Как рассчитать мощность отопительного котла
Мощность котла определяет его производительность и одновременно с этим оказывает влияние на стоимость отопительного агрегата, чем выше мощность – тем дороже отопительный котёл. В связи с этим, чтобы избежать лишних финансовых трат, при выборе котла длительного горения нужно рассчитать требуемую мощность такого устройства, что можно сделать двумя способами:
- Учитывая среднюю удельную мощность на единицу обогреваемой площади. В этом случае за основу берётся величина 1 кВт на 10 м2, при высоте потолков до трёх метров. Разделив значение имеющейся площади помещений, которые следует обогреть, на 10, получаем ориентировочную мощность отопительного котла. № 18. Котёл дровяной длительного горения обеспечит автономность системы отопления загородного дома
- Используя объём отапливаемого помещения и степень его теплоизоляции. В этом случае расчёт выполняется по формуле:
Р = S × h × k, где
P – мощность отопительного котла (кВт);
S – площадь отапливаемого помещения (м2);
h – высота отапливаемого помещения (м);
k – коэффициент, учитывающий степень теплоизоляции, равен 40 − для хорошо утеплённых помещений и 60 – с плохой теплоизоляцией и большой площадью остекления строительных конструкций.
Для более точных расчётов предлагаем воспользоваться удобным онлайн-калькулятором.
Как работают КДГ
В большинстве твердотопливных печей для поддержания горения применяется метод верхней подачи окислителя (кислорода, содержащегося в воздухе). Кроме того, непосредственно перед попаданием в топку он подогревается до определенной температуры, что способствует лучшему окислению и минимизации отходов сгорания: золы, сажи и т. п.
Кислород в них в отличие от камина подается с верхнего ввода, а затем опускается в нижнюю часть топочной камеры.
Благодаря такой организации движения воздуха на начальном этапе эффективно сгорает только верхний слой твердого топлива, размещенного в объеме камеры. После того как запасы этого слоя заканчиваются, включается подача кислорода в ее нижнюю часть. По мере прогорания очередного слоя воздушный поток проникает все глубже и глубже в топку. Благодаря этому каждая последующая дровяная порция утилизируется только с приходом ее очередности.
Такой подход позволяет экономить на объемах потребляемого топлива и в то же время четко контролировать процесс горения. Описанные особенности технологии и позволили отнести работающие на ее основе котлы к категории отопительного оборудования длительного горения. Благодаря специфике работы эти агрегаты экономичны и гарантируют высокий уровень экологичности при утилизации всех видов топлива.
Достоинства и недостатки
Котел отопления на дровах – это отличная альтернатива другим видам отопительного оборудования. Топить электроэнергией дорого, обогрев с помощью солярки или отработки тоже не лишен своих недостатков (хотя есть и преимущества). Поэтому в качестве самого дешевого варианта для организации отопления следует выбрать именно такую конструкцию. Устанавливаем его в котельной, разводим по дому трубы, устанавливаем радиаторы, закидываем в топку дрова и наслаждаемся теплом.
Давайте теперь посмотрим, все ли так хорошо. А начнем мы с того, что опишем достоинства, на фоне которых будут пестреть недостатки. Основные положительные черты:
Дрова – довольно дешевый вид топлива, но весьма прихотливый. Хороший и качественный жар смогут дать только очень сухие и неизъеденные жуками поленья.
Дешевизна отопления – речь идет о том, что топливо для таких котлов стоит совсем недорого
А при наличии возможности его можно насобирать бесплатно в ближайшем лесу – чтобы не иметь проблем с законом, обратите внимание на поваленные деревья, которые станут отличным источником дров; Не нужно разрешение на установку оборудования – те же газовые котлы нужно подключать к магистрали, оформлять их в контролирующих службах, платить за ежегодное обслуживание. Иными словами, мороки много; Простота в эксплуатации – нужно только разжечь пламя, а дальше процесс пойдет самостоятельно. Следует лишь не забывать подкидывать все новые порции в ненасытную топку; Безопасность – в отличие от газового или электрического оборудования, отличаются повышенной безопасностью
Следует лишь не забывать подкидывать все новые порции в ненасытную топку; Безопасность – в отличие от газового или электрического оборудования, отличаются повышенной безопасностью.
Есть и недостатки:
- За дровяным котлом необходим постоянный присмотр – нужно контролировать температуру в контуре и подкладывать дрова. Быстрое прогорание дров является ключевым недостатком, но устраняется путем выбора котла с большой камерой сгорания (или пиролизного агрегата);
- Дороговизна оборудования – конструкция, изготовленная из стойкого к коррозии и тепловым нагрузкам чугуна, будет стоить дорого. В качестве альтернативы можно рассмотреть более дешевые стальные агрегаты, но они не отличаются надежностью и продолжительным сроком службы;
- Для хранения дров придется соорудить поленницу – она займет очень много места;
- Трудность автоматизации – проблема решается применением пиролизных дровяных котлов с большими камерами сгорания и системами регулировки интенсивности горения;
- Своеобразный запах дымка в комнатах – нельзя сказать, что он неприятный, но некоторым людям он не нравится;
- Необходимость в отдельном вентилируемом помещении под котельную – его не поставишь в общей комнате;
- Громоздкость – для небольших домиков можно отыскать формат мини, но в большинстве своем они обладают большими размерами. Да и монтируются они только на полу, в то время как отдельные газовые и электрические агрегаты аккуратно располагаются на стенах, не занимая лишнее место.
Таким образом, котлы на дровах обладают и негативными чертами.
Для того чтобы обеспечить полную безопасность, необходимо установить котел на лист негорючего материала.
Как выбрать котел длительного горения, работающий на угле
Существует несколько десятков различных моделей твердотопливных отопительных котлов длительного горения на угле. Различия есть в конструкции теплообменника, используемом принципе горения и других характеристиках.
При выборе, кроме производителя и себестоимости модели, следует обращать внимание на следующие характеристики:
Тип теплообменника – изготавливаются стальные и чугунные напольные твердотопливные котлы длительного горения на угле. Большой вес конструкции при полной загрузке топлива, составляет приблизительно 2-3 центнера. Поэтому, все производители изготавливают котлы в напольном исполнении.
Количество контуров – модели длительного горения способны работать как на отопление помещения, так и для ГВС. Одноконтурные котлы, при необходимости, подключаются к бойлеру накопителю. После установки емкости, модель можно подключить к системе горячего водоснабжения. Двухконтурные котлы, одновременно работают на нагрев теплоносителя и горячей воды.
Время автономной работы – одна из основных причин, почему выбирают модели медленного горения, это возможность работать на одной закладке топлива в течение 6-120 часов. Поэтому, время автономного горения влияет на выбор подходящей модели.
Какой котел длительного горения лучше
На рынке отопительного оборудования, возможно выбрать твердотопливный котел практически любой модификации и производительности. Самые лучшие модели, предлагают несколько европейских и российских производителей.
Чтобы облегчить подбор техники, все оборудование делят по территориальному признаку, стране, в которой был изготовлен теплогенератор:
- Латвийские модели – Stropuva.
Чешские котлы – ATMOS, Viadrus.
Российские агрегаты – НМК Магнум, Медведь Comfort.
Немецкие котлы – Buderus, Viessmann.
Украинские модели – SWAG, PALCHE.
Польские котлы – Heiztechnik, SAS, Galmet, Elektromet, Pereko.
Турецкие агрегаты – Radijator.
Европейские агрегаты отличаются хорошими теплотехническими характеристиками и длительным сроком эксплуатации, но, котлы прихотливы к качеству топлива. Использование угля неправильного сорта, приводит к резкому снижению производительности.
Отечественный твердотопливный котел отопления длительного горения на угле, менее чувствителен к качеству топлива и полностью адаптирован к отечественным реалиям эксплуатации.
Цены на угольные котлы
Европейские котлы стоят дороже отечественной продукции. Лидерство, относительно ценовой политики, занимают немецкие котлы. Котлы длительного горения Buderus, Viessmann, стоят, начиная от 350 тыс. руб. Польские, чешские и латвийские модели, предлагаются от 100 тыс. руб.
Котел на угле российского производства с длительным периодом горения, обойдется в 50-60 тыс. руб. в минимальной комплектации. Модели с измененной топочной камерой и принципом верхнего горения, а также универсальное оборудование, будет стоить в пределах 80-100 тыс. руб.
Буквально 5 лет назад, для отечественного потребителя, модели с длительным сгоранием топлива, были в диковинку. На данный момент, оборудование уже стало привычным, появился реальный опыт эксплуатации в условиях русской зимы, что дало возможность получить точное представление о недостатках и преимуществах котлов данного типа.
Плюсами котлов являются:
Использование угля в котлах увеличило время автономного горения в 2-3 раза, по сравнению с обычными твердотопливными агрегатами.
Длительное горение облегчает контроль над температурой нагрева теплоносителя, что предотвращает его перегрев.
Регулируемая интенсивность пламени позволяет сделать точный расчет длительности горения, с максимальным отклонением в несколько часов.
Современное оборудование в состоянии проработать до 5 суток в полностью независимом режиме.
Удобство эксплуатации – в моделях с верхней загрузкой, предусмотрен специальный люк, расположенный в оголовке корпуса. Загрузка угля в котел, благодаря такому изменению в конструкции, стала намного проще.
У первых моделей длительного горения, было много недостатков, проявляющихся в сложности растопки и дальнейшей дозаправке котла. Оборудование отличалось прихотливостью к качеству топлива и быстро выходило из строя. В среднем, за 5 лет прогорал теплообменник, что приводило к дорогостоящему ремонту. Все эти минусы были учтены производителями и на данный момент исправлены.
Остался только один недостаток – высокая стоимость отопительного оборудования. Но благодаря постоянно увеличивающемуся ассортименту продукции и большой конкуренции, цены имеют тенденцию к постоянному снижению. В будущем, можно ожидать еще больший спрос на угольные котлы длительного горения.
Принцип работы котлов длительного горения
Эта задача имеет несколько решений:
Уложить топливо в виде колонны и поджечь его сверху
Как известно, в направлении сверху вниз оно горит гораздо дольше, чем снизу вверх.
Работающие на этом принципе теплогенераторы называют котлами верхнего горения.
Чтобы не дать пламени возможность распространиться по топливной массе быстрее положенного, воздух по телескопическому воздуховоду подается строго в зону горения.
Похожим образом работают котлы с удлиненной топкой, только в них топливо поджигается не сверху, а сбоку. Встречаются они редко, так как занимают много места.
Превратить древесину в газообразное топливо и затем постепенно его сжигать
В условиях нагрева до высоких температур и ограниченного доступа кислорода длинные цепочки органических молекул в древесине распадаются на короткие, образующие смесь горючих газов — т.н. древесный газ. Через форсунку он поступает во 2-ю камеру (камера дожигания), куда нагнетается воздух и где происходит воспламенение этого газа.
Процесс образования горючего газа из древесины называется пиролизом, а котлы, в которых используется данный принцип, соответственно — пиролизными.
Пиролизный котел
Оборудовать котел автоматической системой розжига
Берем самый обычный дровяной теплогенератор и оснащаем его воздуховодом с легонькой заслонкой и вентилятором, управляемым автоматикой. Во время горения топлива воздух в топку нагнетается вентилятором, а когда теплоноситель достаточно разогрет, подача воздуха прекращается.
При этом заслонка под собственным весом опускается, перекрывая воздуховод, и пламя в топке гаснет. Когда теплоноситель остынет, автоматика снова запустит вентилятор и тот раздует огонь в топке.
Сильно ограничить подачу воздуха в топку, так чтобы дрова не горели, а медленно тлели
Такой режим имеет множество недостатков:
- топливо сгорает не полностью, поэтому котел имеет очень низкий КПД,
- образуется огромное количество сажи — из трубы постоянно валит черный дым,
- из-за неполного сгорания топлива в трубе образуется очень едкий и ядовитый конденсат, причем в очень больших количествах (обусловлено низкой температурой выхлопа).
Тем не менее, работающие по такому принципу котлы и печи (знаменитые Bullerjan, Breneran, «Профессор Бутаков» и др.) широко используются, так как идеально подходят для полевых условий: в отличие от всех вышеописанных видов «долгоиграющих» котлов, они не требуют электропитания.
Виды котлов на твердом топливе
Производители предлагают множество вариантов котлов, работающих на твердом горючем. Современные технологии позволили сделать котлы более производительными и эффективными. Как правило, их КПД варьируется от 90 до 96%. Хотя во многом продуктивность котельного оборудования зависит от типа используемого топлива.
Дровяные котлы
Представляют категорию самых бюджетного оборудования на твердом топливе. Зачастую их конструкция выполнена из стали толщиной от 3 до 6 мм. Тепловая энергия выделяется в процессе сжигания твердого топлива без применения дополнительных технологий горения.
Такие котлы работают на угле или дровах. Также дровяные модели могут снабжаться варочной поверхностью для приготовления еды.
Основные характеристики дровяных котлов:
- КПД 70-80%
- Продолжительность работы на одной загрузке – 4-6 часов на дровах, до 12 часов на угле.
Котлы длительного горения
Популярное оборудование, которое часто применяют в современных домах. Классические модели длительного горения снабжены эффективной системой теплообмена и многоходовыми теплообменниками, укомплектованы автоматикой.
Большинство котлов снабжено форсунками, которые обеспечивают многоступенчатую подачу воздуха в область горения. За счёт наличия автоматики и вентилятора точно регулируется поток воздуха, и как результат – контролируется режим горения.
Котел длительного горения имеет особую конструкцию топки, за счёт чего практически на 100% используется тепловая энергия, которая выделяется в процессе горения топлива. Изменять температуру теплоносителя можно вплоть до 1 градуса.
Котлы верхнего горения
В таких котлах твердое топливо сгорает сверху вниз. Нижние слои не начнут тлеть, пока верхние полностью не прогорят. Таким образом горение локализовано в определённой области и не распространяется на всю камеру. Как результат – более качественное и полное сгорание твердого топлива с минимальными остатками золы. Котлы верхнего горения отличаются большой продолжительностью работы на одной закладке горючего и равномерным прогревом в течение всего рабочего цикла.
Основные характеристики котлов верхнего горения:
- КПД от 85%
- Продолжительная работа: на одной закладке дров – до 24 часов, на одной загрузки угля – до 5 суток.
Шахтные котлы
Еще одна вариация котлов длительного горения. Их выбирают за экономичность и длительную работу на одной загрузке твердого топлива. Как правило, такие котлы изготовлены из листовой стали толщиной 4 мм. Конструкция котла построена по принципу конвекционных каналов, которые расположены позади топки. Такая технология необходимо для долгой задержки дымовых газов, что обеспечивает более качественный съем тепловой энергии.
Основные характеристики шахтных котлов:
- КПД более 85%;
- Длительная работа на одной загрузке топлива: до 14 часов на дровах, до 24 часов на угле.
Пиролизные котлы
Современное оборудование, в котором зажигание происходит в две стадии. В таких котлах предусмотрены две камеры сгорания. Один резервуар служит для сгорания твердого топлива с ограниченным поступлением кислорода. В таких условиях выделяется значительное количество пиролизных газов. Они направляются во вторую камеру, где происходит их сгорание с дополнительным выделением еще одной порции тепла.
Существенная особенность пиролизных котлов – необходимость использования исключительно сухих дров. Их влажность не должна превышать 20%. В обратном случае КПД котла будет значительно снижен.
Основные характеристики пиролизного котла:
- КПД от 92%;
- Продолжительность работы на одной загрузке дров до 18 часов.
Пеллетные котлы
Данная разновидность котлов максимально автоматизирована и не требует участия человека. Владельцу дома достаточно загрузить твердое топливо в бункер, который подсоединен к котлу. Котельное оборудование работает на спрессованных древесных гранулах – пиллетах. Они подаются в горелку из бункера. В таких котлах автоматизировано всё – подача гранул, розжиг, тушение огня в горелке и т.д.
Длительность работы котла на одной загрузке зависит от объёма бункерного резервуара. Если бункер имеет объем 250 л, то его хватит на работу не менее трёх суток. Если организовать непрерывную подачу пиллет в область горения, котел может работать несколько месяцев.
Пеллетные котлы работают на нескольких вариациях топлива – агропеллеты, древесные пеллеты, уголь мелкой фракции и т.д.
Основные характеристики пеллетных котлов:
- КПД примерно 96%;
- Продолжительность работы на одной загрузке – 3-5 дней.
Топ 5 лучших моделей
В торговой сети сегодня можно найти как сравнительно недорогие и простые отечественные котлоагрегаты, так и полнофункциональные автоматические котлы западных производителей популярных фирм: Stropuva – литовского производителя, Buderus – германская котельная марка, WATTEK – чешский котел ACV – бельгийский производитель котельного оборудования и австрийскую марку Wirbel.
Наиболее популярными производителями российских фирм, выпускающие котлоагрегаты длительного горения являются Магнум, Новосибирской металлообрабатывающей компании, ZOTA, выпускаемого компанией Красноярскэнергокомплект и Теплов Универсал Костромского завода.
Stropuva S 15 U
Небольшой литовский котел с тепловой мощностью 15.0 кВт, способный отопить дом до 150 м2, самый лучший агрегат для теплоснабжения некрупных частных домов. Марка S 15 U обладает универсальностью и способна функционировать на любом твердом топливе.
Лучшие характеристики котла обеспечены при использовании каменного угля, при его загрузке в топочную камеру 217 л, котел способен работать 7 суток с КПД от 86 до 90%, вырабатывая теплоноситель с температурой 75 С.
При работе с дровами нужно использовать только сухие, чтобы препятствовать образованию дегтя на стенках в топке. Котел имеет массу 205 кг и срок эксплуатации более 10 лет.
Цена: 91 500 руб.
Liepsnele L20-U
Литовский котлоагрегат, с более мощной установкой 20.0 кВт, аналог Стропувы, с более совершенными характеристиками и поэтому дорогой комплектацией агрегата. Он имеет самую объемную топку – 320 л, а КПД, практически равным газовому котлу — до 91%. Чугунный теплообменный аппарат обеспечивает срок эксплуатации до 25 лет.
Универсальность по топливу позволяет использовать любое твердое топливо, однако самый длительный период работы на 1 заправке до 7 суток обеспечивается каменным углем. Максимальная температура воды на выходе из котла – 80 С.
Невысокое рабочее давление горячей среды 1,5 атм., допускает использовать его только в отопительных системах с естественным движением теплоносителя.
Цена: 110 000 руб.
Galmet Top
Польский пиролизный котел верхнего горения с тепловой мощностью 20 кВт, для нагрева дома площадью 160-200 м2. Это очень современная универсальная модификация с 100 % уровнем автоматики, умным PID-контроллером, дутьевым электровентилятором и погодозависимой автоматикой.
Температура теплоносителя на выходе 55- 80 С. Отличительная возможность управления двумя отопительными контурами теплый пол + ГВС, а также имеется встроенный насос рециркуляции.
Несмотря на очень качественную тепловую изоляцию, производитель не смог добиться высокого КПД работы котла, он не превышает на угольном топливе – 87%. Теплообменник стальной, поэтому срок службы тоже не большой – 15 лет.
Цена: 89 000 руб.
Неделька КО-60
Очень популярная в России и странах СНГ модель с названием отвечающему за недельный срок работы от одной загрузки, при этом объем камеры не превышает 160 л. Мощность очень высокая для таких габаритов: пиковая 60 кВт, а в режиме длительного горения 25 кВт, управляется автоматикой и может обогреть площадь до 350 м2.
Высочайший КПД – 92 % достигается при использовании качественного угля. Этому также способствует рабочий пульт управления тепловыми процессами котла Prond Proton 405.01 и дутьевой вентилятор WPA X2, для создания наддува котла.
Теплообменный аппарат и корпус агрегата сделаны из очень толстой топочной стали, что увеличивает срок службы, хотя и привело к увеличенному весу в 420 кг.
Цена: 130 000 руб.
Универсал TA-40
Водонагревательный отопительный котел нижнего горения с верхней загрузкой Теплов Универсал 40 кВт Костромского завода, имеет возможность обогревать любые жилые и промышленные помещения до 400м2 с одновременной подготовкой ГВС. Котел по топливу универсальный, способный работать на любом твердом топливе.
В продаже имеются автоматизированная либо энергонезависимая компоновка агрегата. КПД котла не выше 82 % в ручном режиме, при использовании автоматики превышает 85 %.
Программное обеспечение котла способно поддерживать температурный режим в доме на протяжении суток, а также распределять мощность по приоритетам “отопление – ГВС” в 4-х режимах. Цена: 103500 руб.
Твердотопливный котел отопления и его устройство, основные характеристики
Схематически любой твердотопливный котел имеет следующее строение: корпус из жаростойкого и прочного материала, топка, куда производится загрузка энергоносителя, теплообменник, сборник золы и дымоход. Однако, в зависимости от типа прибора и вида используемого топлива, изменяется и устройство самого оборудования.
Классификация нагревательных элементов на твердом топливе проводится по следующим параметрам:
- тип используемого энергоносителя (дрова, пеллеты, уголь, смешенное топливо);
- количество контуров и наличие варочной поверхности;
- мощность и КПД;
- тип горения топлива;
- энергозависимость;
- способ загрузки топлива.
Бытовые отопительные котлы на твердом топливе отличаются размерами и весом, а потому в продаже имеются только напольные модели, в отличие от котлов на других энергоносителях, где присутствуют напольные и настенные модели. Правильно выполненный монтаж прибора осуществляется только специалистами, которые имеют соответствующий сертификат и точно выполняют инструкции.
Принципы работы дровяных котлов для частных домов
Современные дровяные котлы для отопления частного дома с водяным контуром, мало общего имеют с традиционными классическими печами. По своей конструкции, большинство моделей напоминают автономную тепловую станцию. А вот основной принцип работы, остался неизменным. Тепло, получаемое посредством сжигания твердого топлива, используется для обогрева помещений.
Существенным отличием и изменением, произведенным во внутреннем устройстве, является наличие водяного контура. После модификации конструкции, стало возможным соединить радиаторную систему отопления в загородном доме с дровяным котлом.
На данный момент, по принципу работы можно выделить два основных класса оборудования:
Пиролизные дровяные отопительные котлы для частного дома – принцип работы котлов данного типа, заключается в одновременном использовании тепла, получаемого при сжигании дров и дожига газа, образовавшегося в процессе горения.Остальные модели: газогенераторные, длительного горения, так или иначе, похожи по своей конструкции на пиролизное оборудование. Котлы, относящиеся к данной группе, отличаются высоким КПД и длительной работой от одной закладки топлива.
Классические твердотопливные агрегаты – работают по тому же принципу, что и дровяные печи. Передача тепла осуществляется посредством нагрева теплоносителя, циркулирующего по водяному контуру, расположенному внутри корпуса. Данное решение также востребовано при изготовлении автономного отопления, по причине низкой стоимости оборудования.
Твердотопливный котел – это попросту модифицированная дровяная печь, с лучшей автоматизацией процесса горения и высоким КПД.
