Виды отопительных котлов длительного горения на твердом топливе

Особенности твердотопливных котлов длительного горения

ТТ-установки изготавливают с большой емкостью для дров.

Чтобы камеру сжигания можно было загрузить по максимуму, дверцу располагают в высшей точке корпуса.

Назначение котлов

Агрегаты пролонгированного горения применяют для обогрева больших площадей, бытовых сооружений. 1 система способна обеспечить теплом 2-3 постройки на участке.

В чем преимущества

Аппарат имеет такие достоинства, как:

• длительное время горения, которое составляет от 2 до 5 суток (некоторые устройства поддерживают его до 7 дней);
• надежность конструкции, простота ухода и обслуживания;
• наличие энергонезависимых и водогрейных моделей;
• высокий уровень КПД (до 85-92%);
• экологическая безопасность;
• простота монтажа;
• срок службы не менее 10 лет;
• экономичность;
• возможность применения разных видов твердого топлива.

Аппарат имеет надежную конструкцию, высокий уровень КПД.

Для установки оборудования не требуется заключение договора с газовой службой.

Недостатки котлов длительного горения

Аппараты имеют такие недостатки, как:

• потребность в строгом соблюдении правил безопасности на этапе установки и во время эксплуатации устройства;
• соответствие топлива требованиям влажности и качества;
• необходимость в подключении автоматизированного оборудования к электросети;
• большой вес некоторых моделей;
• трудозатраты во время загрузки резервуара;
• стоимость от 50 000 руб.;
• потребность в регулярной чистке.

Виды котлов и принцип работы

При выборе котла длительного горения важно разобраться во всём их многообразии и сопоставить с условиями предстоящей работы. Конечно, можно выбрать самый экономичный и современный агрегат, но какой от него толк, если половина функций будет не нужна, а топливо к нему сложно достать

В выборе котла нужно найти баланс между желаемыми условиями и возможностями котла и не забыть про место установки. Самыми оптимальными являются котлы длительного горения на щепе или угле.

К плюсам традиционного котла длительного горения можно отнести то, что он независим от электроэнергии: вся работа производится вручную, настраивается режим и регулируется подача кислорода в топку. Такой котел довольно прост в устройстве и функционировании, но для его настройки и постоянной работы обязательно нужен человек. Поэтому при длительном сезонном отоплении и подключении нескольких контуров могут возникнуть определенные проблемы, связанные с долгим отсутствием хозяина, ночным временем или с регулировкой температуры.

Комбинированные автоматические котлы  более выгодны для использования в качестве постоянного отопления, так как могут работать сразу на 2 различных видах топлива, например, угле и магистральном газе. В устройстве отопительной печи предусмотрены две топки, каждая предназначена для своего вида топлива. Такой котел требует меньше вмешательства человека, так как большинство процессов автоматизированы и прибор является энергозависимым.

Полуавтоматические котлы длительного горения – отличный выбор для бытовых нужд и небольших производств: высокий КПД, сведенные к минимуму затраты человека и неприхотливость к качеству топлива – вот его преимущества. Подача топлива осуществляется только при участии человека. Полуавтоматические котлы наиболее популярны для бытовых нужд, так как автоматизация процессов сведена к самым необходимым, а цена у таких печей более оптимальная.

Автоматические котлы длительного горения практически не требуют участия человека, тут предусмотрена полная автоматизация процесса. Котлы с автоматизацией могут обеспечить процесс горения до 10 суток! Твердотопливные котлы хорошо подойдут для производств или отопления больших по площади помещений. Единственные минусы – это размеры и высокая цена.

Устройство у всех котлов практически одинаковое, различается в зависимости от модели лишь количеством топок и горением – верхним или нижним.

Твердотопливные котлы на щепе имеют несколько конструктивных особенностей, самая важная из которых – наличие специального бункера. Бункер используется для загрузки топлива в твердотопливных котлах длительного горения, которые могут работать на угле, щепе, пеллетах. Топливо автоматически забирается в камеру. В топке происходит процесс горения или пиролиза, в результате чего выделяемое тепло нагревает теплообменники.

Главное при монтаже котла – разместить все согласно инструкции, тогда автоматика будет работать без помех, а коэффициент полезного действия не сократится. Для подстраховки можно посмотреть видеоуроки об установке

Также для достижения максимального эффекта нагревания твердотопливных котлов длительного горения важно правильно выбрать тип топлива. В инструкции обязательно должны быть прописаны требования к топливу: углю, щепе или влажности пеллетов

Конструкция

Пиролизный котел состоит из топливной камеры, разделенной на зоны. В одной из них, называемой газогенераторной, происходит разложение топлива на золу и пиролизные газы, в другой — зоне дожига — происходит сгорание этих газов.

• Котлы выпускаются двух типов:
• с верхней загрузкой, или шахтные;
• с нижней загрузкой.

Шахтные котлы верхнего горения

Чтобы преодолеть аэродинамическое сопротивление и стабилизировать тягу, камеру оборудуют дутьевым вентилятором, установленным сверху котла — этот процесс называют «верхним дутьем». Некоторые модели оснащены еще одним вентилятором, подающим струю воздуха прямо в камеру дожига, что повышает эффективность котла. Дым и пар после дожига через дымовой патрубок выводятся в дымоход.

Котлы с нижним горением В этом типе отопительных агрегатов газогенераторная камера находится снизу, а пиролизные газы поднимаются вверх под воздействием тяги. Для устойчивого горения таким котлам необходим дымоход высотой не менее 5 метров.

Применение вентилятора для котлов с нижней загрузкой не обязательно, т.к. воздух подается через заслонку. Эффективность котлов нижнего горения ниже, чем у шахтных, но они не зависят от наличия электроэнергии.

Теплообменник и подключение котла к системе отопления

Рядом с топкой находится теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель системы отопления. Конструкция теплообменника зависит от модели агрегата. Для подачи и отвода воды в систему предусмотрены штуцера. Входной штуцер, через который в котел поступает остывшая в системе отопления вода, находится в нижней части теплообменника. Выходной штуцер — в верхней. В качестве теплоносителя может использоваться вода, лучше дистиллированная, или антифризы.

Газогенераторы длительного горения могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией. При выборе котла необходимо согласовать объемы теплообменника и теплоносителя, необходимого для заполнения системы отопления. Систему оснащают расширительным баком, а для принудительной циркуляции — насосом, который устанавливают непосредственно перед вводом в котел.

Для стабилизации температуры в системе отопления рекомендуется установить также теплоаккумулятор — накопительный бак, который будет промежуточным звеном между котлом и отопительными приборами. При этом, во время перерывов в топке котла, система не будет остывать более, чем на 10-15 градусов. Вода на входе в теплообменник должна иметь определенную производителем температуру, обычно — 60 градусов Цельсия. Для поддержания этой температуры системы оснащают трубой для подмеса горячей воды. В системах с принудительной циркуляцией на случай внезапного отключения электричества также нужно предусмотреть байпас для обхода циркуляционного насоса.

Ряд моделей пиролизных газогенераторов помимо отопления могут быть подключены также к контуру ГВС, такие котлы называются двухконтурными. Удобно, если допускается эксплуатация агрегата при отключенной системе отопления, только для нагрева воды, что позволит использовать его летом. Обычно такие модели комплектуются дополнительно ТЭНами, встроенными в теплообменник.

Материал корпуса

Твердотопливные котлы длительного горения обычно имеют корпус из стали толщиной от 3 до 8 мм.

• Но некоторые производители предлагают котлы из чугуна, которые имеют ряд преимуществ:
• чугун имеет повышенную коррозионную стойкость по сравнению со сталью, чугунным котлам не страшна низкотемпературная коррозия;
• чугунные котлы с кованным теплообменником не имеют сварных швов, в которых чаще всего начинается разрушение стали;
• более толстые стенки чугунных агрегатов не подвержены прогоранию и деформации;
• благодаря большей толщине они дольше не остывают, что позволяет поддержать температуру в системе во время перерыва на чистку котла.

• Недостатки у чугунных моделей тоже есть:
• они значительно тяжелее, в 2-2,5 раза;
• цена выше, чем у стальных, примерно на 50-70%.

Требования к топливу

Большинство современных моделей пиролизных котлов оснащены автоматическим регулированием режима горения. Длительность горения зависит от вида топлива. Как правило, при топке сухими дровами газогенератор может работать на одной загрузке до 12 часов, а на угле — около суток. Использование опила, стружки, отходов деревообработки несколько снижает время горения без дозагрузки.

Дрова должны быть сухими, с влажностью не более 16%. При использовании пеллет или брикетов такая влажность гарантирована производителем, дрова необходимо сушить в тени не менее года.

Как функционируют котлы длительного горения на дровах для дома

В нынешних условиях самым недорогим является газовое отопление. Но использовать теоретические преимущества в реальности не всегда возможно. Существенным ограничением является удаленность магистральных трубопроводов.  Электричество, как и жидкое топливо для решения таких задач – слишком дорого.

Однако надо отметить, что классические методики сжигания дров обладают значительными недостатками:

• Процесс горения в них слишком интенсивный, поэтому исходное сырье не используется рационально.
• Необходимо регулярное добавление топлива в топку, что сопряжено с дополнительными физическими нагрузками.
• Отсутствие автоматизации подразумевает обязанности по контролю и оперативным регулировкам.
• Неполное сжигание продуктов загрязняет дымоход и окружающую среду.

Уникальным преимуществом является наличие успокаивающего вида горящих дров в интерьере

Но камин не подходит для создания современной системы отопления. Гораздо лучше –применение водяного котла на дровах длительного горения. Особенности типовой схемы приведены ниже:

• Крупная топка вмещает много топлива. При правильных расчетах и разумной эксплуатации одной загрузки хватает на 24 часа и более.
• Дрова поджигают снизу и подают туда немного воздуха. В режиме тления образуются горючие газы.
• Они поступают в другую камеру. Туда кислород поступает интенсивнее. Именно здесь температура поднимается до максимума.
• Во второй камере устанавливают теплообменники, через которые прокачивают жидкость.
• Далее ее используют для питания радиаторов, других приборов системы отопления.

Схема котла на дровах для отопления частного дома

Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе

Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.

Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200

Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.

Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.

КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.

Температура нагрева воды 70 C на дровах и 85 C на угле. Рекомендованная температура на входе от 60 C. Система отопления может быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

Лучшие котлы на угле длительного горения со стальным теплообменником

Котлы длительного горения со стальным теплообменником не так требовательны к влажности дров и фракции угля. Устройство котла длительного горения имеет свои особенности, которые во многом схожи с чугунным, но имеют ряд отличий.

Буржуй-К Стандарт-10

Высокоэффективный прибор длительного сгорания топлива, в качестве которого может быть использован уголь, антрацит, дрова или брикеты. Работа котла основана на принципе пиролиза, когда из топлива выделяется газ и затем сжигается. Для выработки тепла уголь предварительно просушивается в специальной камере, затем медленно сжигается без кислорода, полученный пиролизный газ в дальнейшем тоже сжигается.

Буржуй-К Стандарт-10

Технические характеристики:

• Габариты – 780х380х650 мм
• Вес – 180 кг
• Максимальная температура отопления – 85°С
• Отапливаемая площадь – до 100 кв.м
• Не рекомендуется использование антифриза
• Теплообменник — стальной
• Максимальное давление в системе – 4,0 бар
• Диаметр дымохода – 130 мм
• КПД – 85%
• Максимальная полезная мощность – 10 кВт.

Из преимуществ данной модели котла отмети полное сгорание угля с минимальным образованием золы и сажи, энергетическая независимость от электричества, горение до 12 часов, две камеры сжигания и минимальный расход топлива с высокой эффективностью котла.

Средняя стоимость агрегата составит 54000 рублей.

Инструкция по эксплуатации Буржуй-К Стандарт-10

Буржуй-К Модерн-12

Правильная эксплуатация Буржуй-К Модерн-12 позволит достичь максимального КПД, который может держаться в диапазоне от 82 до 92%. Среднее время горения составляет от 8-10 часов, что является одним из самых высоких показателей среди твердотопливного оборудования.

Буржуй-К Модерн-12

Рассмотрим технические характеристики прибора:

• Габариты – 1070х400х780 мм
• Вес – 220 к
• Теплообменник – стальной монотермический
• Максимальное давление в системе – 4,5 бар
• Максимальная температура теплоносителя – 95°С
• Антифриз не рекомендуется
• Камера сгорания – открытая

Котел энергонезависим, с высокой эффективностью при минимальном потреблении топлива. Производитель гарантирует полное сгорание топлива с небольшим образованием сажи и золы. Камера сжигания облицована шамотным кирпичом, прибор имеет две камеры сгорания, может топиться не только углем, но и другими видами твердого топлива.

Средняя стоимость устройства составляет 74000 рублей.

Bosch Solid 2000 B K 16-1

Практически идеальный представитель семейства от немецкого производителя, предназначенный для отопления жилых или производственных помещений площадью до 450 кв.м включительно. Основное топливо для них – мелкозернистый бурый уголь и дрова. Главная особенность этой модели – вертикальная загрузочная камера, которая заполняется через крышку в верхней части котла. На дне камеры расположена подвижная колосниковая решетка, и для нее же придуман специальный рычаг, расположенный сбоку, чтобы встряхивать решетку.

Bosch Solid 2000 B K 16-1

Технические характеристики:

• напольный агрегат с открытой камерой сгорания;
• мощность 16 кВт
• независим от электричества;
• в качестве топлива могут использоваться: дрова, древесные брикеты, уголь, угольные брикеты, кокс;
• агрегат одноконтурный, для одновременного нагрева воды не предназначен;
• КПД 78 %

Инструкция по эксплуатации Bosch Solid 2000 B K 16-1

Качественные фирмы-производители

Твердотопливные котлы длительного горения представлены зарубежными и отечественными фирмами. Многие модели можно увидеть на фото.

Stropuva

Литовский производитель, предлагающий оборудование для отопления промышленных зданий и больших жилых домов. Принцип работы устройств – прогорание горючего материала сверху-вниз. Изготовитель предлагает устройства для систем с естественной и принудительной вентиляцией. Котлы длительного горения на дровах для дома также предназначены для работы с бурым углем, древесными отходами. Мощность агрегатов – 10 кВт и более. В камеру сгорания можно заложить до 50 кг топлива. Все аппараты просты в эксплуатации.

Stropuva – литовский производитель котлов.

НМК

Новосибирская фирма, специализирующаяся на выпуске отопительных котлов высокого качества. Она предлагает устройства низкой, средней и высокой ценовых категориях. Оборудование соответствует мировым стандартам качества, но адаптировано к условиям российского климата. Продажа возможна в любом уголке страны.

Buderus

Немецкий производитель, который выпускает агрегаты, функционирующие в автономном режиме. Для изготовления используется сталь толщиной до 5 мм. КПД аппаратов достигает 85%. Котлы универсальны, но требовательны к качеству топливного материала.

Buderus – немецкий котел с автоматическим режимом.

Zota

Российская фирма, предлагающая широкий ассортимент устройств, которые работают на дровах, пеллетах, угле. Оборудование предназначено для обогрева промышленных и бытовых помещений. Мощность аппаратов колеблется в пределах 3-400 кВт. Закладку горючего осуществляют 1-2 раза в сутки.

Wattek

Чешский производитель предлагает котлы, характеризующиеся простотой обслуживания и длительным сроком эксплуатации – более 10 лет. Агрегаты изготовлены из стали толщиной 5 мм. Материал устойчив к высокой температуре. В качестве топлива используют дрова, брикеты, уголь, пеллеты. Монтаж котлов не вызывает трудностей. Преимуществом оборудования является увеличенная площадь теплосъема. Максимальное время горения составляет 8 часов. Его обеспечивает уголь.

Wattek – чешский производитель котлов.

«Теплогарант»

Производственные мощности изготовителя расположены в Костроме. Оборудование в 4 раза экономичнее традиционных твердотопливных установок. Загрузку осуществляют дважды в сутки. Мощность котлов колеблется в пределах 10-20 кВт. Аппараты обладают высоким уровнем энергоэффективности на разных видах горючего материала.

ACV

Бельгийская фирма, предлагающая отопительное оборудование для обогрева промышленных помещений, хозяйственных и жилых зданий, офисов. Котлы изготовлены из жаропрочной стали толщиной 5 мм. Для работы можно использовать уголь, брикеты из отходов древесины и сельскохозяйственных растений, пеллеты.

ACV – бельгийская фирма отопительного оборудования.

Мощность агрегатов составляет 15-80 кВт. Материал устойчив к отложению продуктов сгорания на стенках. Оборудование полностью автоматизировано. Возможно регулировать мощность устройства. Котлы защищены от перегрева, оснащены системой контроля интенсивности пламени.

«Неделька»

Российский производитель, предлагающий оборудование мощностью 15-90 кВт. Загружать агрегат можно раз в неделю. Преимуществом устройств является использование топлива невысокого качества. Котел способен обогреть несколько помещений, общая площадь которых составляет 350-400 м². Максимальный КПД можно получить при использовании антрацита или бурого угля. Недостатком устройства является большой размер. В результате сгорания топлива образуется много сажи, поэтому оборудование нуждается в периодической чистке.

Wirbel

Австрийский производитель, выпускающий котлы долгого горения на угле, дровах, брикетах. Гарантийный срок службы – 17 лет. Для изготовления используется сталь толщиной 5 мм. Расход топлива экономичный, а КПД достигает 93%.

Wirbel – австрийский котел долгого горения.

Heiztechnik

Фирма предлагает небольшой ассортимент котлов отопления, мощность которых составляет 10-100 кВт. Их можно использовать для обогрева площади от 60 до 1000 м². Для работы аппаратуры применяют любое твердое топливо. Для изготовления моделей применяют сталь толщиной 4-6 мм. Срок службы оборудования колеблется в пределах 15-20 лет. Преимуществом агрегатов является возможность удаленного управления.

Параметры выбора

При выборе твердотопливного котла следует учитывать ряд важных критериев:

• Мощность агрегата – подбирается в зависимости от обогреваемой площади и необходимой температуры теплоносителя.
• Доступность топлива.
• Вид тяги в толочном отсеке – естественная или принудительная. Эта характеристика влияет на производительность прибора и возможность его установки в определённом помещении.
• Материал конструкции теплообменника. Чаще всего встречаются изделия из стали и чугуна. От их качества зависит надёжность котла и его теплосберегающие качества.
• Коэффициент полезного действия (КПД) – определяется типом закладываемого горючего, спецификой конструкции и наличием дополнительных элементов, таких как вытяжка, автоматическое поступление топлива и др.
• Вариант размещения «водяной рубашки» — позволяет оптимально подобрать агрегат для монтажа с соблюдение требований пожарной безопасности.
• Способ загрузки топлива и размер камеры сгорания – позволяет рассчитать рабочий цикл котла и возможность автоматизации его действия.
• Масса прибора – учитывается при определении основы для установки оборудования. Поверхность должна быть прочной и устойчивой к деформации.
• Расположение зольника и его конструкция – определяют удобство обслуживания этого элемента во время эксплуатации оборудования.
• Цена – складывается из характеристик прибора и популярности марки.

Назначение котлов

Твердотопливные котлы являются оптимальным вариантом для обогрева помещений с различной площадью. Газовое отопительное оборудование даже при имеющемся доступе к центральной магистрали требует значительных затрат и сил на подведение индивидуальной линии.

Электрические котлы более удобны в использовании. Но для обслуживания крупных объектов требуются модели со значительной мощностью, установка которых предполагает проведение трехфазного электропитания. Это сопровождается дополнительными затратами и необходимостью согласования проекта проводки. Также при аварийном отключении электричества дом останется без источника отопления.

Мнение эксперта

Торсунов Павел Максимович

Твердотопливные котлы зачастую являются лучшим выбором для отопления помещения. А функция длительного горения позволяет создавать системы отопления для домов с большой площадью и обеспечивать объекты теплом от одного источника.

Какие виды топлива могут применяться в котлах

При создании системы отопления дома, где планируется жить круглый год, особое значение имеет вид топлива, на котором работает отопительное оборудование. Выбирать предлагается из нескольких вариантов: бурого или каменного угля, торфа, дров, кокса, пеллет.

Важно! Мощность котла, где применяется тот или иной тип топлива, будет различаться. Каждый тип сырья обладает определенными показателями по калорийности, что напрямую отражается на силе действия котла и объеме топлива, необходимого, чтобы заполнить камеру сгорания

Так, если наполнить котел отопления горючим с меньшей калорийностью, мощность агрегата может снизиться на двадцать-тридцать процентов от предусмотренной по проекту. Если топливо отличается повышенной влажностью, потери мощности будут еще заметнее.

Как правило вид топлива, который больше подходит для конкретной модели котла, можно узнать в руководстве по эксплуатации оборудования. Производители обычно пишут, какими вариантами его можно заменить.

По мнению специалистов, лучше следовать рекомендациям изготовителя котла: так он будет работать эффективнее и в течение более длительного времени.

Современный твердотопливный котёл отопления в интерьере жилого дома

Изготовление шахтного пиролизного котла

Большим спросом сегодня пользуются модифицированные ПК, с высокими КПД, позволяющими сэкономить значительное количество топлива и функционирующие от одного заполнения более суток. Простота конструкции позволяет изготовить котел при наличии даже небольшого опыта сварочных работ.

Чертеж обыкновенного пиролизного котла

Основание для создания эффективного котла Холмова своими руками послужит надежная конструкторская документация: чертежи, спецификации и расчеты, которые сегодня можно найти в интернете.

Алгоритм создания котла своими руками.

1. Выполняют основную частью устройства и разделяют его на две камеры, устанавливая перегородки и задвижки, для воздухоподачи.
2. На металлический лист переносят схему деталей и вырезают их автогенном.
3. Сваривают боковые элементы усиленным швом.
4. Между бойлером и топкой в перегородке прорезают 2 отверстия — вверху и снизу около колосника.
5. Устанавливают детали топки и обваривают их.
6. Крепят задвижку у верхнего отверстия и закрепляют ее.
7. Выполняют колосники с нарезкой узких продольных щелей.
8. Размещают колосники на металлических уголках (чугунные) или приваривают (стальные).
9. Выполняют дверки топки и зольника.
10. Устанавливают и обваривают бойлер из труб 25 мм с водяной рубашкой.
11. Обустраивают камеру дожига дымогазовой смеси, приварив перегородку рядом с колосником.
12. Внизу выполняют отверстие, для установки воздушной трубы 50 мм с глухой заслонкой на выходном конце и множеством отверстий для создания равномерного воздушного потока.
13. Топочную камеры изолируют шамотом, а далее она доутепляется базальтовой ватой, что повышает теплоэффективность котлоагрегата.
14. Далее выполняют установку изготовленного оборудования, обвязку водяного и дымогазового трактов, монтаж отопления, после чего опрессовку системы.