Технологии и материалы

Материалы

Твердотопливыные котлы

Планируя систему отопления в загородный каркасный дом или на дачу, большинство собственников недвижимости сталкиваются с проблемой выбора вида топлива для водогрейного котла. Самый дешевый вариант – природный газ из магистральных газопроводных линий. Но, к сожалению, далеко не все населенные пункты, а тем более дачные товарищества и поселки, расположены вблизи газовых магистралей. Электричество в таких случаях более доступный вариант энергоносителя. Однако стоимость электроэнергии заставляет задуматься о целесообразности монтажа электрического котла.


Электоэнергия вытягивает деньги.jpg

Единственная конкурентоспособная альтернатива электрокотлам – твердотопливные котлы.


твердотопливный-котел.jpg

Однако, даже определившись с видом топлива для системы обогрева, не так просто выбрать конкретную модель котла. Без надлежащей предварительной подготовки процедура покупки может затянуться надолго. Ведь в торговой сети предложение по твердотопливному отопительному оборудованию представлено десятками моделей. Причем все они существенно отличаются по характеристикам и цене.



Типовая конструкция твердотопливного котла и краткое описание принципа работы.


Несмотря на разнообразие представленных в торговой сети моделей твердотопливных котлов, их устройство имеет много общего, а принцип работы одинаковый. 

Итак, основные узлы, входящие в состав твердотопливного котла, следующие:

  1. Топочная камера. Именно здесь происходит сгорание топлива и выработка тепловой энергии.
  2. Теплообменник. С помощью этого узла происходит преобразование тепловой энергии, которая образуется при сгорании топливной закладки, в тепловую энергию теплоносителя.
  3. Зольник с люком для очистки. Здесь происходит накопление золы, образующейся в результате сгорания. После прогорания очередной закладки или при накоплении большого количества золы, она удаляется вручную через специальный люк.
  4. Колосники. Решетка между пространством топочной камеры и зольником. На ней укладывается топливо и происходит процесс сгорания. В процессе горения образовавшаяся зола просыпается через колосниковую решетку и попадает в зольник.
  5. Блок автоматики. Основным элементом этого блока считается терморегулятор. С его помощью регулируется интенсивность горения и, соответственно, количество получаемого тепла, идущего на нагрев теплоносителя.

Процедура работы твердотопливного котла, обеспечивающего отопление в каркасном доме, чрезвычайно проста. В топочную камеру через люк загружается некоторый объем топлива. В процессе сгорания топлива образуется некоторое количество тепловой энергии, которая нагревает тело теплообменника. Теплообменник соединяется с отопительными контурами, внутри которых циркулирует теплоноситель. Освободившая тепловая энергия греет теплоноситель, который самотоком или при помощи циркуляционного насоса движется по трубам отопительных контуров и нагревает радиаторы, а они греют воздух в помещениях. Образующаяся при сгорании зола просыпается в зольник.



Виды твердотопливных котлов для водяного отопления.


Существует достаточно длинный перечень классификационных признаков, в соответствии с которыми все существующие твердотопливные котлы делятся на группы. Рассмотрим основные признаки, которые будут полезны при выборе подходящей модели среди того разнообразия, которое предлагается в крупных строительных супермаркетах или специализированных салонах-магазинах.



По виду используемого топлива:

Дровяные. Самый известный вариант твердотопливного котла. В зависимости от породы используемой древесины, одной закладки может хватить на 2-6 часов. Основной недостаток такого оборудования – высокая скорость прогорания топлива и необходимость наличия вместительного помещения для хранения запаса топлива на сезон. К тому же древесина обладает относительно низкой теплоотдачей.

Дрова.jpg

Угольные. В качестве топлива для работы такого типа котлов можно использовать бурый или каменный уголь, кокс, антрацит. Теплоотдача углей выше, чем у древесины приблизительно в 2 раза. Кроме того, для получения приблизительно одного и того же количества энергии, потребуется объем угля существенно меньший, чем древесины. Следовательно и места для хранения сезонного запаса топлива потребуется меньше. Время выгорания одной закладки может составлять 8-10 часов.

Уголь.jpg

Пеллетные. В таких агрегатах роль топлива исполняют особые гранулы, которые изготавливают из отходов деревообрабатывающих (опилки, стружка, кора и прочие) и сельхозпредприятий (солома, лузга и другие). КПД таких котлов, в зависимости от состава используемых пеллет, может доходить до 95%, что лишь незначительно уступает электрическим аналогам. Часто в модульные ЭкоДома ставится именно этот вид оборудования. Хотя и стоимость самих котлов, и топлива для них выше, чем рассмотренных выше вариантов. Но и отношения объема сжигаемого в топке топлива к получаемой полезной энергии впечатляет.

пелеты.jpg

Универсальные. Как несложно догадаться из названия, такой вариант оборудования может работать на разнообразных видах твердого топлива. Но как и любое другое универсальное устройство, такие котлы менее эффективны, чем узкоспециализированные аналоги. Некоторые производители предлагают универсальные котлы с двумя топочными камерами, каждая из которых ориентирована на использование своего вида топлива.


По материалу теплообменника.

По этому признаку различают два вида котлов:

• чугунные;
• стальные.

Большей популярностью у потребителей пользуются котлы с чугунным вариантом теплообменника. Чугун – металл с очень высокой теплоемкостью и устойчивостью к коррозии. Однако при этом он и более хрупок чем сталь и чувствителен к резким перепадам температур.

Применение плит Грин Борд.jpgКСТАТИ. По оценкам специалистов, при правильной эксплуатации агрегаты с теплообменниками из чугуна служат на 30% дольше, чем с аналогами из стали.

Планируя выбрать в свой модульный дом твердотопливный котел с теплообменником из чугуна, надо быть готовым к тому, что масса его будет значительно больше, чем у аналогичного агрегата со стальным теплообменником. И зачастую такие котлы приходится ставить на бетонный фундамент, который примет на себя основную нагрузку.

По способу сжигания топлива:

В зависимости от того, какой способ сжигания топлива реализован в котле, различают модели:

• классические;
• пиролизные.

В первых реализован традиционный способ сжигания топлива. Весь процесс протекает в одной камере, и при этом выделяются пиролизные газы. В состав пиролизных газов входят метанол, уксусная кислота, ацетон, фуран, бензол и другие вещества. В идеале пиролизные газы попадают в трубу и выбрасываются в атмосферу. Хотя возможно их попадание и в помещение. Традиционные котлы отличаются невысоким КПД (75-85%) из-за неполного сгорания топлива. При этом их конструкция относительно проста и цены относятся к категории бюджетных.

Пиролизные котлы имеют более сложную конструкцию, включающую в себя два две камеры длясжинания. В одной из них, как и в традиционных котлах, сгорают дрова, а во вторую отводятся выделяющиеся пиролизные газы и тоже сжигаются. За счет более полного использования возможностей топливной закладки, КПД таких котлов может достигать 92%. Соответственно, пиролизные котлы считаются более экономичными по сравнению с аналогами классической конструкции.


Применение плит Грин Борд.jpgВАЖНО. За счет сжигания образующихся в процессе горения пиролизных газов такое оборудование не только более экономичное, но и экологичное. Выброс вредных веществ у них минимален.

По способу загрузки топлива.

По этому признаку различают твердотопливные котлы:

• с ручной загрузкой;
• с автоматической загрузкой.

Первый вариант – это классика твердотопливного отопительного оборудования. В них топливо загружается вручную по мере возникновения необходимости. В зависимости от вида, качества и объема используемого топлива одной закладки хватает на несколько часов.

Котлы с автоматическим вариантом загрузки – это более современные и сложные по конструкции агрегаты. Кроме основной части, в которой происходит выработка тепла, они комплектуются бункером для хранения текущего запаса топлива. Автоматическая подача в топочную камеру может осуществляться с использованием шнекового или поршневого механизмов.


Применение плит Грин Борд.jpgВАЖНО. Выбирая котел с автоматической подачей, надо быть готовым к тому, что работа такого агрегата с крупнофракционным топливом (дровами) затруднена.

Продолжительность работы системы в автоматическом режиме определяется размером бункера и интенсивностью подачи топлива, и может составлять несколько суток. Поэтому потребители в модульные дома все чаще ставят именно такой вариант котлов.

По необходимости подключения к электросети.

Казалось бы, твердотопливный котел можно смело отнести к категории абсолютно автономных устройств, которые требуют лишь регулярного подбрасывания топлива. Однако это не всегда так. По степени зависимости от электропитания различают:


• энергонезависимы;
• требующие подключения к электросети.

Основная проблема в твердотопливных котлах – обеспечение подачи в топочную камеру необходимого количества окислителя (воздуха). В энергонезависимых котлах это реализуется путем использования механического термосифона и такие агрегаты, на самом деле, автономные. Но подача окислителя может быть обеспечена при помощи электровентилятора. И тогда без электросети не обойтись.


Преимущества и недостатки характерные для твердотопливных котлов.


Как и любое сложное оборудование, имеющее альтернативные варианты технической реализации, твердотопливные котлы логично выбирать по результатам анализа преимуществ и недостатков, которыми для них характерны.

Начнем с преимуществ:

Плюс.jpg

  1. Очевидная доступность топлива в сравнении с газом или электричеством. Если для двух последних можно привести массу примеров населенных пунктов или дачных поселков, в которых нет подвода системы централизованного газоснабжения, а электроснабжение осуществляется с регулярными сбоями, то назвать точку на карте, где невозможно было бы самостоятельно заготовить или приобрести дрова, уголь или любой другой вид твордого топлива, едва ли получится.
  2. Невысокая стоимость. Конечно, суммы в несколько сотен или тысяч долларов за котел кому-то могут показаться огромными. Но все, как известно, правильнее оценивать в сравнении. Так вот, твердотопливный котел по сравнению с, например, газовым, может стоить в более чем полтора раза дешевле (разумеется, при прочих схожих характеристиках).
  3. Возможность эксплуатации без электросети. В случае отсутствия сетевого электроснабжения или проблемной работы энергоснабжающей компании, в каркасные дома всегда можно подобрать модель котла с подходящими паспортными характеристиками.
  4. Продолжительный срок эксплуатации. При соблюдении существующих правил эксплуатации и своевременном выполнении рекомендованных производителем профилактических процедур срок службы твердотопливного котла легко может составить порядка 30 лет.
  5. Беспроблемность монтажа. Монтаж твердотопливных котлов не потребует получения специальных разрешений, как это надо делать при монтаже газового аналога.
  6. Экологичность. В-первых, в процессе эксплуатации выброс в окружающую вредных веществ минимален (а в случае с пиролизными котлами вообще стремится к нулю). Во-вторых, древесина и все продукты ее переработки – это восстанавливаемые варианты топлива. Соответственно, при использовании их как топлива, экологической системе наносится существенно меньший урон, чем, например, при эксплуатации газовых котлов.
Это перечень основных преимуществ. Однако, как и любая другая техника, твердотопливные котлы характеризуются и рядом недостатков, информация о которых будет полезна при выборе подходящей модели.

Несколько слов более подробно об этих недостатках:

Минус.jpg

  1. Потребность в постоянном контроле. Процесс работы системы обогрева на базе твердотопливного котла сложно поддается автоматизации. Если смонтировано оборудование без узла автоматической подачи топлива, то подбрасывать топливо придется с регулярностью в несколько часов.
  2. Трудоемкий уход. Без надлежащего ухода такие системы отопления быстро выходят из строя. Кроме регулярных закладок топлива, обязательно потребуется очищение зольника от золы, чистка топочной камеры от сажи. Это то, что может сделать непрофессионал. Кроме этого обязательно надо регулярно проводить чистку дымохода, теплообменника от ржавчины, накипи, смоляных отложений. Выполнение этих работ лучше поручить профессионалам.
  3. Относительно низкий КПД. Особенно этот недостаток присущ котлам с классическим способом сжигания топлива. В сравнении с газовыми или электрическими аналогами эти агрегаты существенно проигрывают.

    ДЛЯ СРАВНЕНИЯ. У электрических котлов КПД может доходить до 95%. У традиционных же твердотопливных в редких случаях достигают 85%.

  4. Наличие продуктов сгорания топлива. Даже при использовании топлива с небольшой зольностью, приходится регулярно чистить зольник. Электрические же или газовые котлы функционируют без отходов.
  5. Необходимость оборудовать топливное хранилище. Для поддержания непрерывного функционирования твердотопливного котла обязательно наличие запаса топлива хотя бы на ближайшее время. А для этого нужно оборудовать хранилище в самом доме или на приусадебном участке. Особенно вместимым это хранилище должно быть для дров и угля.
  6. Высокая инерционность системы. Процесс горения твердого топлива нельзя оперативно запустить или прервать. На это потребуется время. Особенно критичен этот недостаток в ситуации перегрева теплоносителя. Для частичного решения этой проблемы системы обогрева в каркасные ЭкоДома можно дополнительно оборудовать буферной емкостью (теплоаккумулятором).

Ключевые технические характеристики.


Применение плит Грин Борд.jpgИтак, подводя итог по выбору твердотопливного котла, назовем основные технические характеристики, на которые необходимо обращать внимание, выбирая себе подходящую модель:


Мощность. Это ключевая техническая характеристика. Для точного расчета необходимой мощности, существуют специальные методики, используемые специалистами-тепловиками. Но для грубой оценки, достаточно разделить отапливаемую площадь на коэффициент 10. Получим приблизительную мощность котла в кВт.
Вид топлива. При выборе обязательно надо ориентироваться на виды топлива, доступные в данном регионе и реализуемые по адекватной цене.
Экономичность. Не всегда покупка самой дешевой модели подходящей мощности оправдана. Стоит предварительно просчитать возможность приобретения более дорогого пиролизного котла. Ведь в этом случае появится шанс существенно сэкономить на топливе. И если планируется, что котел будет эксплуатироваться часто и подолгу, то, возможно, стоит потратиться на более дорогую пиролизнуюмодель.
Габариты и вес. На эти характеристики также стоит обращать внимание. Ведь тяжелый котел с теплообменником из чугуна и бункером для автоматической подачи топлива потребует выделения специального помещения под котельную. Если такой возможности нет, то, скорее всего, придется пожертвовать теми преимуществами, которые дают такие модели и остановить свой выбор на менее габаритном агрегате со стальным теплообменником и загрузкой топлива вручную.


Немного итогов.


Выбор твердотопливных котлов на рынке очень велик. И, возможно, этот материал поможет сделать правильный аргументированный выбор, который не даст поводов жалеть о покупке.