Какой чугунный твердотопливный котел выбрать

Отличительные черты твердотопливных котлов длительного горения российского производства

Понятная всем отличительная черта российских твердотопливных (ТТ) котлов – их стоимость. При этом качество исполнения и эффективность сжигания топлива даже в более сложных моделях длительного горения с каждым годом повышается, а цены на котлы остаются практически неизменными – это факт.

Более низкой стоимости котлов удается добиться за счет более дешевой рабочей силы, меньших налогов, отсутствия пошлин за перевозку через границу, более дешевых комплектующих и меньших расходов на исследования технологий, что несомненно сказывается на эффективности котлов, но с каждым годом все менее ощутимо.

Еще одной характерной особенностью является приспособленность к отечественным условиям эксплуатации. Это и менее серьезные требования к топливу (особенно к фракции и степени зольности угля, влажности дров), и в большинстве случаев энергонезависимая автоматика. Энергозависимые котлы часто выдерживают перепады напряжения, отсутствие стабилизатора напряжения не является критичным.

Устройство на примере отечественного котла длительного горения Теплодар Куппер.

Однако котлоагрегаты отечественного производства имеют более низкий, в среднем на 3-7%, КПД. У них более узкий функционал, лишь изредка встречаются механизмы самоочистки.

О производителе

Тт котлы «Таймень» производятся в Московской области небольшой компанией «РИГМА», специализирующейся исключительно на производстве небольшого модельного ряда из 4-х котлов мощностью 6, 10, 20 и 50 кВт. Доставка осуществляется по всей России, однако не собственными силами, а посредством транспортных компаний.

В целом за время существования на рынке компания зарекомендовала себя как производитель беспроблемных, практически не имеющих недостатков, эффективных котлов. Все модели имеют одинаковый принцип работы и устройство, различаются лишь мощностью и габаритами. Все котлы исключительно механические, в них не применяется электронная автоматика. Работают они как на дровах, так и на угле, торфе, топливных брикетах. Однако от вида и качества топлива зависит и длительность горения одной загрузки. По заявлениям производителя горение длится от 12 часов, на практике это 8-12 часов на дровах, 12-20 часов на угле, при умеренной работе не на пределе горения можно достигнуть горения более 24 часов.

Внутренне устройство на примере Таймень-10. Горение происходит в небольшой области у колосниковой решетки, а все образующиеся газы дожигаются во вторичной камере, что повышает КПД и снижает выбросы. В остальном конструкция состоит из традиционных элементов.

Горение происходит в самом низу топочной камеры, у колосников и отверстия подачи воздуха. Это не только положительно влияет на эффективность и длительность горения, но и снижает выбросы продуктов сгорания и дыма за пределы топочной камеры. Согласно практике эксплуатации и отзывам владельцев, ни при первой растопке, ни спустя годы эксплуатации дым не выходит наружу, хотя при открытии дверцы загрузки и выдувается в помещение в небольшом количестве.

В целом за более 8 лет эксплуатации серьезные неисправности выявлены не были. Топка котлов довольно долговечна, изготовлена из 4 мм стали, что довольно неплохо в сравнение со многими моделями всего с 3 мм, но и не дотягивает до высококачественных зарубежных моделей с толщиной стали 5-5,6 мм.

Порядок монтажа

В общем, монтаж чугунных котлов не является чем-то сложным, тем не менее, его нужно поручить выполнять специализированной организации, имеющую соответствующую лицензию, особенно в отношении котлов, работающих на природном газе.

Кроме газовиков такие требования к выполнению монтажных работ предъявляются практически всеми западными производителями, для гарантийного обслуживания.

Принципиальная схема выполнения монтажных работ чугунного котла:

Подготовка помещения для установления агрегата: фундамент, освещение, вентиляция и теплозащита поверхностей, которые будут контактировать с котлом.

Обвязка агрегата с системами топливоподачи.

Обвязка агрегата с дымоотводными системами.

Обвязка агрегата с контуром отопления.

Обвязка агрегата с контуром ГВС и внешним бойлером косвенного нагрева, при наличии в тепловой схеме теплоснабжения объекта.

Установка блока автоматики и безопасности.

Подключение линии электропитания котла.

Проверка выполнения монтажных работ и опрессовка.

Теплогенераторы

Это печи конвекционного типа, к которым подсоединен электрический вентилятор, называемый «улиткой». На поверхности данного оборудования имеются специальные отверстия, предназначенные для подсоединения гибких труб.

Функционируют теплогенераторы определенным образом: в камеру сгорания загружают топливо, разжигают его и потом включают вентилятор, который нагнетает в нее воздух. Благодаря этому дрова сгорают лучше, а нагретый воздух, передвигаясь по рукавам, быстрее оказывается у цели. Гибкие трубы бывают разной протяженности, а их концы можно разводить по комнатам.

Преимущества теплогенераторов:

• продолжительность непрерывного горения на одной заправке составляет около 8 часов;
• экономный расход топлива;
• приборы можно использовать для отопления любых помещений;
• агрегаты способны обогреть очень большие площади;
• имеется возможность при необходимости нарастить мощность, для чего в конструкцию котла добавляют секцию.

Недостатки у теплогенераторов следующие:

• необходимость производить монтаж гибких труб для продвижения теплого воздуха;
• при отсутствии электроэнергии вентилятор, нагнетатель воздуха не может работать, что сказывается на распределении нагретого воздуха по отдельным «рукавам».

Что собой представляют комбинированные котлы «дрова-электричество»

Котлы смешанного типа, работающие на твердом топливе и электричестве, – это всегда напольная конструкция, по габаритам соответствующая обычным твердотопливным моделям. Без использования ТЭНов (трубчатых электронагревателей) – это обычные твердотопливные котлы, сжигающие не только дрова, но и уголь, пеллеты, торф, кокс, антрацит. Обвязка, установка и подключение универсальных котлов производится аналогично однотопливным.

Для чего нужны и как применяются

Отопление электричеством является наиболее дорогим. Однако если использовать его в качестве резервного источника тепла в твердотопливном котле, можно получить больше выгод, чем может показаться на первый взгляд:

• сохранение комфортного уровня температуры после прогорания твердого топлива в течение более длительного срока, например, до утра, если загрузка догорела в полночь;
• сглаживание цикличности твердотопливных котлов, когда на пике горения достигается чрезмерная теплопроизводительность, а между загрузками она сильно снижается. Как следствие, трудно сохранять постоянный комфортный уровень температуры в доме;
• возможность более быстрого нагрева теплоносителя при одновременном использовании дров и электроэнергии;
• серьезная экономия пространства котельной, поскольку для установки двух отдельных однотопливных котлов нужно по крайней мере 6 м2 свободной площади.

В отличие от газово-дровяных моделей, котлы на твердом топливе и электричестве более оправданы, практически не отличаются по стоимости от обычных твердотопливных аналогов.

Однако если есть финансовые возможности, а место в котельной не ограничено, мы рекомендуем установить два отдельных котла, которые можно подключить параллельно (если система с естественной циркуляцией) или последовательно (если планируется закрытая система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя). На это есть несколько причин:

• функциональность отдельного электрического котла сильно выше, особенно при использовании комнатного термостата;
• блок ТЭНов уменьшает объем топочной камеры в среднем на 5-15 литров, что сказывается на длительности горения одной загрузки;
• КПД ТЭНов при работе после прогорания загрузки снижается на несколько процентов (от стандартных 99%) в виду наличия в топке постоянной тяги. Кроме того, водяная рубашка, в которую помещены трубчатые электронагреватели обычно не отделена слоем теплоизоляции, что добавляет теплопотери через теплообменник (когда нагревательный узел даже бюджетных электрокотлов имеет слой теплоизоляции).

Устройство и принцип работы

Котлы со встроенным ТЭНом имеют абсолютно такую же конструкцию, как и классические твердотопливные аналоги, за исключением отведенного в водяной рубашке места под блок ТЭНов, часто это подразумевает уменьшение объема топочной камеры. Блок трубчатых электронагревателей – съемный, нагревательная часть помещена непосредственно в теплообменник, а контакты выведены через отверстие в стенке корпуса котла.

Работают даже 6 кВт блоки от однофазной электросети, управляются с котла, автоматически или с помощью отдельного пульта управления, как в моделях Zota и Теплодар Куппер.

Алгоритм работы прост:

При растопке дровами или углем котел работает как и любой другой твердотопливник. Уровень тяги и температуры поддерживает механический терморегулятор.

После сгорания загрузки топлива, температура теплоносителя падает и, при достижении критической отметки, датчик температуры подает сигнал блоку ТЭНов.

Если во время обогрева ТЭНами загрузить новую порцию твердого топлива, температура теплоносителя поднимется и ТЭНы отключатся.

Так выглядит готовый комплект замены (ПУ, ТЭН и проводка) длякотлов Zota.

Варианты используемого топлива

Топливом, применяемым в твердотопливных котлах, являются:

• дрова и отходы обработки древесины (щепа, опилки, пеллеты – прессованные опилки);
• уголь каменный и бурый (однако будьте внимательны, на высокую температуру сгорания угля рассчитаны не все топочные камеры);
• топливные брикеты;
• торф.

Часть оборудования работает только на одном топливе (на дровах или на угле), большинство использует любое твердое горючие, но существуют котлы с дополнительными принадлежностями или возможностью доустановки горелки, что позволяет использовать в них и жидкое топливо при необходимости.

Недорогие твердотопливные котлы практически всеядны, лишь бы топливо было сухим, но с ростом стремления к автоматизации возрастает значение пеллет. Они обладают рядом достоинств:

• удобно загружать в топку и вручную и шнеком из бункера автоматически;
• легко организовать складирование;
• выделение из 1 кг около 5 квт тепловой энергии;
• использование низкозольных пеллет сокращает количество золы.

Пеллетные котлы с автоматической подачей топливаДлительность горения от 7 до 30 суток благодаря бункеру хранения

Как выбрать котел верхнего горения

В виду небольшого выбора, когда все достойные производители и их модели «находятся на слуху», особые критерии, по которым можно фильтровать котлы отсутствуют. Практически все модели имеют похожую конструкцию, часто изготовлены из похожих сплавов, и те, и другие имеют длительный опыт беспроблемной эксплуатации. Однако стоит обратить на наиболее важные критерии:

Материал теплообменника. Существует два варианта исполнения: сталь и чугун. Стальные теплообменники устанавливаются в более дешевые модели, они более устойчивы к перепадам температуры, в случае механического повреждения их можно просто заварить. Однако сталь сильно подвержена коррозии, которая, в зависимости от качества теплоносителя, приводит к протечке спустя 10-15 лет эксплуатации. Чугунные же теплообменники более тяжелые и толстые, они устойчивы к коррозии, срок их службы более 25 лет, однако и стоимость соответствующая. Идеальный вариант исполнения – чугунный теплообменник в легком стальном корпусе.

Количество контуров. Одноконтурные модели рассчитаны исключительно на отопление. Двухконтурные модели рассчитаны на отопление и подогрев санитарной горячей воды. Их стоимость всего на 10-30% выше, поэтому решить вопрос горячего водоснабжения наиболее выгодно выбрав двухконтурный котел. Единственная проблема – среди котлов верхнего горения крайне мало двухконтурных моделей.

КПД. Коэффициент полезного действия отражает соотношения объема сжигаемого топлива к объему аккумулируемой теплоносителем тепловой энергии. Соответственно, чем выше КПД, тем больше тепла можно получить при меньшем расходе топлива.

Энергонезависимость. Энергонезависимые модели не требуют подключения к электросети, поэтому работают автономно. Энергозависимые модели имеют принудительную подачу воздуха, более сложную автоматику или циркуляционный насос, для работы которых потребуется подключение к электросети. При этом, мы рекомендуем обзавестись и генератором, на случай отключения электроснабжения.

Модель Неделька К-60 как пример существенно больших габаритов.

Минимально необходимая мощность

Для среднестатистического дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м минимально необходимая мощность рассчитывается из правила 1 кВт на каждые 10 м2 отапливаемой площади. Также мы рекомендуем закладывать запас мощности в 15-25%.

Таких простых и наиболее часто используемых расчетов достаточно в более, чем 90% случаев. Если же дом слегка или серьезно утеплен, находится в южной части страны или, наоборот, находится в северной части страны, имеет большую площадь остекления, показатель может быть скорректирован на 10-50% в меньшую или большую сторону.

Как точно рассчитать необходимую мощность котлаИндивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Особенности современных чугунных котлов на твердом топливе

Для загородного дома твердотопливные котлы отопления, сделанные из чугуна, представляют собой оптимальный вариант нагревательного прибора. Жители частных домов устанавливают аналогичные агрегаты в качестве резервного источника тепла на случай экстремальных обстоятельств. Оба варианта оправданы с точки зрения целесообразности. Газовое отопление, несмотря на его доступность, постоянно дорожает. Нередки случаи падения давления в газовой магистрали. Чугунный котел на угле, дровах или пеллетах выручит в таких ситуациях,  обеспечив ваш дом необходимым теплом и горячей водой.

Для жилой постройки, расположенной вдалеке от линий энергоснабжения, твердое топливо становится основным источником обогрева. Особенно это актуально в центральных и северных районах нашей страны, где до сих пор мечтают о центральном газоснабжении, и топить печи и котлы дровами считается обычным занятием. Отопительный котел, изготовленный из чугуна и работающий на твердом топливе, сегодня переживает второе рождение. Став продолжателем традиционной русской печи, твердотопливный котел представляет собой высокотехнологичные устройства.

Основное преимущество, которым обладают современные модели отопительного оборудования из чугуна — это большая мощность агрегатов. Некоторые модели имеют мощность до 2000 кВт. В топку твердотопливного котла идет все, что есть под рукой: дрова, уголь, кокс, торф, продукты деревообработки и отходы

Единственный момент, на который следует обратить внимание, чугунные котлы инертные устройства. Диапазон мощности у таких агрегатов не значителен, зато в рабочем режиме котле может выдавать максимальные показатели

Благодаря внесению в различных инженерно-технических новшеств, производителям удалось повысить КПД агрегатов этого типа до 80%. Больше КПД только у пиролизных котлов, но это отдельная история.

Все элементы конструкции имеют резьбовое соединение. Швы и сопряжения обрабатываются высокотемпературными герметиками. Изготовление чугунных котлов и сборка оборудования осуществляется на высокотехнологичном производстве. Изготавливаются такие изделия особым металлургическим способом. В процессе литья получается чугунный сплав, в котором процентное содержание углерода составляет 2-4,5%. За счет добавления специальных присадок удалось получить высокопрочный сплав, устойчивый к высоким температурам.

Благодаря своей конструкции и физико-химическим свойствам чугуна, оборудование обладает продолжительными сроками эксплуатации — до 30 лет. Этот факт и подкупает многих потребителей. В сравнении с другими видами и типами твердотопливных нагревательных приборов, чугунный котел обладает большей надежностью и продолжительными сроками эксплуатации.

Длительные сроки эксплуатации объясняются высокой устойчивостью чугуна к коррозии. Чугун может покрываться только сухой ржавчиной снаружи, под воздействием внешних факторов.

Модели котлов на твердом топливе, представленные в продаже, многофункциональны. Чугунный теплообменник обладает высокой теплоотдачей  и долго держит необходимую температуру теплоносителя. Инертность чугунных котлов нивелирует этот плюс, затрудняя регулировку температуры нагрева теплоносителя. Несмотря на этот недостаток, котел с чугунным теплообменником может нормально работать при низкотемпературных режимах работы, что делает его удобным для применения в быту.

Теплоизолированный бак или буферная емкость в твердотопливном котле

Сегодня в большинстве случаев для охлаждения системы отопления используют аккумулятор тепла, он используется для выполнения некоторых функций:

• он накапливает излишки тепла от бака и возвращает их по мере надобности;
• во время накопления теплоносителя с слишком высокой температурой его смешивает с теплой водой, тем самым охлаждая его;
• если вы хотите установить не один вид котла, а несколько, такой котел поможет вам в этом;
• благодаря увеличению результативного использования КПД, снижает расход топлива;
• уменьшает частоту в ношения топлива, что достаточно удобно.

Существует множество методик для расчета нужного литража бака, но на практике применяют не сложное правило. На 1 кВт производительности твердотопливного котла припадает не менее двадцати пяти литров объема буферной емкости. Всего на всего мощность выбранного вами твердотопливного котла умножаете на 25 и будете знать, какой минимальный аккумуляторный бак вам взять.

Если у вас небольшая система отопления, но вы взяли котел с большой мощностью, то минимального объема буферной емкости вам будет недостаточно. Дело в том, что сильно нагретый теплоноситель, который выходит из твердотопливного котла для обогрева помещения не успеет остыть, пока вернется обратно. И бак будет греть уже не холодную воду, а теплую, потому и излишков перегретой воды будет больше. Для примера возьмем буферный бак Drazice NAD V3

Рис. 3 Теплоаккумулирующий бак Drazice NAD V3

• Выход/вход воды из/в бак. Здесь же устанавливают электрические термоэлементы.
• Место выведения горячей воды.
• Место для монтажа термометра и термостата.
• Фланец для установки ТРК.

Что собой представляют турбированные газовые котлы

Турбированный газовый котёл – отвечающий за теплоснабжение агрегат, который дополнительно оснащается системой принудительного воздухообмена. В силу этой особенности, он не требует обустройства полноценной дымовой шахты, т. к. сообщение с внешней средой происходит через коаксиальный дымоход.

Коаксиальный дымоход – слитная конструкция (обычно идёт в комплекте поставки вместе с котлом), состоящая из труб разного диаметра, вложенных одна в другую. По внешнему каналу (большой трубе) осуществляется забор кислорода, а по центральному (меньшей трубе) – выводятся отработанные продукты горения.

Поскольку турбокотлам не важна качественная вентиляция самого помещения, их можно ставить как в частных домах, так и в городских квартирах.

Главный и, пожалуй, единственный существенный минус заключается в том, что из-за наличия турбины и более сложной автоматики они бывают исключительно энергозависимыми.

Устройство и принцип работы

Базовое строение турбокотла мало чем отличается от предшественника, но наличие вспомогательных узлов вносит некоторые изменения в его конструкцию.

Воздух, необходимый для поддержания горения, поступает с улицы сразу в закрытую камеру сгорания. Поскольку она изолирована от жилого пространства и напрямую соединена только с коаксиальным дымоходом, то это полностью исключает какое-либо влияние отработанных газов на внутренний микроклимат.

Устройство напольной турбированной модели.

Вентилятор (турбина) обеспечивают отведение дыма за пределы дома без применения вытяжных дымососов, создавая избыточное давление (турбонаддув).

Скорость вращения вентилятора турбины регулируется автоматически, поэтому даже при уменьшении давления газа в магистрали состав газо-воздушной смеси остаётся оптимальным. При изменении мощности, мгновенно подбираются обороты, которые обеспечат необходимое количество воздуха и должную тягу. Таким образом, соблюдаются лучшие условия для работы горелки, позволяющие получить из топлива наибольшее количество энергии.

Атмосферный или турбированный: какой лучше

Традиционный атмосферный котёл имеет открытую камеру сгорания: забор воздуха для сжигания газа происходит из помещения. Это значит, что израсходованный кислород нужно в полном объеме заменить новым. Для этого нужна притоточно-вытяжная вентиляция.

Без организации хорошей притоточно-вытяжной вентиляции нормальная работа атмосферного газового котла невозможна. Во-первых, топливо не сможет до конца сгореть и в итоге теплоноситель недополучит какое-то количество тепла, а во-вторых, в комнате образуется опасная для жизни окись углерода (CO) – угарный газ.

Что собой представляют чугунные котлы

Для изготовления отопительных устройств используется специальный чугун с процентным содержанием углерода — 4.5% и с присадками кремния, серы и фосфора.

Некоторые котлопроизводители организовали собственный выпуск чугуна, например, Buderus. Котлы чугунные, как правило, выполняются из взаимозаменяемых секций.

Устройство чугунного котла

Простейший чугунный котел, работающий на твердом топливе с водяным контуром нагрева, выполнен в виде разборной секционной конструкции, обшитой декоративными листами.

Между топкой и отделочной конструкцией размещается листовой утеплитель до 100мм, как правило, — это огнестойкая базальтовая вата. Для обвязки с системой дымоотведения, агрегаты оснащаются дымоотводным патрубком.

Для обвязки к отопительной системой из чугунного твердотопливного котла выведены два патрубка для прямого и обратного теплоносителя.

Топочная камера сгорания и зольная камера оборудуются дверцами, которые, в зависимости от температурного режима, могут выполняться глухими либо с элементами из тугоплавкого стекла. Определенные модели чугунных агрегатов комплектуются дутьевым вентилятором, циркуляционным насосом и приборами автоматики безопасности.

Принцип работы

Чугунные водогрейные котлы могут работать, на газовом, жидком и твердом топливе, от чего будет зависеть принцип функционирования топочного устройства.

Схема нагрева теплоносителя для этих видов отопителей в основном остается неизменной. Топливо сгорает в топочной камере, образуя горячие дымовые газы, которые под воздействие тяги поднимаются в дымовую трубу, омывая поверхности нагрева котла. Во внутреннем контуре теплообменного аппарата циркулирует теплоноситель системы отопления, который нагревается теплом уходящих газов.

Преимущества

Самое большое преимущество чугунных котлов — большой срок эксплуатации, средний показатель 30 лет, существуют модификации, которые могут эксплуатироваться на протяжении 50 лет.

Кроме того чугунные котлы отопления, имеют такие достоинства, по сравнению со стальными аналогами:

Повышенная ремонтопригодность, возможность ремонта секции, путем простой замены на новую.

Инерционность нагрева и охлаждения, такие агрегаты эффективно сохраняют тепловую энергию.

Чугун не боится коррозии и процессов накипеобразования. Накипь легко удаляется в процессе промывки системы отопления.

Возможность увеличения тепловой мощности котла при наращивании чугунных секций.

Возможность функционирования в среде с высокими температурами до 300 С без деформации конструкционных элементов.

Недостатки

Самый большой недостаток чугунных котлов — это его цена, которая обычно в два раза выше, чем у стальных моделей.

Кроме того к недостаткам чугунных отопительных устройств можно отнести:

Боязнь резких температурных перепадов в топке, например при попадании холодного теплоносителя на раскаленный теплообменник. Это приводит к образованию микротрещин, которые в дальнейшем могут полностью разрушить конструкцию.

Чугун очень хрупкий, он боится любых механических ударов, например, гидроударов, возникающих при запуске тепловых сетей из холодного состояния.

Большой вес и габариты.