Твердотопливные отопительные котлы длительного горения

Принцип работы

Принцип работы твердотопливного отопителя заключается в получении тепловой энергии при сгорании любого твёрдого органического топлива при высокой температуре (200—850 °C и выше).

Горячие топочные газы отдают тепло теплообменнику. В роли него выступают внутренние стены топки, за которыми находится водяная рубашка.

Устройство нагревает воду, которая циркулирует по трубам и радиаторам. Жидкость идёт по замкнутому контуру и возвращается в котёл.

Приборы длительного горения предназначены не только для нагрева воды в системе отопления. По количеству отопительных систем их делят на одноконтурные и двухконтурные.

Одноконтурное устройство

Такой прибор предназначен только для отопления дома. Жидкость разогревается от тепла горящего топлива и раскалённых печных газов. Оптимальная температура нагрева устройства — 60—85 °C.

Горячая жидкость естественным потоком либо принудительно (с помощью насоса) поступает в трубы системы отопления дома. Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру, состоящему из водопроводных труб и радиаторов, расположенных в комнатах. Вода отдаёт тепло, охлаждается и снова поступает в котёл. Циркуляция продолжается, пока в топке происходит процесс горения топлива.

Справка. В некоторых моделях в водяную рубашку главного контура встраивают змеевик аварийного охлаждения. По нему циркулирует холодная вода, которая препятствует закипанию теплоносителя в водяной рубашке.

Двухконтурный прибор

Устройство предназначено не только для отопления, но и для нагрева воды для бытовых нужд.

Схема такого котла идентична схеме одноконтурного агрегата, но существует ряд отличий, касающихся второго нагревательного контура.

Нагревательная часть второго контура (контура ГВС) представляет собой систему труб в форме змеевика, встроенных в водяную рубашку.

Жидкость в змеевике нагревается косвенно (происходит отбор тепла из водяной рубашки первого контура).

Горячая вода из второго контура поступает в душевую и на кухню. Для подачи холодной — устанавливают смесители.

Второй контур хорошо нагревает бытовую воду только в случае активного горения топлива. Когда температура жидкости в рубашке падает ниже 60 °C, бытовая вода будет чуть тёплой. Контур ГВС имеет малую производительность (до 8—12 литров в минуту).

Проблему нагрева бытовой жидкости решает электробойлер. В отопительный период вода в бойлере нагревается от труб отопления, летом и в межсезонье — от электрического ТЭНа.

Принцип работы котла на твердом топливе длительного горения

Представленная установка отличается довольно простым принципом работы. В отличие от обычных твердотопливных котлов с водяным контуром, в которых процесс сжигания топлива происходит снизу вверх, когда поток исходящих горячих газов способствует возгоранию следующих уровней топлива.

Результатом такого процесса становится наиболее эффективный режим расхода топлива, после полного сгорания остается самый минимальный объем пепла или золы.

Представленные твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром могут использовать для работы различные материалы:

• опилки;
• торф;
• уголь;
• пеллеты;
• дрова.

Произведя одну закладку можно рассчитывать на срок от 7-ми до 35-ти часов бесперебойной работы, длительность сгорания находится в прямой зависимости от выбранного режима.

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.

Пиролизный котел или газогенератор

Пиролизный котел Ziehbart 100

Для начала поясним, что такое пиролиз. Это возможность эффективного сгорания топлива при недостатке кислорода. Когда его не хватает, то образуется несгораемый остаток в виде твердой золы, а побочным продуктом является горючий пиролизный газ. Он представляет собой дикую смесь продуктов сгорания твердого топлива и углекислоты.

В газогенераторе процесс сгорания разделяется на два этапа:

1. В топливной камере №1 топливо тлеет в бедной кислородом атмосфере. Подчеркиваем — оно не горит, а тлеет. Создать такие условия — не проблема. К примеру, можно поставить обычную механическую заслонку. Закрыл — и нет поступления воздуха. Открыл — и производительность резко повышается.
2. В топливной камере №2 перерабатываются летучие продукты сгорания топлива. Это газ, регулировать который можно без проблем. К примеру, можно установить термостат, который будет определять количество необходимой энергии в нужное вам время.

Что получается в результате?

• Полное сгорание твердого топлива. Остается лишь мелкая зола, которую можно использовать в качестве удобрения. Это экономически выгодно во всех отношениях — никаких отходов, длительное горение, и реже производится чистка зольника.
• Увеличивается промежуток между закладками топлива. К примеру, крупный уголь можно закладывать 1 раз в сутки.
• Полная автоматизация процесса.
• Есть возможность сжигать большие по размеру дрова. В обычных твердотопливных котлах они полностью не сгорают.

Но необходимо учесть и некоторые отрицательные моменты:

• Стоимость отопительного пиролизного котла в разы выше, чем у классических вариантов.
• Такие котлы относятся к категории энергозависимых и требуют принудительного надува.
• Для их работы необходимо использовать только сухое топливо.
• Нельзя делать закладку ниже нормы, определенной производителем.

Какому типу котла на твердом энергоносителе отдать предпочтение?

И традиционные нагревательные элементы на дровах, и аналогичные котлы длительного горения имеют свои преимущества и недостатки. Если покупатель ограничен в финансовом вопросе, то предпочтение нужно отдать классическому варианту оборудования. Он отличается простотой в управлении и недорогим обслуживанием. Когда же покупатель делает акцент на энергоэффективности, то ему больше подойдет котел длительного горения, для которого характерны высокий КПД и нечастая загрузка топочной камеры. Для более комфортной и безопасной эксплуатации котлы дополнительно оснащаются регулятором тяги, термостатическим клапаном, который убережет прибор от перегрева и т.д.

ТОП-3 лучших твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром

ZOTA Тополь32ВК 32 кВт

Котел ZOTA Тополь32ВК 32 кВт необходим для отопления частных домов и других бытовых помещений и имеет систему водяного отопления с принудительной или натуральной циркуляцией.

Корпус модели находится под обшивкой и закрыт базальтовым картоном.

Эта особенность понижает потерю тепла водяной рубашки.

В устройстве есть два варианта загрузки топливного материала.

Горизонтальная дверь удобна для верхней загрузки угля, а шуровочная подходит для загрузки дров.

Водяная рубашка находится по всему контуру модели, в том числе и под зольником.

Устройство охлаждает зольник, не дает ему повредиться, тем самым происходит дополнительный теплосъем и отличная циркуляция теплового носителя.

На передней панели модели находится термометр, который показывает температуру подачи воды.

В качестве источника тепла можно применить электричество. Для этого нужно установить горелку, которая покупается отдельно.

Технические характеристики:

• тип камеры сгорания: открытый;
• монтаж: напольный;
• размеры (ШхВхГ): 440x870x1005 мм;
• энергонезависимый: да;
• управление: механическое;
• вес: 143 кг.

Плюсы
Удобная загрузка.
Экономичный.
Компактный.

Минусы
Ржавеет валик рычага шуровки.
Цена.

НМК Магнум КДГ 15 ТЭ

Эта одноконтурная модель зарекомендовала себя как одно из лучших решений для отопления загородных домов и прочих помещений средней площади.

Магнум КДГ 15 ТЭ — один из представителей твердотопливных отопительных устройств линейки котлов длительного горения.

Модель предназначена для отопления углем и угольными брикетами.

Конструкторами реализована опция установки ТЭНов для поддержания комфортной температуры в помещении ночью и в межсезонье.

Блок нагревательных элементов может быть использован при горении топлива в котле и автономно.

Магнум КДГ 15 ТЭ отличает долгое время бесперебойной работы в течение отопительного сезона.

Технические характеристики:

• тип камеры сгорания: открытый;
• монтаж: напольный;
• размеры (ШхВхГ): 455x960x640 мм;
• энергонезависимый: да;
• управление: механическое;
• вес: 160 кг.

Плюсы
Высокий коэффициент полезного действия.
Удобная засыпка угля.
Можно удалять золу без прекращения работы котла.
При необходимости можно оборудовать ТЭНами.
Эргономичность — все элементы расположены максимально удобно.

Минусы
Могут возникнуть трудности при сборке.
Неидеальная герметичность дверец.
Не самый экономичный агрегат.

Буржуй-К МОДЕРН-32

Пиролизная модель Буржуй-К МОДЕРН-32 32 кВт подходит для отопления частного дома площадью до 300 кв. м.

Достоинство данного устройства состоит в том, что оно не зависит от электричества, так как автономное.

Производитель добавил в конструкцию изделия контур горячего водоснабжения, поэтому вы можете комфортно использовать теплую воду в хозяйстве.

Котел легкий в управлении и использовании, его показатель полезного действия достигает 92 процентов, время горения 12 часов, усовершенствованная топка обложена шамотным кирпичом, что позволяет дольше удерживать тепло в изделии.

Модель также способна обеспечить контроль за режимом горения, что позволяет хорошо сэкономить дрова и ваше время.

Вид установки изделия напольный, тип топки открытый. В комплект поставки устройства входят котел, колосниковые решетки, термоманометр, регулятор тяги, технический паспорт.

Технические характеристики:

• тип камеры сгорания: открытый;
• монтаж: напольный;
• размеры (ШхВхГ): 600x1270x860 мм;
• энергонезависимый: да;
• управление: механическое;
• вес: 430 кг.

Плюсы
Продолжительное время работы.
Регулирует скорость горения.
Компактный.

Минусы
Высокая цена.
Приходится часто чистить от золы и сажи.

Советы по выбору

Перед выбором котла нужно подсчитать нужную мощность, основываясь на площади помещения, наличии изоляции, высоте и толщине стен. От этих параметров также зависит подбор продолжительности прогорания одной закладки.

В большинстве устройств используются следующие виды горючего:

• брикеты;
• уголь;
• пеллеты;

• торф;
• древесина;
• горючий сланец.

С типом топлива также следует определиться заранее, отдавая предпочтение более доступному варианту.

Важен и материал, из которого изготовлен теплообменник. Чугунные изделия имеют секционное строение и отличаются высоким качеством, но слабо защищены от тепловых ударов. Стальные модели выпускаются в виде моноблоков. Они лучше переносят тепловые удары, но сложны в транспортировке и ремонте.

Экономичность эксплуатации агрегата определяется совокупностью затрат на сервисное обслуживание, пригодностью к ремонту и показателем КПД.

Выбирая прибор для обогрева, следует правильно сопоставить его функциональность и размеры помещения, чтобы не переплачивать за излишнюю мощность. Лучше отдавать предпочтение моделям от проверенных производителей, использующим доступное топливо.

• Как выбрать лучший обогреватель-конвектор: виды, конструкция, обзор популярных моделей электрических и газовых моделей, их плюсы и минусы
• Как выбрать лучший источник бесперебойного питания для котла отопления: зачем нужен, какие они бывают, как правильно подобрать оптимальный, рейтинг ТОП-7 ИБП и обзор популярных моделей, их плюсы и минусы, советы по эксплуатации
• Рейтинг ТОП-8 лучших газовых пушек: обзор 8 самых популярных моделей, их плюсы и минусы, советы и рекомендации по подбору — на какие важные характеристики смотреть перед покупкой
• Газовые колонки для дачи: проточные или бойлерные, как выбрать подходящую, рейтинг популярных моделей, классификация

Типы отопительных котлов

Виды котлов

Интересующий нас тип котлов производится только в напольном исполнении — уж слишком велика его масса. И если не учитывать уже описанные позиции, то это обычные твердотопливные котлы. Логика подсказывает, что мощность таких моделей зависит от прямого назначения топливного агрегата. Здесь есть устройства с минимальными параметрами — 7 киловатт, а есть и с максимальными — до 95 киловатт. Такие колы в основном используются для отопления небольших домов. Но есть и более мощные установки, к примеру, с 200-киловаттной мощностью. Они применяются для обогрева домов площадью более 2000 квадратных метров.

В производстве котлов применяются сталь или чугун, но даже сталь у разных производителей отличается, что будет влиять на стоимость прибора. К примеру, жаростойкий металл в разы дороже, чем низкосортный, а, соответственно, и стоить такой котел будет больше. В некоторых моделях используется шамотный кирпич, которым обкладывают топку. Это увеличивает не только стоимость агрегата, но также его прочность и долговечность. Кстати, подобные модели могут быть одноконтурными и двухконтурными.

Монтаж

Отопительные котлы монтаж

Это не газовое оборудование, поэтому его можно устанавливать своими руками. Правда, есть несколько важных предупреждений от специалистов:

1. Котел необходимо устанавливать на расстоянии не меньше полуметра от ближайших стенок. Дело в том, что этот нагревательный прибор, даже если в его конструкции есть водяная рубашка, очень сильно нагревается. И если стены дома возведены из горючих материалов, необходимо их дополнительно обшить защитой. К примеру, асбестовым листом, кирпичом или металлическим листом из оцинкованной стали, под которым все равно придется проложить асбест.
2. Любой, даже самый маломощный котел из этой категории, имеет значительную массу. Поэтому нужно позаботиться об остове, на котором он будет размещаться. Остов должен быть прочным, негорючим и надежным. Имейте в виду, что масса котла увеличится за счет веса закладки. Поэтому оптимальный вариант — это отдельно стоящий фундамент, сооруженный по всем строительным канонам с укладкой щебеночной подушки и армирующего каркаса из металлической арматуры. Кстати, специалисты советуют заливать фундамент высотой не менее полуметра.

Кировский завод

Сам завод был создан более двухсот лет назад, за это время технологии очень сильно изменились, но предприятие внедряло новинки в производство на производство на протяжении всего срока. Это одно из старейших предприятий России, занимающихся изготовлением отопительного оборудования. Длительное время завод занимается производством комбинированных отопительных котлов, они намного удобней обычных и поэтому пользуются большим спросом. Так как здесь привыкли помогать людям, то комбинированные отопительные приборы имеются в большом количестве и подойдут для любого дома.

	КЧМ-5-К-03M1 21	КЧМ-5-К-03M1 60	КЧМ-5-К-03M1 70	КЧМ-5-К-03M1 80
Максимальная тепловая мощность, кВт	21	60	70	80
КПД, %	77.6	79.6	79.8	80
Топливо	Дрова, торфяные брикеты, уголь, дизель, мазут, отработанное масло, газ	Дрова, торфяные брикеты, уголь, дизель, мазут, отработанное масло, газ	Дрова, торфяные брикеты, уголь, дизель, мазут, отработанное масло, газ	Дрова, торфяные брикеты, уголь, дизель, мазут, отработанное масло, газ
Температура теплоносителя, oС	95	95	95	95
Оценка

Принцип работы

Физическая составляющая процесса работы самодельных котлов на твердом топливе очень проста.

• Производится загрузка топлива в топку, где оно поджигается.
• Угарные газы, полученные при сгорании твердого топлива, и горячий воздух поднимаются вверх и выходят через дымоход на улицу.
• При движении вверх они проходят через специальную камеру, где располагается теплообменник. Через него происходит нагрев теплоносителя, поступающего в систему отопления дома.

Как видите, все довольно-таки просто. Хотя надо отметить, что этот принцип работы самодельных котлов на дровах, торфе, опилках и угле полностью соответствует и другим типам отопительных приборов, работающих на других видах топлива. Соответственно и конструкция их мало чем отличаются друг от друга. Конечно, есть определенные конструктивные нюансы. К примеру, твердотопливные котлы – это агрегаты с низким коэффициентом полезного действия. «Едят» они топливо в больших количествах, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии, большая часть которой, к сожалению, вылетает в трубу. Поэтому сегодня, говоря о самодельных котлах отопления на дровах, необходимо говорить о современных моделях с более высоким КПД. Их и будем разбирать в этой статье.

Котел на дровах цилиндрического типа

Но перед тем как перейти к основному сборочному процессу, хотелось бы несколько слов сказать об условиях реализации данного проекта.

1. Надежность конструкции котла будет зависеть от того, как вы владеете используемым в этом деле инструментом. Основной из них – это сварочный аппарат. Если ваши навыки не позволяют добиться максимального результат, то лучше от эксперимента отказаться и передать сборку агрегата специалисту, то есть высококвалифицированному сварщику.
2. Говоря об эксперименте, а сборка котла на дровах своими руками – это большой эксперимент, надо отдать должное, что вы можете применить все свои инженерные знания и опыт. И в случае удачно проведенного процесса гордиться им. Но не забываем, что самодельный котел потребует доработки в процессе его эксплуатации. Некоторые незначительные неточности и ошибки дадут о себе знать обязательно. Так что к ним надо просто быть готовым.
3. Для изготовления твердотопливного котла используются металлические листы или труба толщиною не меньше 5 мм. Это же относится к трубным элементам теплообменника.
4. Установка настроечных приборов. Немаловажный момент в деле изготовления самодельного котла. Что именно надо установить: термометры на входе и выходе теплоносителя, регулятор мощности циркуляционного насоса, датчик тяги.
5. Кстати, о циркуляционном насосе. Не все потребители устанавливают это оборудование, которое привязывает систему отопления дома к электроэнергии. Но, как показывает практика, именно этот агрегат дает возможность увеличить КПД котла, равномерно распределяя теплоноситель по всей отопительной системе, и внутри теплообменника в том числе.

Компактная конструкция

Как безопасно провести проверку готового котла

Контроль работы, первый запуск отопителя лучше поручить специалисту-теплотехнику. Полный контроль параметров функционирования делают с помощью теплового счётчика, встроенного в систему.

Счётчик даёт возможность оценить мощность котла и сравнить её с данными в паспорте; замерить КПД; время нагрева жидкости в водяной рубашке, буферной ёмкости; измерить количество выделяемого тепла в единицу времени.

Запуск проводится в следующем порядке:

• топливо для первого розжига взвешивают, загружают в топку, разжигают;
• шибера и заслонки открывают согласно инструкции;
• включают автоматику (при её наличии), выставляют нужную температуру;
• включают датчик насоса отопительной системы;
• положение заслонок (шиберов) меняют после того как топливо разгорится (согласно инструкции);
• в моделях, оснащённых вентилятором, автоматически включается и выключается подача воздуха;
• измеряют температуру воды на входных и выходных патрубках системы отопления, определяют действительную мощность котла;
• сравнивают мощность с заявленной в инструкции.

Как выбрать твердотопливный котел длительного горения?

Недостатки котлов длительного горения

Несмотря на ряд заметных преимуществ данные устройства обладают некоторыми недостатками, которые следует учитывать в случае их выбора.

Среди основных недостатков можно отметить следующие характеристики:

• высокая стоимость приборов контроля, которая заметно увеличивает общую стоимость оборудования;
• загрузка топлива производится вручную;
• габариты установки предполагают наличие пространственного места для установки, а также существует необходимость в складе для хранения топлива;
• продукты горения можно отвести лишь при помощи полноценного дымохода;
• высокие требования предъявляются к качеству топлива.

Перед установкой указанного оборудования рекомендуется получить консультацию у специалистов или людей имеющих опыт эксплуатации.

Виды котлов

Как уже было написано выше, твердотопливные котлы по способу сжигания классифицируются следующим образом:

Пиролизные – имеющие две камеры сгорания.

В первой камере топливо тлеет, и выделяется пиролизный газ, а во второй – образовавшийся газ смешивается с кислородом и сжигается.

Достоинствами котлов данного типа являются:

• низкий процент выброса вредных веществ в атмосферу, в сравнении с аналогами прочих видов;
• малое количество сажи, образующейся в процессе использования;
• возможность регулировки мощности во время работы посредством установки систем автоматики.

К недостаткам можно отнести: оптимальный режим работы можно настроить только с использованием системы автоматики, требующей надёжного электроснабжения.

С верхним горением топлива.

Достоинствами котлов данного вида являются:

• удобство обслуживания;
• для работы в автоматическом режиме необходим минимальный объём средств автоматики;
• энергонезависимость от сетей электроснабжения.

Модель «WATTEK PYROTEK 36» − твердотопливный пиролизный котёл

Недостатками котлов данного вида являются следующие показатели:

• при сжигании топлива образуется большое количество золы, что сокращает время между циклами проведения профилактических работ;
• сложность загрузки топлива и высокие требования к нему по размерам (длине, фракции и т.д.);
• образование конденсата на внутренней поверхности теплообменника;
• трудности с запуском котла в работу, связанные с его розжигом;
• нельзя использовать опилки или щепу мелкой фракции, т.к. это приведёт к засорению колосниковых решёток и как следствие – остановке котла.

Пеллетные – работающие с использованием пеллет и топливных брикетов.

Достоинствами котлов данного вида являются:

• экологическая безопасность;
• эффективность использования;
• экономичность;
• длительные сроки эксплуатации.

Недостатками являются:

• высокая стоимость;
• сложности, связанные с хранением пеллет. Нельзя допускать повышенную влажность воздуха, приводящую к снижению их качества.

Пеллеты – один из видов топлива, используемого в твердотопливных котлах

Выбираем лучшие печи для дома на дровах длительного горения. В специальной публикации нашего портала мы подробно расскажем о печах на дровах длительного горения. Вы узнаете достоинства и недостатки печей длительного горения на дровах и узнаете правила эксплуатации печей длительного горения.

Рейтинг лучших производителей твердотопливных котлов

Теплотехническое оборудование востребовано всегда и везде, поэтому его производством занимаются все технически развитые страны мира. Среди зарубежных производителей котлов, работающих на твёрдом топливе, в нашей стране наибольшим спросом пользуются модели таких компаний, как:

1. «Buderus» (Германия) – специализируется на производстве отопительной техники.
2. «Stropuva» (Литва) – занимается производством твердотопливных котлов длительного горения и запорно-регулирующей арматуры, а также водонагревателей и дымоходов.
3. «WATTEK» (Чехия) – решает вопросы отопления в комплексе от проектирования и производства до монтажа и обслуживания.
4. «Wirbel» (Австрия) – занимается выпуском отопительных котлов различного типа: твердотопливные, электрические и т.д.
5. «ACV» (Бельгия) – производит оборудование для отопления и горячего водоснабжения как бытового, так и промышленного предназначения.

Модель «НМК МАГНУМ КДГ 30 ТЭ» − стальной котёл с верхней загрузкой

Твердотопливные котлы длительного горения российского производства, пользующиеся популярностью среди пользователей, − это модели таких компаний, как:

1. «ZOTA» (г. Красноярск) – выпускает котлы различных видов и прочее теплотехническое и сантехническое оборудование.
2. ООО ТК «ТеплоГарант» (г. Кострома) – выпускает бытовые и промышленные котлы, а также комплектующие к ним.
3. «НМК» (Новосибирская металлообрабатывающая компания) – выпускает продукцию различного назначения, в том числе и котлы длительного горения серии «Магнум».