Уголь, торф и дрова не утратили своей актуальности, несмотря на дешевизну газа и повсеместную электрификацию населенных пунктов. Экономические соображения и здравый смысл, а иногда обстоятельства говорят в пользу установки твердотопливного котла для отопления частного дома, дачи или хозяйственных построек.
Когда без котла на твердом топливе не обойтись
Газовое отопление — доступный способ создать комфортные условия в доме с точки зрения цены энергоносителя. Однако он связан со значительными финансовыми затратами при соединении объекта с газовой магистралью, а в случае ее значительной удаленности — попросту недоступен. Соответственно, газовые котлы могут установить не все.
Электричество имеется в каждом доме, за исключением глухих районов, но стоимость киловатт-часов не способствует повсеместному использованию электрокотлов. Тем более что нестабильные параметры сети за чертой города снижают эффективность работы теплогенераторов и отрицательно сказываются на их долговечности.
Камин как отопительный прибор рассматриваться не может, так как очаг дает тепло, однако оно распространяется локально. Потому это — элитный декоративный элемент, причем далеко не бюджетный.
Для отопления дома нужен такой агрегат, который работал бы стабильно, не зависел от внешних факторов, а также был надежен и долговечен. Полностью соответствуют этим требованиям твердотопливные котлы — доступные по цене и универсальные приборы, для установки которых не требуются разрешения и согласования.Особенности конструкции
Твердотопливные котлы — одно из старейших изобретений человечества. На протяжении всей своей истории они постоянно модифицировались и улучшались, но принципиально конструкция осталась прежней.Теплообменник
Теплообменник — важнейший элемент любого котла, который необходим для передачи тепловой энергии горячих продуктов сгорания теплоносителю. Для регулирования скорости движения дымовых газов используется дымосос.
Материалом теплообменника служит:
-
сталь. Стоимость изготовления детали снижается, но материал подвержен коррозии, поэтому нежелательно образование конденсата. Для обеспечения оптимальных условий эксплуатации следует поддерживать температуру на уровне 65°С и выше. Сталь способна выдерживать температурные перепады.
-
чугун. Прочный и надежный теплообменник не боится коррозии, в отличие от стального. Нормальными условиями считается температура не ниже 50°С.
Топочная камера
Топочная камера представляет собой закрытое пространство, в котором происходит процесс горения топлива. Конструкция предусматривает дверцу, которая обеспечивает безопасность и надежно закрывает камеру.Колосниковая решетка
Колосниковая решетка обеспечивает поступление воздуха, необходимого для горения топлива, и осуществляет отсев несгоревших остатков, которые поступают в зольник. Эта деталь работает в условиях воздействия высоких температур, поэтому должна обладать высокой тепло- и коррозионной устойчивостью. Нередко для изготовления колосниковой решетки используют серый чугун.Регулятор температуры
В зависимости от особенностей конструкции твердотопливного котла устанавливают один из видов регуляторов тяги:
-
Механический. Представляет собой регулятор тяги.
-
Автоматический. Устанавливают микропроцессорный контроллер.
Другие элементы конструкции
Твердотопливные котлы требуют регулярного обслуживания, поэтому предусматривают люк для прочистки верхних ходов. Кроме этого, конструкция может дополняться такими элементами, как: регулятор тяги, газовая горелка для розжига, термостатический клапан и другие.
Принцип действия
Розжиг топлива — первый этап, с которого начинается работа котла. После этого температура в течение 10-15 минут поднимается с 30-35°С до 500-600°С. Одновременно с этим температура теплообменника увеличивается до 40-70°С.
Далее температура в зависимости от используемого топлива возрастает до 1000-1300°С, а теплоноситель достигает значения рабочей температуры. В этот момент важно не допустить закипания теплоносителя, поэтому максимальная температура ограничивается 95°С. Для этого с помощью задвижки регулируют интенсивность поступления воздуха в камеру сгорания.
Заключительный этап работы твердотопливного котла наступает, если больше не добавлять топлива. Это приведет к тому, что имеющийся запас постепенно прогорает, пламя затухает, температура снижается.
Конструкция современных твердотопливных котлов предусматривает датчик, который поддерживает температуру в диапазоне 65-95°С автоматически. Прибор соединен с заслонкой, которая изменяет объем воздуха, поступающего в топочную камеру.
Преимущества и недостатки
Популярность твердотопливных котлов объясняется рядом достоинств использования таких теплогенераторов:
-
Автономная работа. Агрегат для работы не требует подвода газовой магистрали, электрической линии или других источников энергии. Котел может использоваться в удаленных районах или в качестве резервного источника тепла.
-
Дешевый энергоноситель. Уголь, торф, дрова и пеллеты стоят значительно дешевле, чем любое другое топливо. Однако обеспечение твердым топливом связано с расходами на доставку, хранение, разгрузку и погрузку.
-
Довольно высокий КПД. У стандартных моделей показатель достигает 95%.
-
Надежность. Конструкция настолько простая, что деталей, которые могут поломаться, практически нет.
-
Доступная стоимость. При сравнении с газовыми и электрическими котлами с одинаковой мощностью цена твердотопливного будет дешевле.
Недостатки котлов, работающих на твердом топливе, связаны с особенностью их конструкции и работы:
-
Необходимо организовывать котельную и склад для хранения топливного запаса.
-
Эксплуатация требует выполнения загрузки топлива вручную.
-
Обслуживание включает регулярное удаление золы и сажи.
-
Требовательность к качеству твердого топлива.
Виды твердотопливных котлов
Классические котлы
Простейший вариант твердотопливных котлов, которые обеспечивает полную энергонезависимость. Они не требовательны к качеству топлива, имеют объемную топочную камеру и не нуждаются в установке автоматики.
Недостатки классических моделей напрямую связаны с конструкцией. Они не обеспечивают высокий КПД, нуждаются в частой загрузке топлива и имеют механическую регулировку температуры теплоносителя. Если не уделять должного внимания удалению золы, то снизится производительность и возможен перегрев.
Традиционные твердотопливные котлы обладают большой инерционностью, что следует учитывать при их эксплуатации, поэтому рассчитывать на скоростной нагрев или мгновенное выключение не приходится. Если учесть невысокую стоимость теплогенераторов этого типа, то они оптимально подходят для использования в качестве резервного источника тепла при перебоях с электроэнергией или поставками газа.
Котлы длительного горения
В котлах длительного горения заложен принцип действия, который позволяет экономно расходовать топливо и максимально увеличить интервалы между загрузками. Это становится возможным за счет использования принципа «верхнего» или «верхне-нижнего» горения.
Объемную топочную камеру и воздухораспределитель соединяет телескопическая труба. Через воздухораспределитель подается подогретый воздух. По мере того как топливо прогорает, происходит опускание трубы под собственной массой.
В зависимости от конструкции котел может работать на одной закладке от 12 часов до 5 суток и развивать КПД до 90%. Простота конструкции и обслуживания обуславливает большую популярность таких теплогенераторов.
Пиролизные котлы
В пиролизных котлах сжигается не только топливо, но и отдельно продукты его сгорания, что обеспечивает высокую эффективность агрегата. Принцип работы основан на пиролизе, который заключается в разложении топлива при высокой температуре в ограниченном пространстве. Выделяющийся при этом пиролизный газ подается вентилятором во вторую камеру, в которую подается кислород и происходит его сжигание.
КПД пиролизных котлов зависит от качества топлива и может достигать значений 85-92%. Такие агрегаты более эффективны и экологичны по сравнению с классическими моделями.
Ограничивает широкое распространение пиролизных котлов довольно высокая стоимость. Кроме этого, они требовательны к влажности топлива и более сложные в монтаже. Необходимость установки дополнительного оборудования лишает их основного преимущества — возможности работать автономно.
Пеллетные котлы
В качестве топлива в этих котлах используются пеллеты — подготовленные по специальной технологии отходы деревообрабатывающей промышленности. Пеллеты представляют собой экологически чистый материал в виде гранул с влажностью порядка 8-12%.
Для хранения, загрузки и подачи пеллет в конструкции котла предусмотрен загрузочный бункер, от объема которого зависит время непрерывной работы. В среднем пеллетный котел может работать от 3 до 7 суток с КПД до 95%. Большинство моделей полностью автоматизированы и предусматривают надежную систему безопасности.
Шнековый механизм, автоматический розжиг и подача воздуха требуют подключения к электрической сети, поэтому пеллетные котлы не относятся к энергонезависимым агрегатам.
Особенности монтажа
Эффективность работы отопительной системы зависит от правильности монтажа твердотопливного котла и отсутствия ошибок при его обвязке. Под котельную обязательно выделяется отдельное помещение, в котором предусматривается хорошая вентиляция.
Установка котла осуществляется на ровную поверхность основания, которое выполняется из кирпича или бетона. Корпус должен находится на расстоянии не менее 70 см от стен.
Установка котла совместно с теплоизолированным накопительным баком позволяет не только обеспечить защиту системы от перегрева, но и интегрировать в отопительную систему другие теплогенераторы. Это дает возможность повысить КПД и снизить потребление топлива.
Группа безопасности обязательно должна устанавливаться на выходе из котла. В нее входят: манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан.
В твердотопливных котлах нет возможности осуществлять контроль подачи топлива, что может стать причиной перегрева. Чтобы исключить это негативное явление, конструкцией предусматривается охлаждающий теплообменник, который может устанавливаться отдельно на выходе. При достижении температуры 95°С срабатывает термостатический клапан, и в систему поступает водопроводная вода. Когда температура снизится, подмешивание воды прекращается.
Сливной клапан — более простой способ защитить агрегат от перегрева. Когда температура теплоносителя достигает критического значения, происходит сброс горячей воды в канализацию, а из водопровода поступает холодная вода.
Грамотное проектирование и правильный монтаж дымоходной системы играет большое значение для обеспечения хорошей тяги и эффективной работы котла. При ее расчете учитывают высоту, диаметр, длину разгонного участка и качество утепления трубы. Параметры дымоходной трубы определяются в зависимости от мощности котла.
Применение пластиковых и металлопластиковых труб для обвязки твердотопливного котла запрещено. Допускаются только трубы из металла.
Правильный монтаж твердотопливного котла позволит полностью раскрыть его достоинства и сделать его эксплуатацию безопасной. Обратившись в специализированную компанию, можно решить все проблемы не только с установкой, но и подбором оборудования.