Как выбрать твердотопливный котел?

Критерии выбора твердотопливного котла:

• Мощность твердотопливного котла
• Топливо для твердотопливного котла
• Объем загрузочной камеры котла и время горения
• Материал теплообменника, чугунный или стальной?
• Энергопотребление
• Функции автоматики и безопасность котла
• Буферная емкость в котле
• Возможность перехода на газ
• Виды твердотопливных котлов

Расчет мощности твердотопливного котла

Для расчета мощности твердотопливного котла можно использовать усредненное значение - 1 кВт мощности котла требуется для обогрева 10 кв.м утепленного помещения, при высоте потолков до 3м. Если Вы планируете отапливать помещение до 150 кв.м Вам понадобиться котел мощностью 150/10 = 15 кВт.

Так же мощность твердотопливного котла может быть выбрана на основе данных, касающихся объема отапливаемого помещения. Величина этого отношения зависит от степени теплоизоляции здания, площади и высоты помещения. В случае хорошей теплоизоляции можно использовать коэффициент 40, и в случае здания, не имеющего теплоизоляции, коэффициент 60. Используем вышеуказанные данные для расчета мощности котла, для помещения площадью 150 кв. м., высота помещения 2,5 м, с хорошей теплоизоляцией. 150 х 2,5 х 40 = 15000Вт или 15 кВт

Приведенные выше расчеты показывают необходимую мощность котла в случае его использования только для отопления помещения. Если же планируется использовать котел для приготовления горячей воды в косвенном бойлере, необходимо учитывать дополнительно мощность теплообменника водонагревателя.

Топливо для твердотопливного котла

Большинство твердотопливных котлов могут работать на нескольких видах топлива - буром угле, антраците, коксе, дровах, топливных брикетах, торфе и т. д. Калорийность разных видов топлива существенно отличается, поэтому мощность котла и время работы от одной загрузки на разных видах топлива будет разной.

Покупатель, приобретая котел, часто думает, что мощность котла будет одинаковой, независимо от вида сжигаемого топлива. В действительности же падение мощности при сжигании менее калорийного топлива может достигать 25-30% (при соблюдении допустимой влажности топлива). При работе на топливе влажностью 30-40% потеря мощности будет еще больше.

Производители указывают, какое топливо необходимо использовать, как основное, а какое топливо можно использовать, как дополнительное. Желательно использовать основной вид топлива, на нем, котел может работать продолжительное время без вреда для котла.

Полезный объем загрузочной камеры и мощность котла

Данная характеристика показывает, как соотносится объем закладываемого за одну загрузку топлива с мощностью котла. Это очень важная характеристика, которая показывает, как часто вам придётся ходить к котлу для закладки топлива. Это отношение для стальных котлов составляет, как правило, 1,6 - 2,6 л/кВт, а для чугунных 1,1-1,4 л/кВт. Чем эта цифра больше, тем лучше, тем реже вам придется закладывать в котел топливо.

Полезный объем загрузочной камеры – это тот объем, который вы можете фактически использовать для закладки топлива. Полезный объем максимален для котлов с верхней загрузкой топлива, так как только верхняя загрузка позволяет равномерно заполнить топливную камеру. У котлов с передней загрузкой через дверцу, особенно многосекционных с длинным теплообменником, равномерное распределение топлива по загрузочной камере требует дополнительной затраты времени и усилий.

- Полезный объем/мощность для традиционных котлов

- Полезный объем/мощность для пиролизных котлов

Время горения одной закладки для пиролизных котлов составляет - от 6 до 10 часов. При этом достигается уровень КПД до 90%.

Отличительной особенностью пиролизного котла является наличие двух камер сгорания: в первой происходит первичное горение (в этой камере искуственно создается дефицит кислорода, что приводит к процессу пиролиза и генерации синтез газа), во второй камере происходит догорание синтез газа.

Основным видом топлива для данного вида котлов выступает древесина, желательно твердых пород. Пиролизные котлы имеют большую загрузочную камеру сгорания по сравнению с традиционными моделями.

- Полезный объем/мощность для пиллетных котлов

В этих котлах в качестве топлива используется прессованная и гранулированная древесина – пиллеты. Котел самостоятельно с помощью шнека подсыпает в зону горения необходимое количество топлива. Розжиг этого вида котлов также автоматический. Время горения котла зависит исключительно от емкости бункера. В отдельных случаях такие котлы комплектуются пневмоподачей топлива из хранилища. Для таких котлов топливо завозится один раз в сезон, далее весь процесс автоматизирован.

- Полезный объем/мощность для котла длительного горения

Время горения данного вида котла составляет от 12 часов до двух суток. Камера сгорания в котлах длительного горения устроена так, что горение в ней происходит сверху вниз, при этом топливо не горит открытым пламенем, а тлеет. Запас топлива в котле достаточно значительный

Твердотопливный котел, чугунный или стальной теплообменник?

Модельный ряд твердотопливных котлов представлен двумя видами котлов: изготовленными из чугуна или стали. Однозначного ответа, какой материал лучше подходит для твердотопливного котла чугун или сталь, нет.

Производители специализируются, как на чугунных, так и на стальных котлах. При выборе твердотопливного котла, в первую очередь необходимо учитывать основные характеристики и задачи, с которыми должен справиться котел: мощность, вид топлива, объем камеры загрузки, длительность горения, экономичность, безопасность, цена. Понимание особенностей материала твердотопливного котла необходимы для правильной его эксплуатации и обслуживания.

Чугунный котел – представлен в виде секционной конструкции. Каждая секция может быть отделена друг от друга. Разборная конструкция удобнее при транспортировке, монтаже или обслуживание котла в случае его поломки или разгерметизации.

Чугун в процессе эксплуатации покрывается сухой ржавчиной, представляющей собой пленку оксида железа, это так называемая химическая коррозия. Как правило, сухая ржавчина не прогрессирует. Влажной коррозии чугун подвергается значительно медленнее, чем сталь. Чугунные теплообменники можно реже чистить - их КПД, даже вследствие появления нагара в процессе эксплуатации, снижается меньше.

Небольшим недостатком чугунного теплообменника является боязнь термического удара, если в неостывший чугунный теплообменник попадет холодная вода, он может треснуть, поэтому следует избегать значительной разницы температур между подающей и обратной линиями. Тепловая инерционность чугунных котлов выше, они долго нагреваются, но с другой стороны и медленнее остывают.

Стальной котел – представляет собой цельный моноблок, который собирается и варится в заводских условиях.

Котлы, изготовленные из стали в меньшей степени подвержены разрушению от резкой смены температуры. Сталь эластичнее чугуна и без проблем переносит разницу температур, даже если подпитка холодной водой осуществляется в обратную линию. Способность стали легко переносить изменение температуры, позволяет твердотопливным котлам со стальным теплообменником более широко использовать автоматику котла. Стальные котлы реагируют быстрее чугунных котлов, они быстрее остывают и быстрее нагреваются.

Однако не стоит забывать, что при больших и частых перепадах у стали, возможно, появление усталых зон и, как следствие, трещин в местах, ослабленных сваркой. Если стальной котел проржавел или поврежден отложениями солей жесткости, то ремонт, скорее всего, будет просто невозможен - получить сварку заводского качества в домашних условиях практически нереально. Фактически прогоревший стальной котел придется выбрасывать, тогда, как у чугунного котла поврежденную секцию мастер просто заменит.

Стальной котел Dakon DOR 24 кВт

Чугунный котел Viadrus U 22 C/4 23 кВт

Потребление электроэнергии

Энергонезависимые твердотопливные котлы прекрасно подходят для систем отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, в таких системах не требуется циркуляционный насос, а как следствие, такая отопительная система работает без потребления электроэнергии.

К котлам, работающим без потребления электроэнергии можно отнести классические чугунные или стальные твердотопливные котлы, а также некоторые модели твердотопливных котлов длительного горения. Удобство использования таких твердотопливных котлов очевидны, они прекрасно подойдут для отопления в районах, где происходит частое отключения электричества, также котлы данной модификации прекрасно подойдут, как резервный или вспомогательный котел, в случае длительного отключения электроэнергии.

Энергозависимые котлы - обычно это котлы, которые имеют электрическую панель управления и вентилятор, нагнетающий воздух в камеру сгорания. К энергозависимым котлам можно отнести: пиролизные котлы со встроенным вентилятором, пеллетные котлы и большинство котлов длительного горения снабжены вентилятором.

Устройство и принцип действия системы аварийного охлаждения котла

В современных системах отопления с твердотопливными котлами все чаще применяется принудительная циркуляция теплоносителя, так как это позволяет существенно сэкономить средства, затрачиваемые на строительство систем отопления, позволяет избежать присутствия в интерьере труб проходящих по стенам под различными углами, применить современные эстетичные и эффективные отопительные приборы с терморегуляторами, обеспечивающими экономию топлива. Единственным недостатком системы отопления с принудительной циркуляцией являются возможные нарушения циркуляции теплоносителя и вследствие этого перегрев котла.

Система отопления может быть уже нагрета или перегрета, а котел продолжает вырабатывать тепло, так как сгорание дров или угля остановить нельзя, можно только несколько уменьшить его интенсивность. Следовательно, систему отопления нужно защищать от возможного перегрева. Теплоноситель на выходе из котла может нагреваться до +100-110С. Пластиковые и металлопластиковые трубы системы отопления такой температуры не выдержат, и вся система отопления придет в негодность.

Для защиты от перегрева системы отопления чаще всего используют охлаждающий теплообменник. Он может быть встроен в котел или установлен между выходом котла и системой отопления.

При производстве стальных котлов есть конструктивная возможность разместить охлаждающий змеевик внутри тела котла. Таким образом, змеевик охлаждает теплоноситель непосредственно внутри корпуса котла и не дает ему возможность закипать.

В чугунных котлах ситуация намного сложнее. Нет конструктивной возможности расположения в нутрии котла независимого контура охлаждения, поэтому самый безопасный способ для чугунных котлов это установка отдельного охлаждающего теплообменника на выходе из котла.

К охлаждающему теплообменнику через термоклапан, настроенный обычно на +95°С, подается холодная вода (обычно из водопровода). Если котел нагревается до предельной температуры, то термоклапан открывается, и холодная вода, протекая через охлаждающий теплообменник, который омывается перегретым теплоносителем, охлаждает его до безопасной температуры. И так до тех пор, пока котел не охладится ниже предельно допустимой температуры.

Также для защиты системы отопления от перегрева используют переключающий (отключающий клапан), который при перегреве котла блокирует подачу перегретого теплоносителя в систему (он сливается в канализацию), и подает в нее холодную воду из водопровода. В этом случае холодная вода должна быть под достаточно высоким давлением, чтобы передавить пружину клапана и попасть в подающую отопительную линию. Такой вариант зашиты прост в реализации, но кроме жесткого требования к минимальному давлению холодной воды, имеет и другие серьезные недостатки. Давление воды не должно быть высоким, вода не должна быть жесткой (иначе при попадании жесткой воды в систему отопления котел и другие элементы будут покрываться изнутри слоем накипи), также подача холодной воды в разогретый котел может привести к тепловому удару.

Подобные варианты защиты системы от перегрева не обеспечивают 100% гарантии защиты. Установка большого бака-аккумулятора устраняет вышеперечисленные недостатки.

Буферная емкость в котле

Самым лучшим вариантом использования твердотопливного котла является совместное применение котла и большого теплоизолированного бака с водой, включаемого между котлом и системой отопления. Такой бак обычно называют буфером (буферной емкостью) или аккумулятором тепла. Он выполняет несколько функций:

- Аккумулирует тепло от отопительного котла и отдает его по мере необходимости в систему отопления;

- Защищает систему отопления от перегрева котла, так как поглощает весь перегретый теплоноситель, смешивая его с большим запасом теплой воды;

- Позволяет легко увязать различные отопительные котлы (твердотопливный котел, газовый котел, электрический котел) в единую систему, согласовав их с системой отопления;

- Улучшает температурный режим работы котла, увеличивая его эксплуатационный КПД и уменьшая расход топлива;

- Увеличивает эксплуатационный комфорт, уменьшая периодичность загрузки топлива и обеспечивая отапливаемые помещения относительно стабильной температурой теплоносителя.

Есть различные методики расчета рекомендуемого объема, но практика показывает, что объем буферной емкости должен быть не менее 25 литров на 1 кВт мощности твердотопливного котла. Чем мощнее котел, тем больше объем буфера. Чем меньше система отопления при неизменной мощности котла, тем больше объем буфера (так как система отопления может поглотить меньше тепла и его избыток будет больше).

Емкость теплоаккумулирующая Drazice NAD V3

Возможность перехода на газ

Если Вы планируете использовать отопительный котел в местности, где часто происходят перебои с газом и электричеством, тогда Вам прекрасно подойдет традиционный твердотопливный котел.

Несмотря на свою простоту, он является универсальным средством в системе отопления. Большинство классических твердотопливных котлов можно переоборудовать для работы на газе или жидком топливе.

Процедура несложная, все, что для этого нужно это установить надувную горелку для определенного вида топлива. Традиционный твердотопливный котел будет полезен и там, где есть сегодня возможность использования обычного печного топлива, а в перспективе появится возможность проведения газа. Важно учитывать один нюанс — КПД такого переделанного котла будет немного ниже, чем у котла, специально рассчитанного на работу с газом.

Виды твердотопливных котлов

• Традиционные твердотопливные котлы;
• Газогенераторные(пиролизные) дровяные котлы;
• Котлы длительного горения;
• Пеллетные котлы.

Традиционные твердотопливные котлы по своей конструкции напоминают обычную печь с окном для подачи топлива, топочной и дымоходом. Топливом для традиционного твердотопливного котла может послужить как уголь, так и дерево. Основным элементом традиционного твердотопливного котла является теплообменник, который обеспечивает передачу теплоносителю тепловой энергии. Модельный ряд классических твердотопливных котлов представлен двумя видами: изготовленными из чугуна или стали.

Очевидным плюсом традиционного твердотопливного котла является отсутствие электронных плат, автоматики и всевозможных систем управления, которые в первую очередь выходят из строя. Единственное устройство автоматизации - регулятор температуры, работает по механическому принципу, поэтому традиционный твердотопливный котел является не только достаточно универсальным, но и надежным, способным долгое время проработать без текущего ремонта.

Пиролизные котлы – данный тип котлов производит тепловую энергию, сжигая твердое топливо. Пиролизный котел имеет более высокий КПД, а, следовательно, с меньшего объёма древесины можно получить больше тепловой энергии, чем при аналогичной работе традиционного котла.

Сгорание древесины проходит по трем фазам согласно принципу газообразованию при горении дров:

1. Сушка дров;

2. Дегазация. Приблизительно 85 % веществ при сгорании дров превращаются в горючие газы, остальное остается древесным углем;

3. Сгорание - при температуре свыше 600 C горючие газы окисляются и воспламеняются и образуется горящий слой древесного угля. Приблизительно с 900 до 1000 C низкие температурные газы насыщаются углеродом и обеспечивают необходимую высокую температуру для разложения древесного угля.

Вентилятор направляет пламя вниз, делая весь процесс сгорания управляемым. Кроме того, постоянная кислородная подача гарантирует полное окисление горючих газов. Для этого, в дополнение к основному воздуху, подается предварительно подогретый вторичный воздух для постсгорания.

Котлы длительного горения (котел верхнего горения) – разновидность твердотопливного котла, в котором подача воздуха и процесс горения ограничиваются верхней частью топливного слоя. Такая схема позволяет загружать в топку одновременно значительное количество топлива, такие котлы характеризуются, как котлы длительного горения и требуют более редкого обслуживания.

Пеллетный котел – это твердотопливный котел, который в качестве топлива использует древесные топливные гранулы. Древесные гранулы изготавливаются из древесных отходов: стружек, опилок и прочих остатков от деревообрабатывающей промышленности.

По своей сути пеллетный котел мало, чем отличается от традиционного твердотопливного котла, в котором происходит сжигание древесины. Основное отличие заключается в том, что пеллетный котел кроме топочной камеры, снабжен специальным бункером и автоматикой для подачи топлива.