специальное помещение;
• сложность конструкции и монтажа;
• необходимость в постоянной чистке.

Котел длительного горения не обязательно покупать в готовом виде, ведь его цена в разы выше обычных печей. Такую конструкцию можно сделать самостоятельно, если иметь хоть небольшой опыт в строительстве и ремонте.

Внешний вид самодельной конструкции

У самодельной конструкции, по сравнению с заводским аналогом, есть ряд преимуществ:

• низкая себестоимость;
• возможность сделать котел универсальным для любого вида топлива;
• возможность усовершенствования конструкции и добавления мощности.

Единственной сложностью является придание цилиндрической формы котлу. Без вальцовочного станка такую форму металлу придать очень сложно.

Но есть неплохое решение. Можно использовать пустые баллоны для пропана или любую трубу подходящего диаметра. Следует выбирать трубы, толщина стенок которых не менее 5 мм.

Для деревни и маленькой дачи можно сложить небольшую кирпичную печь и радоваться ее эффективности. А вот для большого коттеджа такой вариант  будет менее практичен, так как потребует большого запаса дров на зиму. Уход за обычной печью, по сравнению с котлом длительного горения гораздо сложнее, а большие перепады температуры в комнатах, отдаленных от печи и вовсе не позволяют организовать комфортный микроклимат в доме.

В случае, если у вас недостаточно денег на создание полноценной отопительной системы для дома, или само строительство такой системы является нецелесообразным — гораздо разумнее в этой ситуации будет сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками и не переживать по поводу его сохранности и эстетичности внешнего вида.

Контроль и регулировка температуры

Как известно, обязательным условием для процесса горения является подача воздуха. При чем от интенсивности этой подачи напрямую зависит скорость горения. Этот принцип используется в конструкции твердотопливных котлов, где для регулировки поступления воздуха имеются механические заслонки и шиберы.

Для такой схемы устройства твердотопливного котла отопления характерна простота и надежность: заслонку прочно скрепляют со специальным регулятором. Если температура чрезмерно поднимется, это провоцирует расширение стенок регулятора и следующее за этим опускание заслонки. В итоге снижается интенсивность поступления кислорода в топочную камеру. Процесс остывания регулятора активизирует обратный процесс поднятия заслонки: воздух получает возможность поступать в большем объеме, увеличивая тем самым интенсивность горения.

На первый взгляд может показаться, что учитывая принцип работы твердотопливного котла длительного горения, такая схема управления процессом горения слишком примитивна и архаична. Однако именно простота служит залогом ее эффективности и надежности. Это объясняет широкое распространение шиберной регулировки в большинстве моделей твердотопливных отопительных котлов. Строго говоря, такой подход до сих пор не испытывает особой конкуренции, т.к. в этом случае не требуется дорогостоящая электроэнергия.

Классификация

Классифицируют торфы относительно состава фитомассы (деревья, травы, мхи), трофности (количеством питательных веществ, содержащихся в растениях) по трем категориям:

• Верхний (или верховный) торф. Имеет повышенную кислотность и малую степень разложения. Отличается влагоемкостью до 1200%, характеризуется высокой зольностью и теплотворностью.
• Верховой светлый (или переходный) торф. Относится к верхнему слою залежи, степень разложения растительных остатков около 15%. Вес торфа 1 м3 в таком слое довольно мал, и составляет 150 – 250 кг. В естественном состоянии отличается большой газо- и водопоглотительной способностью (1 кг такого торфа может впитать до 10 литров воды).
• Низинный торф (или нижний). К этому виду относятся древние залежи, возрастом до 30 тысяч лет. Вещество с мелкой, легкой и влажной структурой. Степень разложения растительных остатков более 15 %, имеет высокое содержание гумуса, это «зрелый» торф. Вес кубометра 350 кг/м3. Среда слабокислая, с большим содержанием азота, фосфора, калия и других, полезных для садово-огородных растений органических веществ.
• Волокнистый торф – особый вид торфа, в составе которого есть растения с выраженной волокнистой структурой. Такой торф не просеивают и не формуют как другие виды для дальнейшего употребления, а только дробят на небольшие комья.

Дополнительные рекомендации

Чтобы теплообменник не зарастал накипью, заливайте в систему только обессоленную воду. Часто домовладельцы собирают для этих целей дождевую.

По той же причине лучше приобретать модель с охлаждающим змеевиком в теплообменнике, а не с подачей воды непосредственно в бак.

Не курите в доме с системой из алюминиевых радиаторов. В них образуется водород, выходящий наружу через воздухоотводчик или кран Маевского.

В период простоя отопителя теплообмен в его баке приобретает обратное направление. Чтобы вода в контуре остывала медленнее, рекомендуется сделать байпас с кранами, по которому среда будет двигаться в обход прибора.