Двухконтурные твердотопливные котлы: Преимущества и недостатки твердотопливных котлов и их строение

На что смотреть при выборе котла?

Из-за просто огромного спроса на котлы, работающие на одной закладке дров свыше 12 часов, производители активно пополняют рынок новыми моделями. Как результат, практически у каждого покупателя возникает ряд вопросов, которые связаны с выбором производителя, конструкции, типа топлива.

К тому же далеко не каждый сможет правильно рассчитать мощность. Чтобы не столкнуться с этими проблемами в магазине, разберемся со всеми нюансами подробнее.

Виды оборудования по конструкции

На рынке представлены три разновидности котлов, работающих на твердом топливе. К ним относятся классические модели, пиролизные, а также пеллетные агрегаты. Первый тип станет отличным выбором, как для дома, так и для промышленного или коммерческого использования.

К достоинствам таких моделей следует отнести:

Универсальность. Оборудование может работать на отопительных гранулах (пеллетах), дровах, торфе и на угле.
Многофункциональность. Классические котлы отлично подходят не только для обогрева помещения, но и для нагрева воды.
Эффективность. КПД представленных устройств в большинстве случае варьируется в пределах 80-85 %. Это позволяет использовать их, как в качестве основного источника тепла, так и в роли дополнительного.

Пиролизные модели чаще всего используются для подогрева воды. Работает такого рода устройства на органическом топливе.

Следует отметить, что пиролизные котлы достаточно требовательны к влажности топливного сырья. Если этот показатель будет выше 25-35 %, то эффективность обогрева значительно снизится.

Третья вариация котлов длительного горения была запатентована в Европе относительно недавно. Но за довольно короткий срок такие устройства завоевали признание среди сотен тысяч покупателей.

Работают пеллетные котлы на древесных гранулах. Изготавливается топливо из спрессованной стружки, опилок, а также ряда других видов отходов деревообрабатывающей промышленности.

К преимуществам представленного вида относят:

долговечность – срок эксплуатации устройства в среднем составляет больше 20 лет;
автономность – прибор самостоятельно и довольно хорошо поддерживает указанную владельцем температуру;
эффективность – КПД моделей на пеллетах достигает 90 %.

Что касается недостатков, то выделяется только один – высокая и недоступная для многих цена. Но этот минус целиком окупается простотой обслуживания и производительностью оборудования.

С особенностями работы и эксплуатации твердотопливных котлов ознакомит статья, посвященная этому интересному вопросу.

Как правильно рассчитать мощность?

Если нужно определиться с производительностью котла, важно учитывать площадь, качество утепления стен, вид используемого топливо, а также длину обогревающего контура. Расчеты можно в значительной мере упростить

Для этого нужно лишь пользоваться следующей формулой:

1 кВт на 1 м 2 помещения.

При этом высота потолков не должна превышать 3 метра. Более удобным вариантом будет воспользоваться при расчете специальной таблицей. Ниже представлена одна из них.

Мощность котла	Площадь обогрева, кв. м.
15 кВт	до 150
20 кВт	до 200
30 кВт	до 300
50 кВт	до 500
70 кВт	до 700

С ее помощью можно за считанные минуты узнать подходящую мощность. При этом единственный параметр, который вам понадобится, – площадь помещения в метрах кубических.

Тип регулятора и ценник

Если у вас в доме наблюдаются постоянные перебои в электрической сети, то целесообразно будет выбрать котел с механическим регулятором. Он не нуждаются в подаче тока, так как его принцип действия основан на циркуляции воздуха естественным путем.

Автоматика подойдет тем, кто не хочет лишний раз заморачиваться и тратить свое время на поход в котельную. Такого рода регулятор нагнетает воздух при помощи вентилятора.

Как повысить производительность котла

Самостоятельно собранный твердотопливный котел, как правило, отличается существенными теплопотерями, связанными с уходом тепла в дымовую трубу. Причем чем прямее и выше дымоход, тем больше теряется тепла. Выходом из положения в данном случае будет создание, так называемого, отопительного щита, то есть дымохода изогнутой формы, который позволяет передать больше тепловой энергии кирпичной кладке. Кирпич, в свою очередь, будет отдавать тепло воздуху в помещении, обогревая его. Нередко такие ходы устраивают в стенах между комнатами. Однако подобный подход осуществим только, если котел расположен в подвале или на цокольном этаже, либо при условии постройки громоздкого многоступенчатого дымохода.

Как вариант, повысить эффективность котла можно, если вокруг дымовой трубы смонтировать водонагреватель. В данном случае тепло уходящих газов будет нагревать стенки дымохода, и передаваться воде. Для этих целей дымоход можно сделать из более тонкой трубы, которую встроить в трубу большего сечения.

Наиболее эффективным способом повысить КПД твердотопливного котла будет установка циркуляционного насоса, принудительно перекачивающего воду. Это позволит повысить производительность установки примерно на 20-30 %.

Безусловно, сконструировать котел нужно так, чтобы теплоноситель мог циркулировать самостоятельно, если в доме отключили электричество. А при его наличии насос позволит ускорить прогрев дома до комфортных температур.

Открытый контур с гравитационной циркуляцией

Данный вариант легко выполнить даже новичку. Тут вода циркулирует в системе за счет разницы плотности холодной и горячей жидкости. Согласно законов физики, горячая вода начинает поступать вверх (так как ее плотность меньше), а там уже остывает и возвращается в исходную точку.

Не смотря на то, что такой тип обвязки достаточно прост, он требует соблюдения ряда требований. Во-первых, для того, чтобы вода свободно циркулировала в системе, нужно устанавливать нагревательное оборудование на полметра ниже, чем в доме расположены батареи. Во-вторых, чтобы свести к минимуму проявление гидросопротивляемости, нужны трубы сечением до 5 см, при этом распределительные трубы на батареях могут иметь значение в 2,5 см. В-третьих, запирающие устройств и арматура напрямую влияет на свободную циркуляцию воды в системе, поэтому таких элементов должно быть минимум.

Но ради справедливости стоит сказать, что открытая система с естественной циркуляцией имеет и ряд своих преимуществ. Помимо того, что она самая простая в обустройстве, финансовые затраты на нее не так уж и велики. Правда, хозяин не сможет постоянно контролировать температурный режим теплоносителя на выходе, из-за чего обогрев контура несколько снижается. Также расширительный бак эпизодически остается открытым, значит, получается, что кислород имеет контакт с теплоносителем, из-за чего постепенно повышается риск развития коррозии.

Подведя итоги, стоит сказать, что специалисты рекомендуют данный тип схемы отопления только для тех частных домов, где люди живут время от времени, а не на постоянной основе, например, для дачи.

Особенности двухконтурного котла на твердом топливе

Твердотопливные двухконтурные котлы длительного горения сочетают в себе как минимум два преимущества: во-первых, обеспечивают и отопление, и горячее водоснабжение, а во-вторых, позволяют существенно увеличить интервалы между посещениями котельной.

Конструкция

Устройство таких агрегатов отличается наличием двух контуров.

Основные элементы аппарата такие же, как и у обычных:

топка;
зольник;
теплообменник;
автоматика и приборы контроля.

Для обеспечения длительного горения может использоваться система автоматической загрузки топлива, которая включает в себя бункер для пеллет или другого сыпучего топлива, а также шнековый или пневматический механизм подачи топлива в горелку.

Принцип действия

В основе работы котлов лежит довольно простой принцип: топливо при сгорании передает энергию теплообменнику, который, в свою очередь, через систему труб, радиаторов, бойлера и других приспособлений, обогревает помещения и дает горячую воду для различных бытовых нужд.

По такому же принципу работают и котельные обогревающие не частный дом, а целые города. Таким образом, собственный котел — это мини-котельная.

Чем отличается от котла с одним контуром

Количество контуров напрямую влияет на количество возможных функций. Каждый контур, это, по сути, отдельная труба, выполняющая свою задачу. Если она одна, то и выполняет одну задачу, как правило, обогревает помещение. В большинстве одноконтурных систем крайне нежелательно изымать воду из оборота для других нужд.

Если трубы две, то вторая может обеспечивать горячее водоснабжение для кухни или душа. Бывают котлы и с тремя трубами, в таком случае еще один контур может использоваться, например, для системы теплых полов, что является дополнительным плюсом в отопительный сезон.

В частном секторе из многофункциональных котлов наиболее распространены 2-контурные.

Особенности разных видов

Теплогенераторы верхнего горения делятся на 2 типа:

дровяные;
угольные.

Первым хватает кислорода, поступающего в результате естественной тяги, поэтому они могут обходиться без электричества. Для регулировки мощности воздушную заслонку подсоединяют к механическому термостату, меняющему ее положение в зависимости от температуры теплоносителя.

Угольные котлы нуждаются в увеличенном количестве кислорода. Для этого воздух нагнетается вентилятором, поэтому такие агрегаты энергозависимы. Мощность контролируется электроникой, что обеспечивает более высокую точность.

ТТ-котлы могут обходиться без электричества.

Температура теплоносителя

Это имеет огромную важность, она должна превышать «точку росы». В противном случае начнётся образование кислоты из пара и продуктов окисления, которая будет приводить к разрушению агрегата.

Если принудительно отключить циркуляцию это приведёт к разнице температур в котлоагрегате и радиаторах отопления.
В результате повышается вероятность гидро-удара и деформации. Теперь об инерционности. Следует помнить, что в таких устройствах поддержка подходящего показателя теплоты является проблематичной. Решается данная проблема несколькими способами.

Один из них заключается в наличии охладителя. Как внешнего, так и встроенного в корпус.

Другое решение – бак-аккумулятор. Он повышает КПД, позволяет управлять теплообменом.

Правила эксплуатации

Для эффективной работы отопления важно правильно выбирать топливо, учитывая его плотность, влажность, фракцию, и придерживаться рекомендаций по хранению материалов. Необходимо регулярное техобслуживание оборудования, контроль его работы, соблюдение требований к теплоносителю (его коэффициенту жесткости, химическому составу)

Профилактика перегрева

Превышение допустимых значений температуры нагрева теплоносителя и котельного агрегата в течение длительного времени снижает эксплуатационные сроки котельной установки, увеличивает вероятность аварийной ситуации. Контроль параметра нужен для создания комфортных условий в доме, оптимизации расхода топлива. Перегрев предотвращают установкой клапанов безопасности, с помощью дополнительного встроенного теплообменника или аварийного контура.

Превышение температуры нагрева снижает эксплуатационные сроки котельной установки.

Вывод отработанных газов

Соблюдение правил отвода дыма — основное требование безопасной эксплуатации котла. Для этого выбирают трубу круглого сечения с ровной внутренней поверхностью из нержавеющей стали, асбеста.

Марки котлов на твердом топливе российского производства

Анализ технических характеристик поможет составить общее представление о твердотопливных котлах длительного горения. Отзывы потребителей на независимых форумах дают объективную оценку отечественных разработок.

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск):

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск)

КПД котлов модельного ряда Zota Mix — 80%, Pellet — 90%;
комбинированные стальные твердотопливные котлы Zota Mix работают на любом виде топлива (сжиженный или природный газ, электричество, жидкое топливо);
камера сгорания и зольный ящик расположены внутри водяной рубашки;
регулируемая заслонка дымохода, механический тягорегулятор и подсос воздуха эжектором, который установлен в топочной дверце, обеспечивают полное сгорание топлива при минимальной тяге;
внешняя поверхность корпуса покрыта антикоррозийным полимерным составом;
съемная дверца за передней панелью обеспечивает доступ для чистки газохода;
возможность ремонта.

Конструкция котла Zota Mix

нужен запас топлива и место для его хранения;
затраты по доставке, выгрузке и складированию дров, угля, брикетов;
снижение производительности котлов Zota Mix при использовании некачественного топлива (бурый уголь на 10÷20%, сырые дрова на 60÷70%);
для Zota Mix — ручная загрузка топлива, очистка зольника, стенок топки, газоходов и дымового патрубка;
обязательная подготовка котловой воды (жесткость до 2 мг-экв/л);
установка в отдельном помещении;
для котлов линии Zota Mix необходима установка теплоаккумулятора, дымососа, бойлера.

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск):

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск)

бюджетный вариант твердотопливных котлов с водяным контуром для дома (цена 11000÷25000 рублей);
компактный размер;
водяной теплообменник охватывает топку со всех сторон (кроме фронта);
выдвижной зольный ящик;
монтажное гнездо для регулятора тяги;
возможность подключения к дымовой трубе любой конфигурации;
стальной теплообменник позволяет упрощенное подключение к отопительной обвязке (без подмеса);
конструкция адаптирована для работы на газу и электричестве.

Котлы «Каракан» от производителя ООО «Сибтеплоэнергомаш»

устаревшая конструкция, примитивная автоматика низкого качества;
заявленные производителем технические характеристики (мощность, отапливаемая площадь и КПД) по отзывам потребителей не соответствуют фактическим показателям.

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома):

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома)

обеспечивает стабильное горение топлива любой сортности и степени влажности;
эффективная работа котла с одной закладки в течение 8 часов;
экономный расход топлива;
совместимость генератора с системами естественной или принудительной циркуляции;
экологичный агрегат, топливо проходит цикл полного сгорания, не образуя вредных выбросов в атмосферу;
конструкция топки обеспечивает выход на эффективный режим работы за 40 минут.

Твердотопливные пиролизные котлы «Буржуй & К»

сложный монтаж: подключение должны производить работники специализированных предприятий, имеющих лицензию на данный вид деятельности (в противном случае гарантия от завода-изготовителя на агрегат не распространяется);
ручная закладка топлива и чистка камеры сгорания;
большой вес.

Установка и эксплуатация твердотопливных котлов должны производиться в соответствии с правилами пожаробезопасности

Для обогрева загородной дачи. гаража или теплицы возможно изготовление твердотопливных котлов длительного горения своими руками. Видео с материалами на эту тему можно найти в интернете. Но помните, что главным условием использования отопительного оборудования, является пожаробезопасность. А гарантировать выполнение этого условия может только сертифицированный производитель при должных условиях эксплуатации и монтажа оборудования.

https://youtube.com/watch?v=3sfw2qpCMrY

https://youtube.com/watch?v=1z6OOs3WdH4

Как увеличить производительность

Приобретая и монтируя твердотопливный котлоагрегат рачительный собственник думает о том, как увеличить срок его эксплуатации. И это правильно, поскольку в его такого агрегата существует ряд приемов, придерживаясь каких можно получить максимальный КПД.

Первый совет, который дают специалисты, чтобы увеличить производительность необходимо профессионально выбрать вид топлива. Второй совет, тоже относится к топливу, оно должно быть хорошего качества, к примеру, нельзя бросать в топку сырые дрова или уголь. Третий совет, необходимо максимально оптимизировать систему отопления в доме, применив современные варианты, например, с коллекторной разводкой теплоносителя. Четвертый совет — выполнить надежную теплоизоляцию в доме.

Если все советы владельцем будут выполнены, то твердотопливный котел вполне сможет конкурировать с газовыми и электрическими агрегатами.

Твердотопливный котел: общее описание

Твердотопливный котел — устройство, которое вырабатывает тепловую энергию при сжигании топлива.

Отсутствие влияния внешних факторов (стабильности подачи электроэнергии, возможности подключения к газопроводной магистрали и отсутствие газгольдера, цен на дизтопливо) объясняет частоту выбора для индивидуальных систем отопления агрегатов, работающих на твердых видах горючего.

Выпускаются модели с широким диапазоном характеристик, доступных функций, разной степенью автономности.

Принцип работы

После загрузки и розжига под действием тяги горячие газы проходят вдоль элементов теплообменника, нагревая воду внутри труб. Продукты сгорания отводятся через патрубок в дымоход. Жидкость циркулирует в системе, нагревая радиаторные секции. По мере расхода топлива выполняется его повторная подача в ручном или автоматическом режиме.

Устройство

Основу конструкции составляет топка, состоящая из портала для загрузки, колосников для организации воздухоподачи и зоны дымоотведения. Зола собирается в отдельную емкость. Для теплообмена предусмотрена водяная рубашка, в которой циркулирует жидкость. Терморегуляция и контроль нагрева выполняются заслонкой и шиберами.

Устройство твердотопливного котла.

Области применения

Для дачи, загородного дома, производственного предприятия, промышленного цеха, технологических зданий, частных мастерских твердотопливная котельная — экономичный, надежный вариант организации отопления. Объект может эксплуатироваться периодически или на постоянной основе.

Твердотопливные котлы

Несмотря на все недостатки, твердотопливные котлы для отопления частного дома используются в большинстве случаев. Наверно, во многом это благодаря привычке и традициям, но факт остается фактом — котлов на твердом топливе в нашей стане установлено больше чем всех других.

Твердотопливные котлы работают в основном на дровах и на угле

В основном для отопления используют два вида твердого топлива — дрова и уголь. Что проще достать и дешевле купить, тем в основном и топят. А котлы — под уголь и дрова надо использовать разные: в дровяных твердотопливных котлах загрузочную камеру делают большего объема — чтобы можно было заложить больше дров. В угольных ТТ котлах топку делают меньше по размеру, но с более толстыми стенками: температура горения очень высокая.

Плюсы и минусы

К достоинствам данных агрегатов можно отнести:

Недорогое (относительно) отопление.
Простая и надежная конструкция котлов.
Есть энергонезависимые модели, которые работают без электричества.

Недостатки серьезные:

Циклический режим работы. В доме то жарко, то холодно. Для нивелирования этого недостатка в системе устанавливают теплоаккумулятор — большую емкость с водой. В ней на фазе активного горения запасается тепло, а потом, когда закладка топлива прогорит, запасенное тепло расходуется на поддержание нормальной температуры.
Необходимость регулярного обслуживания. Дрова и уголь надо закладывать, разжигать, затем регулировать интенсивность горения. После прогорания топку надо вычистить и запустить процесс по-новой. Очень хлопотно.
Принцип работы обычного твердотопливного котла
Невозможность оставить дом на длительное время. Из-за цикличности работы необходимо присутствие человека: надо топливо подкидывать, иначе система при длительном простое может замерзнуть.
Процесс закладки топлива и чистки котла довольно грязное занятие. При выборе места установки это стоит учитывать: ставить котел надо максимально близко к входной двери, чтобы не носить грязь через все помещение.

Если говорить в общем, то использование твердотопливного котла для отопления частного дома — неудобное решение. Хоть закупка топлива, как правило, обходится относительно недорого, но если посчитать еще затраты времени, то не так уж и дешево выходит.

Котлы длительного горения

Чтобы увеличить промежуток между закладками топлива были разработаны котлы длительного горения. В них используются две технологии:

Пиролиз. Пиролизные твердотопливные котлы имеют две или три камеры сгорания. Закладка топлива в них горит при недостатке кислорода. При таком режиме образуется большое количество дымовых газов, большая часть которых горючи. Причем при горении они выделяют тепла намного больше, чем дрова или тот же уголь. Эти газы попадают во вторую камеру, куда через специальные отверстия подается воздух. Смешиваясь с ним, горючие газы воспламеняются, выделяя дополнительную порцию тепла.
Принцип работы пиролизного котла
Режим верхнего горения. В традиционных твердотопливных котлах огонь распространяется снизу-вверх. Из-за этого горит большая часть закладки, топливо прогорает быстро. Во время активного горения часто происходит перегрев системы и дома, что очень некомфортно. При использовании верхнего горения огонь разжигается только в верхней части закладки. Одновременно горит только небольшая часть дров, что выравнивает тепловой режим и увеличивает срок горения закладки.

Котел с верхним горением

Насколько эффективны эти технологии? Довольно эффективны. В зависимости от конструкции одна закладка дров может гореть от 6-8 до 24 часов, а угля — от 10-12 часов до нескольких суток. Но для получения такого результата необходимо использование топлива высокого качества. И дрова и уголь должны быть сухими. Это — основное требование. При использовании влажного топлива котел даже может не выйти на режим тления, то есть, греть он не начнет. Если у вас есть дровник с двух-трех годичным запасом дров или обширный сарай, в котором храниться уголь, котел длительного горения для отопления частного дома — хороший выбор. Лучше, чем обычный.

Устройство двухконтурного котла

Популярность твердотопливных двухконтурных установок во многом объясняется надежностью конструкции.

Принцип работы

У ТТ-установок он прост. Для поддержания реакции горения в топку поступает воздух, который подается через колосниковую решетку. Перед эксплуатацией загружается топливо – древесина, уголь, пеллеты. Горючие материалы после розжига воспламеняются и начинают гореть.

Устройство двухконтурного котла.

Дымовые газы под воздействием естественной тяги поднимаются наверх, нагревая теплоноситель, который циркулирует в водяной рубашке аппарата. Продукты сгорания удаляются из топки через отводную трубу. Для управления интенсивностью горения используются шиберы – заслонки, регулирующие количество воздуха, поступающего внутрь котла.

В отличие от одноконтурных установок, многофункциональные аппараты используются и для обеспечения потребителей горячей водой. Подготовка ГВС происходит во внешнем бойлере или встроенном змеевике.

Котлы длительного горения

Принцип подобных аппаратов имеет ряд особенностей:

Топливо не сжигается полностью, а разлагается под действием высокой температуры с образованием горючего пиролизного газа.
Летучие соединения сгорают с выделением большого количества тепловой энергии, которая направляется на нагрев теплоносителя.
Для отвода отработавших продуктов предусмотрена турбина. Естественной тяги в этом случае не хватает для эффективного удаления дымовых газов.

Для работы установок важную роль играет влажность угля или дров.