Уличный котел на твердом топливе. Твердотопливные комбинированные котлы. Одноконтурные и двухконтурные

В этой статье мы познакомим читателя с миром современных отопительных установок на твердом топливе. Какими бывают твердотопливные водяные котлы?

Оправдано ли применение именно этого вида топлива экономически? Есть ли у него серьезные недостатки? На все эти вопросы мы постараемся ответить.

Каноническая схема устройства, включающая варочную плиту. Как мы увидим позже — далеко не лучшая конструкция.

Классификация котлов

Понятно, что все котлы на твердом топливе для водяного отопления характеризуются рядом общих черт. По определению они используют тепло сгорания древесины (как вариант — продуктов его переработки), торфа или угля. Кроме того, температура теплоносителя на выходе из котла не превышает 100 градусов.

По каким признакам эти устройства различаются между собой?

Материал

Речь идет о материале, как самого котла, так и его теплообменника — узла, при посредстве которого теплоноситель контактирует с топливником.

Возможны два основных варианта:

Стальные котлы в среднем несколько дешевле и имеют куда меньшую массу. Однако характеризуются и меньшим сроком службы. Сталь — металл, боящийся коррозии; пламя и весьма агрессивный конденсат стремительно разрушают его.

Однако: качественные твердотопливные котлы отопления российского производства, как и импортные, изготавливаются из жаростойких сортов коррозионно-стойких сталей. Кроме того, топка часто дополнительно защищается футеровкой огнеупорным кирпичом.

Чугун — материал, в куда меньшей степени боящийся коррозии. Именно поэтому он применяется для изготовления колосников и дверок в печах; именно поэтому чугунные котлы в среднем куда долговечнее стальных.

Цена большего срока службы — большая масса изделий. Как правило, даже котлы скромной (до 16 КВт) тепловой мощности требуют обязательного монтажа исключительно на капитальный фундамент.

Топливо

Наиболее универсальны водяные твердотопливные котлы, способные работать на нескольких видах топлива. Без какой — либо адаптации можно, вычистив зольник, закинуть в топку уголь после дров или торфяные брикеты после пеллет.

Однако ориентированные только на один тип топлива устройства, как правило, обладают более высоким КПД. Их конструкция оптимизирована для горения с вполне определенной температурой пламени и влажностью горючего.

Помимо однотопочных, производятся котлы с двумя раздельными топливниками и двумя теплообменниками. Они позволяют сжигать разные типы топлива, которые требуют разного конструктивного исполнения зона горения. В самом деле, горелка для соляры быстро придет в негодность, если будет находиться среди горящих дров.

Эффективность

КПД у разных типов котлов очень сильно различается. Определяющие этот параметр факторы — температура продуктов сгорания на выходе и количество твердых отходов. В обоих случаях меньше — значит лучше.

Минимальный КПД, часто не достигающий даже 50%, у простейших сделанных своими руками устройств. Да, коробка из стального листа с двумя дверками и змеевиком внутри обойдется совсем недорого; однако для получения необходимого вам количества тепла дров придется сжечь ОЧЕНЬ много.

Фабричное производство твердотопливных котлов опирается на точный расчет их формы и размеров теплообменника. Даже у младших моделей температура продуктов сгорания обычно не превышает 120 градусов. Помимо того, что большее количество тепла отдается теплоносителю, это означает еще и большую пожарную безопасность.

Особняком стоят так называемые пиролизные, или газогенераторные котлы. Как они работают?

В устройстве присутствуют две топки с теплообменниками в каждой из них. Они сообщаются между собой и размещены одна над другой.
В верхней топке в условиях недостатка кислорода и высокой температуры дрова медленно тлеют, постепенно распадаясь в золу. Крупных углей при штатной работе котла не остается.

Однако из-за недостатка окислителя горючее сгорает не полностью: оно выделяет большое количество пиролизного газа, состоящего из CO (угарного газа) и летучих углеводородов.

Этот газ принудительно подается в нижнюю топку, где сгорает уже полностью после того, как к нему подмешивается богатый кислородом воздух.

Газогенераторные твердотопливные водогрейные котлы имеют очень высокий КПД, достигающий у лучших устройств 95 процентов. Однако они в 1,5-2 раза дороже традиционных конструкций и требуют использования топлива с низкой влажностью. Кроме того, младшие модели работают ТОЛЬКО на дровах.

Автономность

Устройства традиционной конструкции требуют постоянного присутствия человека — топку нужно загружать каждые 2-4 часа. Профессия кочегара родилась не на пустом месте. Именно это свойство является основным недостатком твердого топлива; отчасти поэтому если доступен магистральный газ — редкий владелец коттеджа задумается о дровах или угле.

Пиролизный котел, однако, в силу принципа своей работы заставляет топливо не сгорать, а тлеть. На одной загрузке котел может работать до 12 часов.

Сравнительно недавно литовская компания Stropuva наладила поточное производство так называемых котлов верхнего горения. Они обеспечивают отоплению еще большую автономность: на сертификации в 2003 году серийная модель после загрузки 50 килограммов топлива отдавала около 6 КВт тепловой мощности около полутора суток.

За счет чего достигается столь длительное время работы?

Объем топки увеличен и вмещает несколько десятков, а то и сотен килограммов топлива.
Колосник и зольник отсутствуют.
Горит только верхний слой загруженного топлива. Воздух для поддержания горения (точнее, тления) подается сверху через подвижный узел, который под собственной тяжестью опускается по мере прогорания дров или угля.
Пепел уносится с дымом.
Область тления топлива отделяется от верхней части камеры массивным металлическим диском (жаргонное название — стаскоблин). Над ним к продуктам неполного сгорания топлива подмешивается воздух извне, и они сгорают с выделением остаточного тепла.

Как видим, в своей основе эти устройства представляют собой пиролизные водогрейные твердотопливные котлы, но с серьезными конструктивными доработками. Понятно, что и здесь ценник не порадует экономного хозяина.

Особняком стоят котлы, работающие на пеллетах — прессованных гранулах из опилок. В них проблема автономности решается регулируемой подачей гранул из бункера.

На фото — котел с бункером для пеллет.

Однако: помимо дороговизны, у этих устройств есть еще одна проблема. Производство пеллет в нашей стране не налажено; не везде можно обеспечить себя этим видом топлива.

Автоматизация

В классических котлах вся автоматика ограничивается простейшей защитой от перегрева теплоносителя. Механический термостат с помощью рычага тянет за цепочку, прикрывающую заслонку. Скорость поступления воздуха уменьшается; теплоотдача котла снижается.

В пиролизных отопителях возможностей куда больше:

Заслонки с механическим или электрическим управлением и здесь позволяют регулировать тягу;
Наряду с этим в устройствах с принудительной тягой их тепловой мощностью можно управлять, регулируя обороты вентилятора-дымососа.

Кроме того, возможен контроль не температуры теплоносителя, а температуры воздуха в помещении.

Полезно: недорогие отопительные котлы на твердом топливе российского производства, как правило, управляются примитивным механическим термостатом или вообще только вручную. Не стоит искать среди младших моделей устройства, которые смогут самостоятельно поддерживать комфортную температуру. Однако именно благодаря простоте конструкции они исключительно отказоустойчивы.

Достоинства и недостатки

Эксплуатационные расходы

При текущих российских ценах покупные дрова на втором месте по дешевизне после магистрального газа. Разница между ними невелика — единицы проценто. Понятно, что речь идет о стоимости выработки одного киловатт-часа тепловой энергии.

Уголь дороже, но ненамного.

В пользу дров говорит еще несколько факторов:

Магистральный газ есть не везде, а отопление сжиженным обходится в несколько раз дороже и по расходам приближается к электрическому отоплению.
Дрова можно заготавливать самостоятельно, что уменьшит расходы и вовсе до нуля.
Твердотопливное отопление позволит с пользой утилизировать большую часть бытового мусора. Остальное в условиях загородного дома пойдет в компост и послужит удобрению почвы.

Удобство использования

А вот в этой области — одни минусы.

Продукты сгорания нужно отводить. Причем коаксиальным отводом — воздухозаборником, как в газовых котлах с закрытой горелкой, утилизацию печных газов реализовать не получится. Нужен полноценный дымоход.

Это украшение на крыше — неизменный атрибут отопления твердым топливом.

Котлы на твердом топливе существуют только в напольном исполнении. Они массивны и имеют большие размеры. В большинстве случаев им лучше отвести отдельное помещение.
Топливо нужно хранить неподалеку от котла, причем под навесом. Сравните это требование с удобством подключения к газу или электричеству.
Закладка топлива и удаление продуктов сгорания требуются часто. Даже в котлах длительного горения, где зольника нет в принципе, вам между закладками топлива все же придется вычищать поддон. Помимо довольно грязной работы, это означает еще одну вещь: уехать на несколько дней и оставить дом теплым не получится.

Установка

Все устройства обсуждаемого нами типа могут монтироваться самостоятельно. Никакой учет и контроль коммунальных служб не требуется.

Однако пару правил нужно соблюдать.

Массивные котлы монтируются, как уже говорилось, исключительно на собственный фундамент. Ставить 300 — 500 килограммов чугуна на деревянный пол точно не стоит.

В общем-то, лучше перестраховаться и с более легкими стальными: к примеру, твердотопливные котлы белорусского производства КСВ 12,5 при скромной мощности в 12,5 КВт весят 180 кг.

Вторая инструкция связана с пожарной безопасностью. Корпус котла и дымоход при сгорании топлива заметно нагреваются. Рекомендуется ставить котел на расстоянии не меньше полуметра от ближайшей стены.

Если стенки выполнены из горючего материала — они защищаются кирпичом или листом оцинковки с прокладкой асбеста.

Дымоход отделяется от горючих конструкций перекрытия или стен расстоянием не меньше 25 сантиметров.

Заключение

Много интересного о том, какими бывают твердотопливные котлы — российского производства и импортируемые из-за границы — расскажет видео в конце статьи. Надеемся, что вы найдете там ответы на те вопросы, которые могли у вас остаться.

Без сомнения, твердотопливное отопление является самым древним способом, придуманным человеком для обогрева своего дома. Каменный уголь, торф и дрова – такие энергоносители доступны человеку были с тех пор, как он стал обогревать свое жилище. Сегодня твердотопливные котлы для отопления пользуются очень большой популярностью, поскольку развитие технологий и более глубокое понимание процесса горения способствует второму рождению таких видов топлива.

Современные твердотопливные котлы для отопления частного дома способны довести КПД сгорания твердых видов топлива до 92-94 процентов. Такой высокий показатель, который был недостижим в прошлые времена, обеспечивает возможность наладить систему отопления дома без электричества и газа, используя лишь твердые энергоносители, тем более данная схема способна выступать и в качестве главного контура обогрева.

Данная статья предназначена для представления основных видов твердотопливных котлов, описан процесс выбора такого оборудования, а также указаны некоторые марки котлов.

Как только выбрано топливо, используемое для отопления дома или дачи, возникает необходимость определиться с котлом. Все котлы, функционирующие на твердом топливе, классифицируются на следующие группы: длительного горения, пиролизные, автоматические, классические. Ниже будет подробнее описан каждый вид оборудования в отдельности.

Котлы длительного горения

Такое оборудование, как котлы отопления твердотопливные для дома имеют специальные компоненты, которыми и поддерживается длительное горение. Данное горение обычно обеспечивается двумя системами: прибалтийской системой Стропува, а также канадской системой Булерьян.

К примеру, система Стропува — это бочка до трех метров высотой, которая наполняется дровами и закрывается подвижной крышкой, имеющей дымоход. Вначале поджигаются дрова, что обеспечивает их экономное горение, при этом обеспечивая нагрев теплоносителя по рубашке бочки, а подача кислорода регулируется автоматическим режимом.

Системой Булерьян является 2-камерная печь для горения дров, разделенная горизонтально. Снизу происходит тление топлива, газы перемещаются в верхнюю камеру, где происходит перемешивание с вторичным кислородом посредством жиклера, а затем топливо дожигается. Такой котел отопления на твердом топливе длительного горения является отличным решением для обогрева загородного дома или дачи.

Котлы пиролизные

Главный принцип функционирования таких котлов основан на процессе разложения топлива для горения газа. Следует заметить, что твердотопливным котлом данного вида объясняется процессом воздействия на топливо большой температуры при ограниченном объеме воздуха. Структура котла представляет собой 2 камеры, разделенные колосниками: нижняя необходима для загрузки, а также камера сгорания.

В таких котлах процесс горения следующий: топливо необходимо заложить и поджечь, после чего дверца камеры для топки закрывается. В верхней камере происходит активирование вентилятора наддува, который служит для перемешивания чистого кислорода с газами тления с нижней камеры. Происходит воспламенение смеси и посредством форсунки из керамики на топливо направляется огонь.

Без доступа кислорода котел отопления твердотопливный начинает обжигать топливо – что создает пиролиз, иными словами, осуществляется разложение, а также газификация горючего. Пока топливо совсем не прогорит, такой процесс будет продолжаться. Таким образом, и осуществляется отопление при помощи твердого топлива.

Плюсы пиролизного котла следующие:

Несмотря на преимущества, имеются и недостатки:

Котлы автоматические

Автоматический котел для отопления частного дома твердотопливный является наиболее оптимальным выбором, поскольку в нем такие процессы, как уборка золы, а также загрузка топлива автоматизированы. Котлы данного типа имеют бункер для подачи топлива работающий в автоматическом режиме – шнековый или транспортерный. Для обеспечения стабильности горения, топливо следует выбирать однородное, как по размеру, так и составу.

Плюсы данного котла следующие:

Минусы такого оборудования:

Котлы классические

Можно сказать, что система отопления частного дома с твердотопливным котлом классического типа представляет собой следующий принцип функционирования: для получения тепла осуществляется процесс сгорания твердого топлива, как при обычном костре. Процесс горения оптимизируется особой колосниковой решеткой, обеспечивающей поступление кислорода снизу для горения. Объем этого кислорода регулируется при помощи настроек шабера, а также подачи воздушных потоков в топку горения в ручном режиме.

Загрузка твердого топлива осуществляется посредством верхней дверцы, а через нижнюю происходит удаление золы, а также регулировка горения. Теплообменник в агрегате может быть произведен из стали, а также чугуна.

Плюсы котла:

возможность работы, как минимум на 2-х типах топлива;
возможность монтирования газовой, а также жидкотопливной горелки вне зависимости от электроэнергии.

Минусы:

наличие места по хранению топлива;

наличие отдельного помещения под котельную.

Основные параметры котлов и печей на твердом топливе

Твердотопливное теплоснабжение характеризуется относительно небольшими первоначальными затратами. На рынке представлены доступные по стоимости домашние котлы отопления на твердом топливе. Однако процесс установки оборудования и всей системы в целом должен выполняться по определенным правилам.

Практически все печи и котлы на твердом топливе для водяного отопления обладают одинаковыми характеристиками. Их знание и умение правильно использовать информацию помогут правильно подобрать оборудование для теплоснабжения дома. При выборе следует обращать внимание не только на технические аспекты, но и на качество изготовления. Котлы отопления для дома на твердом топливе должны изготавливаться из специальных сортов стали. Толщина корпуса составляет минимум 2 мм. Для топочной камеры применяют жаропрочную сталь толщиной от 3 мм и более.

Преимуществом будет гарантия от завода-производителя и продавца отопительного оборудования. Также нужно обращать внимание на наличие сети сервисных центров по обслуживанию и ремонту. Для того чтобы отзывы о котлах отопления на твердом топливе носили только положительный характер при выборе оборудования следует изучить такие параметры:

Номинальная мощность. Она определяется путем предварительных расчетов теплоснабжения. Для формирования небольшого запаса отопление частного дома твёрдым топливом должно иметь мощность на 15-20% больше расчетной;
Материал изготовления теплообменника . Наиболее надежными являются чугунные котлы отопления на твердом топливе. Их недостаток – большой показатель инертности и возможные разрушения при сильном механическом воздействии. Альтернативой являются более легкие и дешевые модели со стальным теплообменником;
Тип котла. Помимо классического оборудования прямого сгорания можно выбрать пиролизные или котлы длительного горения.

Нередко делают котлы отопления на твердом топливе своими руками. Но для выполнения этой работы нужно правильно подобрать схему изготовления и материалы. Преимуществом подобных конструкций является возможность адаптации по вышеизложенным параметрам к конкретной системе отопления.

Все печи для воздушного отопления на твердом топливе рассчитаны на использование угля, дров, топливных брикетов или торфа. Исключения составляют пеллетные котлы, отличающиеся конструкцией и предназначенные только для пеллет.

Схемы твердотопливного отопления

Монтажу отопительного оборудования предшествует выбор схемы. От нее зависит комплектация теплоснабжения, параметры работы системы, а также тип теплоносителя. В некоторых случаях целесообразна схема парового отопления на твердом топливе. Но чаще всего выбирают водяное теплоснабжение дома.

Выбор определяется характеристиками дома – его площадью, тепловыми потерями и требуемым температурным режимом работы отопления. Для равномерного теплового распределения рекомендована схема установки котла отопления на твердом топливе в водяной контур. Если же площадь дома небольшая – можно применять воздушное теплоснабжение. В редких случаях применяются паровые самодельные котлы отопления на твердом топливе.

На первом этапе выбора схемы установки котла отопления на твердом топливе сложно определиться с типом теплоснабжения. В настоящее время наиболее распространенными видами являются следующие:

Водяное с естественной циркуляцией . Применимо для небольших частных домов и дач. Это обусловлено максимально возможной протяженностью магистрали до 30 м. Даже при мощном котле отопления для дома на твердом топливе показатель циркуляции воды будет небольшим;
Водяное с принудительной циркуляцией . Для этого типа теплоснабжения можно продумать изготовление котла отопления на твердом топливе со встроенным насосом. Благодаря такой конструкции площадь обогрева значительно увеличивается;
Воздушное . Может быть реализовано с помощью специальных котлов отопления на твердом топливе своими руками, у которых в конструкции предусмотрены каналы для циркуляции теплого воздуха. Альтернативой является установка и системы каналов для распределения нагретого воздуха по комнатам дома;
Паровое . В автономном отоплении применяется крайне редко из-за дороговизны оборудования и необходимости постоянного контроля за состоянием теплоносителя. Большинство схем парового отопления на твердом топливе предназначены для теплоснабжения больших зданий.

Оптимальным вариантом для установки домашнего котла отопления на твердом топливе является водяное теплоснабжение с принудительной циркуляцией. Оно обладает хорошими эксплуатационными качествами, недорого в обслуживании. Также можно отметить большое количество схем, согласно которым можно самостоятельно выполнить расчет котла отопления на твердом топливе.

В любой отопительной системе независимо от выбранной схемы обязательно должны присутствовать элементы безопасности. Для котлов на твердом топливе для водяного отопления это воздухотводчики, спускные и обратные клапаны.

Котлы прямого горения

Самое простое устройство котла отопления на твердом топливе имеют классические модели. Они состоят из топочной камеры, зольника, теплообменника и дымоходного патрубка. Передача тепловой энергии воде происходит за счет сгорания топлива в топке.

Преимуществом подобных моделей является надежность и простота конструкции. Для самостоятельного изготовления котла отопления на твердом топливе этого типа понадобятся минимум инструментов и материалов.

Но наряду с положительными качествами эти котлы обладают рядом недостатков. Основной из них – большой расход топлива. В отзывах о котлах отопления на твердом топливе прямого горения указывают на необходимость постоянного добавления дров или угля. Если этого не делать – температура воды в трубах будет неизбежно снижаться.

Также следует отметить такие особенности отопления частного дома твёрдым топливом с помощью котлов этого типа:

Большой показатель инерционности . Время нагрева воды в трубах до требуемой температуры может составить от 10 до 30 мин в зависимости от вида системы и ее характеристик;
Проблемы с регулировкой мощности . Как и в печах для воздушного отопления на твердом топливе это можно осуществить только ограничив приток воздуха через зольник. Поэтому при проектировании системы теплоснабжения нужно предусмотреть монтаж устройств безопасности;
Низкий показатель КПД . Обычно он составляет около 60-65%. Это связано с тем, что некоторая часть тепловой энергии уходит вместе с угарным газом через дымоход;
Комплектация . В состав стальных и чугунных котлов отопления на твердом топливе не входит циркуляционный насос, группа безопасности.

Также стоит отметить отсутствие второго контура для горячего водоснабжения. В качестве альтернативы можно рассматривать возможность подключения бака прямого или косвенного нагрева, если такое предусмотрено конструкцией. В таком случае при расчете котла отопления на твердом топливе следует учитывать монтаж дополнительного оборудования.

В большинстве случаев в устройстве котла отопления на твердом топливе предусмотрено время работы на одной партии дров или угля от 4 до 6 часов. Чем больше интенсивность горения – тем меньше время для одного цикла.

Пиролизные твердотопливные котлы

Для оптимизации расхода топлива и повышения КПД были разработаны на твердом горючем. Несмотря на схожесть процессов, протекающих внутри конструкции, их принцип работы отличается от описанных моделей прямого горения.

Подобные котлы на твердом топливе для водяного теплоснабжения также называются газогенераторными. Их принцип работы основан не на прямом сгорании дров, а на формировании летучей смеси. При относительно небольшом температурном воздействии на дрова и с минимальным притоком кислорода происходит процесс их тления. В результате этого образуется так называемый древесный газ. Поднимаясь по специальным каналам, он попадает в камеру сгорания, где смешиваясь с потоком воздуха воспламеняется.

Преимуществом эксплуатации газогенераторных котлов теплоснабжения для дома на твердом топливе является экономный расход горючего. В среднем одной партии дров хватает на 12-18 часов работы. Кроме этого пиролизные чугунные котлы теплоснабжения на твердом топливе характеризуются такими качествами:

Подключение к электросети . Для эффективной работы котел должен быть оборудован вентилятором или турбиной (встречается редко);
Качество топлива . Перед загрузкой дрова должны пройти этап просушки. Оптимальная влажность для отопления частного коттеджа твёрдым топливом должна составлять 8-10%;
Минимальный объем угарных газов . Их большая часть сгорает во вторичной камере. Благодаря этому при расчете отопительного котла на твердом топливе можно предусмотреть дымоход меньшего диаметра. Но он должен быть утеплен, так как велика вероятность образования конденсата на его поверхности;
Виды топлива . Устройство пиролизного котла отопления на твердом топливе сделано таким образом, что можно использовать поленья, опилки и древесные отходы. Важно, чтобы они имели нужный уровень влажности и не содержали сторонних примесей.

Для регулирования мощности котлы отопления на твердом топливе, сделанного своими руками, можно подключить вентилятор к блоку управления. Он будет регулировать мощность работы устройства в зависимости от температуры в помещении и на улице. Таким образом можно уменьшить расход топлива и оптимизировать работу отопления.

Улучшить характеристики газогенераторного самодельного котла теплоснабжения на твердом топливе можно с помощью облицовки его внешней поверхности. Это снизит тепловые потери конструкции.

Котел на твердом топливе длительного горения

Одной из альтернатив пиролизному котлу отопления являются модели длительного горения. Это относительно новая отопительная конструкция, которая характеризуется низким расходом топлива и длительным периодом его сгорания.

Классическая схема установки котла теплоснабжения на твердом топливе предусматривает значительный нагрев воды в теплообменнике. В настоящее время большую популярность набирают низкотемпературные системы. Именно для таких схем будет оптимален котел длительного горения. Он отличается от классических моделей отсутствием зольника и способом подачи воздуха для поддержания процесса сгорания топлива. В отзывах о котлах длительного горения отопления на твердом топливе указывается на их высокую эффективность и надежность работы.

Конструктивно он состоит из большой камеры сгорания, занимающей около 90% от общего объема котла. Подача воздуха осуществляется через верхний патрубок, который опускается под действием силы притяжения по мере сгорания топлива. Фактически происходит процесс тления, из-за чего температура теплоносителя не превышает +70°С.

Потребителю будет полезно знать следующие свойства котла длительного горения:

Наличие автоматического регулятора тяги . Это механическое устройство, имеющее в своей конструкции термоэлемент. При его нагреве происходит уменьшение притока воздуха. Обратный процесс провоцирует уменьшение температуры воздействия на термоэлемент;
Не нужно подключение к электросети ;
Очистка от золы осуществляется 1 раз в 3-4 дня работы . Однако при большом количестве продуктов сгорания происходит резкое ухудшение работы котла;
Горение происходит только вверху . Благодаря этому наблюдается существенное снижение расхода топлива.

Одним из недостатков котлов длительного горения является их высокая стоимость. Однако при правильном проектировании системы отопления компенсация первичных затрат произойдет после 4-5 отопительных сезонов. Также необходимо обеспечить защиту конструкции от влаги.

На сегодняшний день автономная система отопления в доме это не что-то удивительное и уникальное, а вполне нормальное положение вещей. Год за годом системы отопления совершенствуются и становятся всё лучше и лучше. Сегодня кульминацией прогресса является именно отопительные системы на твёрдом топливе.

Для вашего удобства статья поделена на главы:

Что важно знать при установке отопительной системы

Что же необходимо знать при монтаже системы отопления? Чаще всего пользователи котлов не знают что именно им нужно и потому очень легко поддаться на «мудрые» советы соседей, знакомых и родственников о том что и как нужно сделать. Тем не менее система отопления это сложный и важный механизм, которые содержит в себе контуры для теплоносителя, и многое многое другое. Поэтому необходимо обладать хотя бы базовыми знаниями, чтобы потом не корить себя за сэкономленные деньги и неработоспособную или не надёжную систему отопления.

Для начала, даже если у Вас уже практически закончен дом или вы просто хотите поменять котёл, задумайтесь и проанализируйте качественно ли утеплён Ваш дом. Ведь если дом утеплён плохо, никакая система отопления Вам не поможет. И не важно на газу система отопления или на твёрдом топливе. Так что задача номер один: хорошо утеплённый дом.
Найдите хорошего специалиста. В идеале это должна быть авторизованная фирма. Да, они возьмут больше денег, но зато дадут гарантию на свои работы. Конечно, может Вам повезёт и попадётся народный мастер-умелец, но стоит ли рисковать? Кстати связи дельца с всевозможными конторами, типа газовых или каких-то там ещё, вовсе не показатель качества. Обсудите , либо одноконтурной системой либо двухконтурной.
Помните, что система отопления — это не просто собранные в определённом порядке элементы, а сложная инженерная сеть. В которой чётко должны быть продуманы все диаметры, уровни давлений и многое другое.

Виды систем отопления по признаку топлива

В зависимости от типа топлива, системы отопления разделяют на следующие виды:

Системы отопления на жидком топливе (мазут, спирт) — Очень дорогое удовольствие, на сегодняшний день. Зато максимальная автономность. Кроме того, если, например, применять параллельно дизельный генератор, то можно выработать ещё и электричество. Хотя опять таки — очень дорого. Мазут более практичен, но в частных домах не применяется, хотя и отлично служит как вид топлива для обогрева целых районов или городов.
Системы отопления на газу. Частый вид сегодня. Газовые котлы достаточно надёжны и неприхотливы. Конечно, главный минус — это необходимость поставки газа по центральному снабжению.
Так как наш сайт посвящён котлам на твёрдом топливе, то отдельно речь пойдёт о системах отопления на твёрдом топливе. То что нужно учитывать в таком случае, это разный КПД котлов в зависимости от вида топлива. Например, в котлах для дров можно сжигать и брикеты, но КПД при этом будет существенно изменяться. на твёрдом топливе и соотнесите этот расчёыт с топливом, которое вы собираетесь использовать, ведь в отдельных случаях бывает, что топить тем же газом дешевле, если конечно газ подведён к дому. Также будьте готовы к тому, что устройство отопления на твёрдом топливе обойдётся Вам дороже, чем любой другой системы. Но при этом экономия на топливе составит от 15 до 50% в зависимости от типа потребления, вида топлива и степени утеплённости дома.

Система отопления с твердотопливным котлом

Насколько комфортна в пользовании система отопления на ? Помимо того, что отопительные системы с не уступают в комфорте пользования обычным, более популярным системам, они ещё и намного экономнее. В , в отопительной системе на твёрдом топливе используют такие элементы:

Котёл — генератор тепла
— этот элемент заботиться о равномерном горении топлива, для его наиболее целесообразного горения. Бак-накопитель несёт очень важную функцию: даже после сгорания топлива, отдаёт в систему, аккумулированое тепло, что стабилизирует в общем работу всей системы. В зависимости от вида, может содержать в себе бак для обеспечения потребностей в крупных объёмах воды, например для принятия ванны. Также, в зависимости от комплектации, бак может быть с дополнитеным нагревательным элементом — теном . Во время пиковых нагрузок, он поддерживает систему, помогая нагревать воду. Так же существуют электрические котлы небольших размеров, которые устанавливаются прямо на проточную трубу, с той же целью — поддержать главный котёл во время пиковых нагрузок и не дать воде быстро остыть после прогорания топлива. Ведь для поддержания температуры нужно меньше энергии, чем для первоначального нагрева.
Термостатический смеситель — контролирует стабильную температуру, путём смешивания горячей(уже нагретой) и холодной воды.

Среди котлов на твердом топливе самой большой популярностью пользуются твердотопливные котлы на дровах.

Твердотопливные котлы на дровах

Котел имеет электрический нагнетатель воздуха, который управляется электронной системой от термостата. В результате изменения количества воздуха, мощность котла в процессе горения меняется в зависимости от температуры теплоносителя.

Электронная система выводит на дисплей различные показатели для контроля режима работы котла. Котел имеет индикатор минимального количества топлива в топке и подает сигнал об этом хозяину. Конструкция котла предусматривает возможность дозагрузки топлива не останавливая процесс горения.

Производители оборудования выпускают универсальные комбинированные котлы , которые могут сжигать топливо в двух режимах — с подачей воздуха или снизу, или сверху. Стоимость таких котлов естественно выше.

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:

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.

Как выбрать мощность твердотопливного котла

Твердотопливный котел нужно выбрать так, чтобы его номинальная отопительная мощность соответствовала тепловым потерям отапливаемого объекта.

Выбор котла слишком большой номинальной мощности приводит к тому, что котел большую часть времени работает в режиме значительного ограничения мощности. А это, в свою очередь, приводит к снижению КПД (увеличению расхода топлива), повышенному образованию отложений (сажи, дегтя), ускоренной коррозии котла и дымохода. Увеличивается риск перегрева теплоносителя в котле. Стоимость котлов растет по мере увеличения мощности.

Поэтому не следует покупать котел, имеющий значительно большую мощность , чем тепловые потери дома.

Правда, при подборе котла с большим запасом по мощности увеличивается продолжительность горения одной закладки топлива — в топке больше дров. Но, выгодно реализовать это преимущество можно только в системе отопления с аккумулятором тепла.

Точный расчет тепловых потерь дома и мощности отопительного котла достаточно сложная задача, решение которой лучше поручить специалистам-проектировщикам. Менеджеры фирмы, которая продает котлы, скорее всего посоветуют Вам выбрать котел избыточной мощности — это им выгодно.

Ориентировочно мощность котла для отопления дома выбирают , руководствуясь общепринятыми величинами удельной мощности на 10м 2 отапливаемой площади по климатическим зонам:

Для южных районов России: 0,7 — 0,9 кВт/10м 2 .
Для средней полосы — 1,2 — 1,5 кВт/10м 2 .
Для северных районов — 1,5 — 2 кВт/10м 2 .

Например, для региона г. Москвы в доме с отапливаемой площадью 150 м2 следует установить котел мощностью 150м 2 х 1,2кВт/10м 2 = 18кВт.

Для дома, построенного с соблюдением современных требований к энергосбережению, для расчета применяют меньшие из указанных значений.

Следует также учитывать, что теплоёмкость незамерзающих жидкостей на 20% ниже чем у воды. При их использовании в качестве теплоносителя мощность котла может падать на 10 – 15% от номинальной.

Систему водянного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя рекомендуется использовать в домах с отапливаемой площадью помещений не более 100м 2 . В домах большей площади или в системах отопления с теплыми полами применяют принудительную циркуляцию теплоносителя с установкой циркуляционных насосов.

Защита твердотопливного котла от перегрева

В твердотопливном котле горящее топливо, да и сам котел обладают довольно большой массой. Поэтому процесс тепловыделения в котле имеет большую инерцию. Горение топлива и нагрев воды в котле на твердом топливе нельзя мгновенно остановить, прекратив подачу топлива, как это делается в газовом котле.

Твердотопливные котлы, больше чем другие, склонны к перегреву теплоносителя – вскипанию воды, если пропал отбор тепла, например, при внезапном прекращении циркуляции воды в системе отопления, или тепла в котле выделяется больше, чем расходуется.

Кипение воды в котле ведет к росту температуры и давления в системе отопления со всеми серьезными последствиями – разрушению оборудования системы отопления, травматизму людей, повреждению имущества.

Современные закрытые системы отопления с твердотопливным котлом особенно склонны к перегреву, так как содержат сравнительно маленький объем теплоносителя.

В системах отопления обычно используются полимерные трубы, коллекторные узлы управления и распределения, различные краны, клапаны и другая арматура. Большинство элементов системы отопления очень чувствительны к перегреву теплоносителя и скачкам давления, вызванных кипением воды в системе.

Твердотопливный котел в системе отопления должен иметь защиту от перегрева теплоносителя.

Для защиты твердотопливного котла от перегрева в закрытой системе отопления, не имеющей соединения с атмосферой, необходимо выполнить два действия:

Перекрыть подачу воздуха для горения в топку котла, чтобы как можно быстрее снизить интенсивность горения топлива.
Обеспечить охлаждение теплоносителя на выходе из котла и не допустить повышения температуры воды до кипения. Охлаждение должно происходить до тех пор, пока выделение тепла не снизится до уровня, при котором кипение воды станет невозможным.

Рассмотрим, как выполнить защиту котла от перегрева, на примере схемы отопления, которая приведена ниже.

Схема подключения твердотопливного котла к закрытой системе отопления

Схема закрытой системы отопления с твердотопливным котлом.

1 — группа безопасности котла (предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, манометр); 2 — бак с запасом воды для охлаждения теплоносителя при перегреве котла; 3 — поплавковый запорный клапан; 4 — термоклапан; 5 — группа подключения расширительного мембранного бака; 6 — узел циркуляции теплоносителя и защиты котла от низкотемпературной коррозии (с насосом и трехходовым клапаном); 7 — теплообменник защиты от перегрева.

Защита котла от перегрева работает следующим образом. При повышении температуры теплоносителя выше 95 градусов, термостат на котле закрывает заслонку подачи воздуха в камеру сгорания котла.

Термоклапан поз.4 открывает подачу холодной воды из бака поз.2 в теплообменник поз.7. Холодная вода, протекающая через теплообменник охлаждает теплоноситель на выходе из котла, не допуская кипения.

Запас воды в баке поз.2 необходим на случай отсутствия воды в водопроводе, например, при отключении электроэнергии. Часто в системе водоснабжения дома устанавливают общий накопительный бак. Тогда воду для охлаждения котла берут из этого бака.

Теплообменник для защиты котла от перегрева и охлаждения теплоносителя, поз.7 и термоклапан, поз.4 производители котлов обычно встраивают в корпус котла. Это стало стандартным оснащением котлов, предназначенных для закрытых систем отопления.