Твердотопливные котлы для частного дома
- Что такое твердотопливный котел?
- Котлы длительного горения
- Установки пиролизного типа
- Комбинированные котельные установки
- Как выбрать твердотопливный котел для отдельно стоящего дома
- Материалы для теплообменников
- Одноконтурный или двухконтурный
- Коэффициент полезного действия
- Автоматизация
- Минимальная требуемая мощность
Наиболее распространенными причинами выбора твердотопливного котла являются отсутствие газопровода рядом с домом или, реже, низкая стоимость или доступность твердого топлива, например, в районах добычи угля. В качестве альтернативы твердотопливные котлы по-прежнему пользуются спросом, поскольку они дешевы, надежны и энергонезависимы.
Современные твердотопливные модели далеко ушли от своих старых аналогов и вполне могут быть использованы в качестве основы для системы отопления в доме с постоянным проживанием.
Помимо стандартной энергонезависимой конфигурации, существуют автоматизированные модели, требующие подключения к сети, модели с гораздо более высоким Эффективность, а также котлы с периодом горения в несколько дней и комбинации, предназначенные для установки газовых горелок или ТЭНов.
В этом материале мы максимально раскрыли все критерии и нюансы выбора твердотопливного котла и привели наиболее удачные, эффективные и экономичные примеры твердотопливных водогрейных котлов для бытового использования.
Что такое твердотопливный котел?
Современные твердотопливные котлы - это специализированные напольные, одно- или двухконтурные отопительные котлы с водяным контуром. В зависимости от конструкции и материала теплообменника (которые будут рассмотрены позже), котлы могут сжигать дрова, уголь и древесный уголь (включая антрацит), торф, кокс, брикеты и пеллеты. Простые механические модели полностью энергонезависимы, т.е. не требуют подключения к электросети.
Конструкция и принципы работы
В основном, конструкция и принципы работы современных твердотопливных котлов остаются понятными и неизменными.
- топливо загружается в камеру сгорания, а затем зажигается вручную.
- стены топочной камеры являются теплообменниками, в которых циркулирует теплоноситель.
- при нагревании, стенки теплообменника передают тепло теплоносителю, который затем циркулирует по всей системе отопления дома, отдавая тепло через радиаторы и обратно в котел.
- кислород для горения забирается из помещения через отверстие в нижней части котла (вытяжной воздухоотводчик). Продукты горения удаляются с помощью естественной тяги через дымоход.
- внизу камеры сгорания обычно находится колосниковая решетка, через которую зола собирается в зольный бункер, расположенный внизу.
Котлы длительного горения
В эту категорию попадают котлы, у которых время горения одной загрузки топлива составляет более 24 часов. Такие котлы значительно дороже обычных - от 50-60 000 рублей. Однако главный недостаток твердотопливных моделей - необходимость постоянной дозаправки - в них устранен.
Разумеется, для достижения длительного горения в таких котлах используется увеличение объема топочной камеры (с 60-80 литров до сотен литров). Но суть технологии заключается, прежде всего, в верхнем способе сжигания: топливо сжигается сверху вниз, причем не все, а только верхний слой.
При достижении заданной температуры подача кислорода уменьшается, и котел переходит в режим тления, максимально эффективно расходуя запасы топлива в топочной камере. Классические модели имеют среднюю эффективность, равную около 75%, а твердотопливные котлы длительного горения имеют эффективность порядка 85-90%.
Однако важно понимать, что продолжительность горения зависит от типа топлива. Если производитель заявляет, что котел способен непрерывно сжигать топливо в течение 3 дней, это означает, что такие характеристики могут быть достигнуты при использовании хорошего каменного угля с низкой зольностью (до 15%), а еще лучше - древесного угля. Дрова в таком котле сгорают в течение 8-16 часов. Еще одним недостатком этой конструкции является отсутствие на рынке двухконтурных моделей длительного горения.
Установки пиролизного типа
Пиролизные котлы более эффективны и поэтому более экономичны с точки зрения затрат на 1 кВт тепловой энергии, с эффективностью до 95%. Принцип технологии заключается в разделении твердого топлива на две части: уголь и газ. В основной горелке топливо сжигается при нормальной температуре, а при недостатке кислорода выделяется газ, который поступает в камеру дожигания и полностью сгорает.
Таким образом, в трубу сбрасывается минимальное количество неиспользованной тепловой энергии. Цена пиролизной модели по-прежнему начинается от 60 000 рублей.
Пиролизные котлы также характеризуются эффективностью сжигания древесины и временем сгорания. Однако не все модели подходят для сжигания угля, поэтому необходимо тщательно проверить характеристики котла.
В большинстве случаев передача выбросов в камеру дожигания осуществляется с помощью воздуходувки, а все процессы контролируются автоматически, поэтому многие модели пиролизных установок являются энергозависимыми, т.е. требуют подключения к электросети.
Комбинированные котельные установки
Универсальные гибридные котлы - это, по сути, классические твердотопливные котлы, но с возможностью установки газовой горелки или нагревательного элемента. Первоначально комбинированная модель работает в стандартном режиме, сжигая твердое топливо, но с установкой газовой горелки в специальный отсек во фронтальной двери, котел прекрасно подходит для работы на природном газе.
Бакелитовые котлы часто имеют предустановленный блок нагревательных элементов, который можно использовать в качестве дополнительного источника тепла, например, ночью, когда дрова в плите прогорели.
Они ненамного дороже классических твердотопливных котлов, а по размерам практически идентичны. Такие установки идеально подходят при планировании перехода на природный газ или при комбинировании дров и электричества, когда есть счетчик, дифференцирующий потребление по часовым поясам.
Как выбрать твердотопливный котел для отдельно стоящего дома
Прямой, длительный обжиг или пиролиз
Выбор во многом зависит от бюджета. Прямое сжигание топлива используется в обычных твердотопливных котлах: оно недорогое, механическое, простое в эксплуатации, не требует подключения к сети и не привередливо к виду и качеству топлива.
Если у вас ограниченный бюджет, лучше всего выбрать классический отопительный трубчатый котел и не рассматривать другие типы. Несмотря на низкий КПД и то, что они требуют от владельца частого нахождения в котельной для контроля горения и загрузки нового топлива (каждые 2-4 часа), это по-прежнему лучший и самый популярный вариант для временного и постоянного проживания в доме.
Это объясняется простотой конструкции, доступностью и, конечно же, доступной стоимостью.
Если бюджет не так ограничен, есть два варианта: котел длительного горения по принципу "сверху вниз" и пиролизный котел. Если вы выберете первый вариант, вы можете рассчитывать на почти автономную, в большинстве случаев энергонезависимую систему с простым механическим управлением.
Такие котлы более эффективны и поэтому экономят больше топлива (в среднем на 10-15%). Среднее время горения куска древесины составляет 10-12 часов, но в некоторых моделях оно может достигать 20-24 часов. В стандартных популярных моделях уголь горит в среднем 24-40 часов, но есть и модели, которые горят до 7 дней. Поэтому предпочтительнее отапливать их углем. Цены на эти котлы начинаются от 50-60 000 рублей.
Пиролизные твердотопливные котлы, в отличие от первых, больше подходят, если в качестве топлива планируется использовать древесину. Эта технология также является наиболее эффективной на сегодняшний день, в среднем экономия составляет от 20% до 25%.
Выбрав этот вариант, вы можете получить фактически автономную систему отопления. Однако в большинстве случаев она энергонезависима, с автоматическим электронным управлением и возможностью дистанционного управления через мобильное приложение.
В среднем пиролизная модель стоит дороже, чем модель длительного горения по принципу "сверху вниз", но механические варианты все равно начинаются от 60 000 рублей.
Материалы для теплообменников
Первичным теплообменником является основной элемент котла, т.е. стена камеры сгорания. Теплоноситель (обычно вода) циркулирует по нему и аккумулирует тепло от сжигаемого в камере сгорания топлива. Материалы для теплообменников определяет стоимость, практичность, срок службы и вид топлива, которое можно использовать в котле. Доступны две версии:
- Теплообменники из стали. Наиболее популярными причинами выбора такого теплообменника являются низкая стоимость, малый вес, независимость от перепадов температур и практичность. Обычно используется для котлов в низком и среднем ценовом диапазоне. Стальные теплообменники обычно не подходят для сжигания угля и никогда для антрацита, так как они горят или плавятся при температуре сгорания 800-1000°C. Однако наиболее существенным недостатком стальных теплообменников является их подверженность коррозии (даже при использовании специальных антикоррозионных покрытий), под воздействием которой срок службы стальных конструкций составляет в среднем 12-18 лет. Мы рекомендуем выбирать модели с толщиной стенок теплообменника не менее 4 мм, предпочтительно 5 мм.
- Чугунные теплообменники. Тяжелее и дороже, но устойчивы к коррозии и долговечны. Чугунные теплообменники имеют срок службы более 30 лет и выдерживают температуру свыше 1000°C, что означает, что их можно сжигать на любом виде угля, включая антрацит. Единственными недостатками являются сложность транспортировки, повышенные требования к полу (чугунные котлы могут весить от 100 кг до 600 кг и более), а также хрупкость и уязвимость к резким изменениям температуры. Стандартный серый чугун может растрескаться, если разница температур между подающей и обратной трубами превысит 50-55°C, поэтому при установке в больших отдельно стоящих домах, где вероятна такая разница температур, необходимо использовать трехходовой клапан. Он соединяет подачу с братом и сестрой, смешивая нагретую воду с последней и уменьшая разницу температур. Стоимость чугунных моделей начинается от 30 000 рублей, но лучше всего выбирать именно этот тип котла.
Одноконтурный или двухконтурный
Одноконтурные котлы специально разработаны для отопительных контуров. Двухконтурная система оснащена дополнительным контуром ГВС, который не подключен напрямую к отопительному контуру, чтобы санитарная вода в нем не смешивалась с технической водой в отопительном контуре.
Двухконтурная модель стоит всего на 30-50% дороже, поэтому это самый дешевый способ организации бытового горячего водоснабжения. Однако в случае твердотопливных котлов, в отличие от газовых, мы не рекомендуем использовать двухконтурную модель: лучше организовать систему с использованием теплового аккумулятора (буферной емкости).
Прежде всего, преобразование тепла в классическом твердотопливном котле представляет собой циклический процесс: сначала топливо воспламеняется, затем происходит пик тепловой мощности, после чего горение исчезает. В этом режиме работы трудно гарантировать постоянную санитарную температуру горячей воды только за счет функции бойлера.
Во-вторых, в любом случае, цикл подогрева пола требует наличия теплового аккумулятора, иначе пол будет перегреваться, система будет небезопасной и высока вероятность выхода из строя. В-третьих, просто невозможно найти твердотопливный котел длительного горения в двухконтурной модели, только в классической.
Хорошая буферная емкость оснащена как вторым контуром ГВС, так и выходом для контура напольного отопления. Использование двухконтурного твердотопливного котла для обеспечения бытовой горячей водой оправдано только при временном размещении дома.
Коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия показывает, насколько эффективно сжигается твердое топливо, соответственно, чем выше коэффициент полезного действия, тем меньше топлива сжигается для накопления необходимого тепла. Конечно, для достижения заявленной производителем эффективности необходимо организовать дымоход в соответствии с правилами и требованиями, установить котел, контролировать качество топлива и своевременно обслуживать котел. Однако даже если топливо не является самым совершенным с точки зрения теплотворной способности, достичь номинального значения вполне реально.
В целом, коэффициент полезного действия следует принимать во внимание при определении вышеуказанных параметров и выборе конкретной модели. Мы рекомендуем значения 75% и выше для традиционных твердотопливных котлов и 82-85% и выше для котлов мгновенного сгорания. Значения ниже этих пределов указывают на технические недостатки конструкции и высокий уровень потерь тепловой энергии.
Автоматизация
Более дешевые котлы не оснащены автоматикой и могут управляться только механически. Более дорогие модели оснащены системами, способными повысить эффективность сгорания топлива, значительно снизить эффективность цикла, увеличить время сгорания основной нагрузки и обеспечить автоматическое зажигание.
Самостоятельно установить автоматический комплект проблематично, его цена составляет 70-110 000 рублей, поэтому при знании всех процессов и определенных навыках работы с котлом можно сэкономить значительную сумму денег. Пакет состоит из двух отдельных элементов:
- Воздуходувка - устанавливается на передней дверце котла, зольнике или топке. Воздуходувка подает кислород в камеру сгорания и, в отличие от механических дверей, способна автоматически регулировать объем воздуха в режиме реального времени.
- Контроллер - блок управления, который контролирует скорость вращения вентилятора. Контроллер также может управлять циркуляционным насосом (при наличии), клапаном дымоудаления и 3-ходовым клапаном. Усовершенствованные модели могут быть подключены к комнатному термостату, имеют погодозависимые функции и оснащены GSM-модулем.
Отдельно от первых стоит упомянуть системы автоматической подачи топлива, которые в основном устанавливаются на пеллетные котлы, но иногда и на котлы, работающие на угле (в этом случае в основном соблюдается соответствующая пропорция угля). Такая система недешева, но позволяет добиться максимальной автономности, при этом частота заправок сокращается до одного раза в 5-8 дней, а в некоторых случаях - до двух недель.
Минимальная требуемая мощность
Хотя это и важно, но этот критерий мы оставляем напоследок, так как современные твердотопливные котлы имеют множество вариантов мощности. Это позволит вам сначала выбрать правильный тип котла, а затем - подходящую мощность.
Для всех твердотопливных котлов достаточно общего расчета минимально необходимой тепловой мощности. Поэтому на практике используется следующая спецификация: для отопления стандартного и умеренно утепленного дома с высотой потолков 2,7-3 м достаточно мощности 1 кВт на 10 м² отапливаемой площади.
Также рекомендуется оставить запас +20-25% на случай неожиданных заморозков. Если планируется установка теплоаккумуляторов или двухконтурных моделей, в расчеты следует включить дополнительный резерв в размере 20-30%.
В интернет-магазине «Печи-Онлайн» представлен большой выбор твердотопливных котлов разных видов. Все модели, представленные на сайте, отвечают технике безопасности и идеально подходят для большого дома или дачи. Если у вас возникли вопросы, вы можете заполнить онлайн форму на сайте или позвонить по телефону 8 (343) 226-06-66. Наши специалисты проконсультируют вас и помогут с выбором и покупкой твердотопливного котла.
