Комбинированные и раздельные котлы для отопления на дровах и электричестве

Классификация котлов длительного горения на твердом топливе

При выборе подходящего агрегата, стоит ознакомиться с существующими разновидностями отопительного оборудования данного типа. Котлы на твердом топливе длительного горения делятся на множество подвидов по различным критериям. Предлагаем ознакомиться с классификацией, которая позволит сделать правильный выбор.

Большой ассортимент создает трудности при выборе

По способу сжигания топлива

Современные котлы длительного горения реализуют два основных способа горения:

• за счет пиролиза;
• верхнего горения топлива.

В первом случае происходит генерация тепловой энергии, образующейся в результате горения. Во втором случае выгорание топлива происходит сверху вниз, благодаря чему удается добиться полного завершения процесса.

Способ сжигания топлива выбирается индивидуально

По материалу изготовления

Для изготовления твердотопливных котлов производители используют стали и чугун. Стальные модели адаптированы для работы на древесном топливе, так как его удельная теплота сгорания меньше аналогичного параметра у угля и торфа. Чугунные котлы с водяным контуром допускают использование топлива всех видов, но имеют один существенный недостаток: хрупкость при механическом воздействии и температурных колебаниях. Это предъявляет высокие требования к выполнению монтажных работ. Кроме того изделия из чугуна намного больше весят.

Учитывая данный факт, агрегаты, изготовленные из чугуна, хороший вариант для домов, в которых проживают постоянно, а стальные – для дачных строений. Однако следует учитывать, что при долгом простое часто начинаются коррозионные процессы, способные сократить срок службы агрегата.

Чугунные агрегаты способны прослужить дольше

По типу используемого топлива

При покупке любого отопительного прибора одним из важнейших факторов процессе выбора становится тип используемого топлива. Выбор может быть сделан в пользу котла длительного горения на:

• угле;
• древесине любого вида;
• торфяных брикетах.

Каждый материал имеет свою температуру сгорания. Использовать следует тот вид топлива, который рекомендован производителем. Какой вариант окажется предпочтительным, зависит от месторасположения частного дома.

Если недалеко располагается деревоперерабатывающее предприятие, предпочтительным является твердотопливный котел для отопления частного дома, работающий на древесине. Здесь по доступной цене можно приобрести отходы производства, к которым относятся обрезки дерева, опилки, кора. Нередко кору и опилки прессуют для получения брикетов, пеллет и гранул, подходящих для агрегатов длительного горения.

Тип используемого топлива в агрегатах длительного горения может отличаться

По количеству контуров

Могут быть одно- и двухконтурными. Одноконтурные котлы твердотопливные длительного горения – для отопления. Второй вариант предназначен для отопления и подогрева воды. Покупка модели с водяным контуром обойдется дороже, зато при наличии такого оборудования можно отказаться от установки бойлера.

Двухконтурные подогреют воду

По мощности котла

Важный критерий, определяющий количество вырабатываемого тепла. Производители предлагают агрегаты различной мощности. Для помещений, у которых высота стен меньше 3 м, выбирает котел из расчета 1 кВт/м². Если требуется нагрев воды, требования к мощности агрегата возрастают.

Мощность агрегата зависит от площади здания

Для удобства наших читателей наша команда разработала специальный онлайн-калькулятор.

Калькулятор расчета необходимой мощности твердотопливного котла

По объему загрузочной камеры

В качестве критерия классификации выбирается соотношение объема топлива в одной закладке к мощности котла. Чем выше данный показатель, тем реже пополняются запасы топлива. Для стальных устройств данное соотношение в среднем равно 1,6÷2,6 л/кВт, для чугунных – 1,1÷1,4 л/кВт.

Объем камеры определяет возможности котла с водяным контуром

По коэффициенту полезного действия

Один из основных параметров. Характеризует, какое количество выработанного тепла будет направлено на обогрев дома. У некоторых моделей может достигать 90%. При одинаковой мощности котлы с разными КПД могут использоваться для отопления помещений различной площади.

Чем выше КПД, тем ниже затраты на эксплуатацию

Как установить твердотопливный котел

Твердотопливные котлы в отличие от газовых можно установить самостоятельно. Но такое оборудование требует размещения в отдельной котельной. Все твердотопливные котлы напольные, поэтому даже компактные модели потребуют много места. Кроме того, котел нельзя устанавливать непосредственно на деревянный пол. Тяжелый вес конструкции после нагревания увеличивается в два раза! Поэтому под оборудование делают специальный фундамент.

Расстояние от котла до стен составляет минимум 50 сантиметров, до легко воспламеняемых предметов — не менее 25, а до топлива (дров, угля и пр.) — не менее 40. В качестве фундамента под конструкцию используют негорючие строительные материалы. После монтажа котла устанавливают дымоход. В последующем нужно регулярно осматривать и чистить оборудование.

Установка твердотопливных котлов — трудоемкий и сложный процесс, который требует знаний и сил. От качества оборудования и монтажа зависит долговечность, безопасность и эффективность отопления. Чтобы избежать ошибок и получить надежный результат, обратитесь к профессионалам! Мастера “МариСруб” подберут подходящую систему отопления для вашего дома и выберут надежное оборудование, оперативно и качественно проведут монтаж котельной и установку любого типа котлов!

Виды по способу сжигания топлива и конструкционным особенностям

Горение — процесс быстрого разложения древесины на газы с последующим окислением углерода до углекислоты. Оптимальное горение всегда выделяет большое количество тепла. Увеличить время и эффективность горения древесины можно различными способами.

Колосниковые

Горение происходит на колосниковых решётках, через которые проходит воздух. Топливо горит во всём объёме, интенсивность пламени регулируется подачей воздуха через зольную дверцу.

В режиме длительного горения такой котёл неэффективен, так как горение замедляется задержкой подачи воздуха.

Бо́льшая часть разложившейся до пиролизных газов древесины не сгорает и оседает на стенках дымохода в виде сажи. Оптимальным вариантом использования такого котла является режим форсированного горения и накопление тепловой энергии в теплоаккумуляторе.

Пиролизные

Пиролизный котёл обеспечивает длительное горения одной закладки дров благодаря послойному разложению дров на пиролизные газы с последующим сгоранием. Горение в такой топке происходит не по всей массе загрузки, в камере газификации горит только нужное количество топлива. Тепло получается при сжигании пиролизных газов и улавливается теплообменником на дымоходе. Использование пиролиза возможно только в довольно узком диапазоне мощности, к этому параметру стоит отнестись очень щепетильно.

Фото 2. Внутреннее устройство и принципы работы твердотопливного котла длительного горения пиролизного типа.

Существенным недостатком пиролизных котлов является их энергозависимость. Для поддержания горения газов и разложения твёрдого топлива воздух нагнетается вентиляторами. Этот недостаток сопровождается несомненным достоинством — благодаря принудительной подаче воздуха есть возможность точно регулировать температуру теплоносителя при устойчивом горении. Оборудование автоматизируется, при бункерной подаче топлива (опилок, пеллет) достигается феноменально долгое время автономной работы.

Большое преимущество пиролизных котлов — их относительная всеядность. При некоторых регулировках и конструктивных особенностях пиролиз происходит на шелухе, соломе, опилках. пеллетах, кусковой древесине, коре.

Верхнего горения

Революционный взгляд на увеличение длительности горения на одной закладке — заставить гореть топливо не во всём объёме снизу вверх, а послойно, сверху вниз.

Фото 3. Внешнее и внутреннее устройство твердотопливного котла с верхним типом горения. Стрелками указаны части прибора.

Устройство простое: камера сгорания заполняется дровами, воздух подаётся через дифференцированную систему воздуховодов. Горение происходит только сверху закладки, при достаточной подаче воздуха топливо сгорает полностью.

Конструктивные особенности котла определяют вид используемого топлива. По возможности, закладка должна быть плотной, чтобы угольки не проваливались вниз и не образовывали новых очагов горения. Оборудование работает на крупных кусках древесины, но их придётся пересыпать опилками, щепой, пеллетами. Главное — равномерное распределение топлива по площади камеры.

Топить углем или торфобрикетами невозможно, т. к. это топливо с высокой зольностью. А также из-за повышенного образования золы нельзя применять влажную древесину.

Шахтного типа

Усовершенствованная конструкция котлов верхнего горения. Воздух подаётся через специальный телескопический воздуховод, на котором установлен «блин» груза.

Топливо сгорает постепенно сверху вниз, прижатое массивным раскалённым металлом. Пламя раздувается подаваемым непосредственно в зону горения воздухом.

Конструкция блестяще реализована в изделиях фирмы «Стропува», многократно скопирована и усовершенствована тысячами конструкторов и народных умельцев.

Конструкция привлекает внимание поразительной гибкостью настроек, простотой, долговечностью, феноменальным КПД и длительностью горения. Котёл работает самостоятельно, без применения вентиляторов и воздуходувов

Загрузка топлива должна быть максимально равномерной. Котёл прекрасно работает на любой сухой древесине: щепа, опилки, солома, кусковые дрова, небольшие поленья, пеллеты. На пеллетах время горения значительно увеличивается, соответственно загрузка котла требуется реже.

Потребление электроэнергии

Котлы бывают двух видов по способу питания.

• Энергонезависимые. Это устройства, в которых нет потребности в циркуляционном насосе, так как процесс происходит естественным путем. К энергонезависимым относятся классические агрегаты и некоторые приборы длительного горения.
• Энергозависимые. Модели, содержащие в своей конструкции вентилятор. Он направляет потоки воздуха в камеру. Также приборы с автоматизацией работают от электричества.

Энергонезависимые котлы лучше ставить в домах, где нет стабильного электропитания. Они могут выступать в качестве основного и дополнительного источника тепла.

FAQ

Почему падает давление в электрическом котле отопления?Тому может быть несколько причин. Прежде всего, давление в системе падает при первом запуске, когда из наполняемых теплоносителем труб выходит воздух — это совершенно нормальное явление, для этого даже предусмотрены специальные воздухоотводчики. Этот процесс может занять довольно длительное время, вплоть до двух недель в системе с тёплым полом. Кроме того, возможно, что расширительный бак, задача которого как раз и заключается в сдерживании перепадов давления, почти заполнен теплоносителем. Если в баке не осталось места для воздуха, то избыточное давление в системе будет сбрасываться через предохранительный клапан. Наконец, самая неприятная и самая банальная причина — течь в системе отопления. В этом случае протечку нужно выявить и устранить, чтобы давление перестало падать.

Устройство и принцип работы

В основе принципа длительного горения лежит снижение скорости сгорания топлива за счет уменьшения подачи воздуха. Кислород в первичную камеру сгорания подается в количестве, достаточном для тления, но не обеспечивающем интенсивное горение.

Во время медленного окисления древесины выделяются газообразные углеводороды, получившие название пиролизных газов. Сам процесс органического разложения древесных волокон под действием высокой температуры называется приролизом.

Дожигание продуктов окисления во вторичной камере на длительность горения топливной закладки не оказывает существенного влияния, однако существенно увеличивает общую эффективность работы котла на дровах. Это связано с тем, что при сгорании вторичных газов выделяется значительно больше тепловой энергии чем при интенсивном горении дров.

Энергозависимые установки длительного горения

Компоновка дровяных котлов длительного горения предполагает расположение основной топочной камеры непосредственно над зоной сжигания вторичных газов, а сообщение между ними осуществляется через специальные керамические форсунки, способные работать при температуре от 800 до 1000 С. Днище главного топливного отсека оборудовано специальной термостойкой постелью, чаще всего из шамотного кирпича или керамобетонных блоков.

Направленное движение воздуха (тяга) обеспечивается с помощью нагнетающего вентилятора, от частоты вращения которого зависит количество кислорода в рабочей зоне. На основании данных, полученных от температурного датчика, автоматическая система управления (АСУ) может увеличивать или уменьшать угловую скорость крыльчатки. К достоинствам такой схемы можно отнести высокую точность регулировки. Кроме этого, воздух, проходя через верхний топочный бункер, нагревается, что упрощает процесс воспламенения пиролизных углеводородов.

Интенсивность циркуляции теплоносителя в отопительном контуре регулируется насосом, который также подключается к АСУ. Если температура теплоносителя снижается, автоматически увеличивается подача воздуха.

Точность регулировки и экономичность энергозависимых дровяных котлов отопления длительного горения обеспечивают значительную экономию дров, что за весь отопительный сезон выливается значительную сумму. Однако не следует сбрасывать со счетов тот факт, что при отсутствии электропитания, такой котел становится бесполезной грудой металлолома, поскольку естественная тяга в таких конструкциях, как правило, не предусматривается.

Энергонезависимые дровяные котлы длительного горения

Несмотря на то что экономичность и производительность таких установок заметно ниже, чем установок оснащенных АСУ, они совершенно не зависят от наличия электроэнергии, что является их существенным плюсом. К недостаткам таких систем относится, прежде всего, сложность настройки.

У такого котла на дровах регулировка подачи кислорода производится открытием специальной заслонки, имеющей кинематическую связь с биметаллическим терморегулятором, расположенным на верхней крышке изделия.

После розжига дровяной закладки и получения устойчивого горения заслонку приводят в рабочее положение, уменьшая тем самым количество воздуха в первичной камере сгорания и обеспечивая оптимальные условия для химико-термического окисления древесного горючего. Горячие пиролизные газы, под действием естественной тяги, поступают в верхнюю камеру сгорания, где смешиваются с разогретым вторичным воздухом, вследствие чего воспламеняются.

Циркулирующий в водяной рубашке теплоноситель быстро нагревается за счет контакта с горячими стенками камеры сгорания. Высокую производительность таких конструкций обеспечивает большая площадь теплообменника.

Отопительные котлы на дровах обратного горения

Главной особенностью таких устройств является то, что процесс первичного сжигания происходит в направлении от верхних слоев к нижним.

Конструкция представляет собой вертикально расположенный цилиндр со штоком и прижимным диском, обеспечивающим равномерное распределение воздуха по всей поверхности горения.

Образовавшиеся в результате пиролиза газы поступают в верхнюю часть корпуса, где смешиваются с предварительно разогретым вторичным воздухом и воспламеняются. Раскаленная боковая поверхность непосредственно контактирует с теплоносителем, поступающим в контур отопления через выходной патрубок. Для большей эффективности, прибор может быть установлен в защитный кожух, а образовавшаяся полость заполнена пенополиуретаном или другим негорючим теплоизолятором.

Рекомендации к выбору котла

На подбор твердотопливного котла влияет ряд существенных факторов

Важное значение имеют:

• вид дома (помещения);
• тип конструкция отопителя;
• цель использования устройства.

Вид помещения

Способность жилища сохранять тепло, крайне важны при выборе. Самыми «тёплыми» являются новые дома из кирпича, брёвен, панельные строения.

В них отсутствуют теплопотери через трещины в стройматериалах, двери и окна, плохо утеплённый потолок.

Следовательно, такие строения хорошо обогревают агрегаты средней мощности. Расчёт мощности отопителя хозяин дома делает самостоятельно или с помощью специалиста по теплотехнике.

Расчёт ведётся исходя из высоты потолков и площади. Так, в средней полосе на площади 10 м2, при высоте потолка 3 м, необходимо генерировать 1 кВт тепловой энергии.

Тип конструкции отопителя

Зависит от рассчитанной мощности агрегата и доступности топлива. В зависимости от конструктивных особенностей устройства длительного горения делят на:

• пиролизные;
• шахтные;
• автоматические.

Пиролизные котлы. В отопителях такого типа происходит процесс тления топлива при недостатке кислорода, что приводит к образованию горючих газов.

Фото 2. Схема устройства дровяного твердотопливного котла длительного горения пиролизного типа.

Топка устройства разделена на две части. В нижнем отсеке происходит горение и пиролиз, в верхнем — дожигание топочных газов.

После того как топливо полностью разгорится, нижнее отверстие прикрывают и топка переходит в режим генерации пиролизного газа. Этого добиваются с помощью автоматического регулятора.

Пиролизный газ поступает в камеру дожигания, смешивается с воздухом и воспламеняется. При этом сгорает до 90% частиц дыма. Автоматический терморегулятор котла поддерживает заданную температуру дожига. Принудительную циркуляцию воздуха обеспечивает вентилятор.

Справка. В пиролизных устройствах топливо сжигается практически полностью, поэтому частая чистка топки не требуется.

Шахтные котлы — агрегаты верхнего горения, сжигание топлива происходит сверху вниз. Конструктивно они состоят из двух корпусов — внутреннего и внешнего, между которыми находится водяная рубашка.

Вертикальная топка отопителя доверху загружается дровами. Воздух для горения подаётся к верхнему слою топлива с помощью телескопической трубы.

По мере сгорания дров она под собственным весом опускается. Котлы такого типа способны отапливать дом до 7 дней без дополнительной загрузки и какого-либо обслуживания.

Они обеспечивают постоянный и равномерный нагрев жидкости в водяной рубашке.

Автоматические котлы. Рассчитаны на продолжительную работу в автономном режиме. Из бункера по элеватору, шнековому транспортёру в котёл подаётся топливо. Бункер располагается рядом с прибором, в соседнем помещении либо снаружи дома. Расход и подачу горючего материала регулируют средства автоматического контроля.

Эти агрегаты требовательны к величине кусков (гранул) топлива, в большинстве моделей размеры брикетов, пеллет, кусочков угля не должны превышать 30 мм в поперечнике.

Цель использования

Это также важный фактор выбора. Если котёл длительного горения является основным отопителем, в систему труб не встраивают другие устройства. Если нагреватель будет использоваться как резервный, понадобится установка расширительного бака, дополнительные расчёты системы отопления, согласование температурных графиков устройств.

• Если агрегат нужен только для отопления, выбирают одноконтурные модели.
• Если поставлена цель получения хозяйственной воды, предпочитают двухконтурные модели.
• В неэлектрифицированных районах (или в отдалённых районах с дефицитом, перебоями в подаче электричества) покупают простые котлы длительного горения шахтного типа.