Одним из распространенных видов отопительных котлов на сегодняшний день являются твердотопливные котлы. Название их говорит само за себя. Для сгорания в них используются твердые виды топлива. Что подразумевается под понятием твердые виды топлива? Это уголь, дрова (хворост, обрезь), торф, специальные пеллеты - спрессованные брикеты из гранул, как правило полученных из древесных отходов пиломатериалов, соломы, или из торфа.

Вид топлива выбирается исходя соображений доступности его в конкретной местности. Как правило, такие котлы устанавливают, там, где нет возможности подвести газ. По своей цене твердое топливо находится между газом и электроэнергией. Но, иногда, в некоторых ситуациях оно бывает дешевле их. В любом случае, доля котлов такого типа, находящихся в работе, довольна велика. Рассмотрим их устройство и особенности.

Виды твердотопливных котлов

Не смотря на кажущуюся простоту, существует несколько видов и типов таких котлов. Перечислим их.

1. Твердотопливные котлы с ручной загрузкой топлива.
2. Твердотопливные котлы с автоматической загрузкой топлива (автоматические котлы).
3. Отдельная группа - отопительные печи .

В свою очередь котлы из первой группы подразделяются на три основных типа:

• традиционные классические котлы;
• котлы, использующие реакцию пиролиза - пиролизные котлы ;
• котлы длительного горения.

Также данные котлы, как и все другие, могут быть энергозависимыми или энергонезависимыми . Обычно энергозависимость заключается в электрическом розжиге , различных приборах автоматики и безопасности, и, еще реже, в оснащении котлов вытяжными (дутьевыми) вентиляторами, а также в установке насосов в конструкцию котла.

Котлы могут быть и одноконтурными, и двухконтурными. Мощность бытовых твердотопливных котлов варьируется в среднем от 5 до 80 кВт в зависимости от их конструкции и количества нагреваемых секций теплообменника. Обычно при использовании угля и кокса в качестве топлива достигается наибольшая мощность.

Конструктивные особенности

Традиционный твердотопливный котел по своей сути - любая печь со встроенной емкостью и присоединенным к ней контуром циркуляции воды. Данная конструкция давно используется и в частных домах и в небольших кочегарках предприятий. Надо сказать, что зачастую применяются и вполне неплохо работают самодельные твердотопливные котлы , использующие уголь и дрова. Другими словами, принцип таков - нагрев воды в теплообменнике (нижней части контура циркуляции), достигаемый с помощью сжигания твердого топлива. Причем форма и размер самого теплообменника могут быть разнообразны, а изготавливаются они обычно из стали или чугуна. Вторые более хрупкие, но более долговечные и эффективные - ведь чугун более инерционен, чем сталь.

Как правило, в контуре циркуляции должен быть открытый расширительный бачок . Обусловлено это тем, что у большинства традиционных твердотопливных котлов используется естественная циркуляция воды в контуре. Иногда контур дорабатывается - в него устанавливается насос для поддержания давления и лучшей циркуляции воды.

Сегодня производство твердотопливных котлов поставлено на поток. Выпускаются котлы различных мощностей, форм и размеров. Котлы промышленного изготовления обычно имеют вид металлического цилиндра или прямоугольника , спереди у которых находится топочная дверца, органы управления и датчик температуры (режима) и давления, сзади или сверху - выводы контура отопления, дымоход и выводы для электросети. Существует и ряд универсальных моделей, которые помимо твердого топлива, могут работать и на других видах топлива - электричестве и газе.

Пиролизные (газогенераторные) котлы требуют отдельного разговора, поэтому их мы рассмотрим в отдельной статье.

Отопительные печи часто отличаются от котлов предусмотренной еще при изготовлении возможностью готовить на них пищу. Также большинство модели печей предназначены для местного обогрева - они не предназначены для присоединения контура отопления. Существуют и печи с двумя дымоходами: для летнего режима и для зимнего режима. Многие фирмы предлагают печи длительного горения - они работают на пиролизном методе сгорания. Для лучшего и полного сгорания топлива данные печи оборудуются принудительной вентиляцией.

Одни котлы могут устанавливаться отдельно, другие предназначены для встройки в кирпичную обмуровку. Следует заметить, что расположение котла в кирпичной или каменной кладке увеличивает инерционность обогрева самого помещения , в которой он установлен - камень дольше нагревается, но и дольше остывает. Конечно, это редко имеет значение, ведь к котлу присоединен контур отопления и все комнаты хорошо обогреваются, а сам котел обычно устанавливают в небольшом подсобном или специальном помещении.

Большинство твердотопливных котлов боятся перегрева , поэтому часто за ними нужен более внимательный уход при эксплуатации. Обусловлено это невозможностью их моментальной остановки и большой инерционностью. Часто котлы оборудуются элементами защиты от перегрева. Она может быть двух типов. Первый тип сводится к добавлению холодной воды в теплообменник через термоклапан, получающий сигнал от термодатчика. Второй тип сводится к установке так называемой «буферной» емкости на выходе из котла (конструктивно может быть и встроенной в котле), где перегретая вода смешивается с водой более низкой температуры. Существует еще один вид защиты, но он применяется редко - организация слива перегретой жидкости из системы . Такой вид в большей степени защищает саму отопительную систему, а не котел.

Автоматизация работы котлов

Для того, чтобы снизить показатель присутствия человека котлы оборудуются элементами автоматики. К ним относятся устройства подачи топлива в топку котла . Конструктивно представляет собой бункер для загрузки угля или гранул и устройство их дозирования и подачи в саму топку. Применение такой системы делает котел полностью автономным на сроки от 1 до 7 суток. У некоторых моделей котлов повторный розжиг возможен без участия человека. Есть и модели, которые даже оснащаются управлением через сотовую связь или сеть интернет с помощью специальных электронных блоков.

Конечно, вся функциональная автоматика требует постоянного наличия электричества. Поэтому такие котлы автоматически относятся к энергозависимым .

Также к устройствам автоматика можно отнести возможность переворота решеток колосников и очистки зольника. Реализуется это с помощью механических устройств. Обычно такие механизмы ставятся в стальных котлах.

Котлы, оснащенные системами автоматики, так и называются - автоматическими . В эксплуатации они долгое время не требуют для работы присутствия человека. Но, какими бы они не были, загружать топливо в предварительный бункер все-таки нужно, хотя бы раз неделю или месяц.

Достоинства и недостатки

К плюсам можно отнести следующие факторы:

• Простота конструкции и обслуживания.
• Доступность и относительная дешевизна топлива.
• Высокая инерционность : котел дольше находится в состоянии нагрева и сильнее обогревает помещение.
• Многие модели являются энергонезависимыми .

Минусы данных котлов

• Необходимость периодической чистки зольника и топки, а также ее загрузки топливом.
• Необходимость соблюдения правил безопасности при обращении с огнем и горячими деталями котла.
• Зависимость работы от уровня и давления воды в системе - в результате порой существует возможность перегрева при малом уровне . Исходя из этого - требование наличия расширительного бака и периодическая доливка воды. Во избежание отложений вода должна быть пропущенной через фильтр.
• Более низкий КПД , чем у других типов котлов (50−85% против 85−95% у газовых).
• Высокая инерционность при работе: для самого котла это минус - возможность перегрева.
• Трудная регулировка режима обогрева, из-за большой инерционности.

Исходя из всего вышеизложенного видно - у твердотопливных котлов, как и у всех других, имеются положительные и отрицательные стороны.

От автора. Пришлось мне как-то 1,5−2 года поработать кочегаром-истопником на самодельном мощном котле, замурованном в кирпич. Котел работал на дровах больших размеров (1−1,5 метра длиной) и угле. Обогревал он два автомобильных гаража на 3−6 больших грузовиков каждый и небольшой двухэтажный административный пристрой к одному из них. Что напрягало - постоянная каждодневная чистка от золы и шлака, и невозможность точно держать нужную температуру даже при качественном топливе. А некачественное (отсыревшее) топливо постоянно приходилось смачивать отработанным машинным маслом.

Твердотопливный котел для отопления частного дома – современная альтернатива традиционным способам обогрева. С ним вы не замерзнете зимой на даче или в загородном коттедже. Разнообразие моделей позволит выбрать ту, которая устроит именно вас.

Классификация твердотопливных котлов длительного горения

Главная особенность всех разновидностей таких котлов – их устанавливают там, где нет возможности использовать иное отопление, например, газовое. Горят они долго, до нескольких суток, греют исключительно за счет твердого топлива. Принцип их работы несложен и похож на отопление обычной дровяной или угольной печью: вы загружаете топливо в котел, оно горит, выделяя тепло. По мере необходимости, добавляете сырье.

Чугунный отопительный твердотопливный котел

В этом и заключается выигрышное отличие агрегатов, рассчитанных на длительное горение, от иных видов твердотопливных котлов: их не нужно загружать часто, можно даже не вставать ночью. Некоторые разновидности не зависят и от электричества. Это делает их еще более удобными для удаленных от городской жизни мест. С учетом этих и иных характеристик выделяют такие типы твердотопливных котлов, предполагающих длительное горение:

Какое топливо используется:

• дрова;
• уголь;
• пеллеты (гранулированные отходы древесины);
• опилки;
• универсальное. В таких котлах можно сжигать практически всё - от угля и до отходов.

Совет. Не топите котел бензином, дизтопливом, керосином, остатками ламината или ДСП, а также глянцевой бумагой (например, журналами или каталогами): они выделяют токсические вещества.

Как загружается топливо:

• вручную;
• автоматически.

Как оно сжигается:

• традиционно;
• при помощи пиролиза (без доступа кислорода);
• «сверху вниз» (верхнее горение).

Из чего изготовлены котлы:

• сталь;
• чугун.

Из огромного количества моделей выбирайте ту, которая максимально подойдет для вашего дома по площади

Сколько камер имеют:

• одну;

Их функциональные возможности:

• одноконтурные, которые только греют помещение;
• двухконтурные, которые помимо основной функции еще и используются для подогрева воды.

В чем особенности котлов разных типов

Выбирая котел, решите, чем вы будете его загружать. Уголь отдает больше тепла, да и горит без дополнительной загрузки значительно дольше. Дрова считаются самым экологичным топливом. Отдавая предпочтение такому котлу, обратите внимание: он должен иметь достаточно объемную камеру для топки и широкую дверцу. Так вы сможете одновременно загружать много дров большого размера, что увеличит длительность горения.

Внимание! Для наибольшей энергоэффективности используйте дрова, влажность которых не превышает 20%.

Пеллетный котел

Котлы, которые отапливаются пеллетами, в основном автоматизированы. Вам не нужно каждые несколько часов загружать их сырьем, производители предусмотрели для этих целей специальный бункер и механизированную подачу. Древесные гранулы сгорают практически полностью, оставляя незначительное количество золы. Однако пеллеты пока недостаточно распространены как вид топлива за счет цены, наличия на складах и стоимости самих котлов.

Особенность автоматизированных устройств в том, что они требуют подключения к электричеству. Без него автоматика попросту не работает. Если в вашем дачном поселке бывают перебои с электрикой, лучше остановите свой выбор на котлах с ручной загрузкой. Для удобства владельцев некоторые автоматизированные модели оснащены пультами управления. В частности, они позволяют регулировать частоту загрузок.

Работа пеллетного котла

Если вы выбираете универсальный агрегат, лучше, чтобы основным видом горючего для него был уголь. Прочная конструкция, рассчитанная на черное или бурое «золото», с легкостью примет любое топливо. Для сравнения – дровяные котлы, которые в основном делают из тонких листов металла, не предназначены для сжигания угля. Утилизируйте в универсальных твердотопливных устройствах картон, стружку, опилки, шелуху.

Чаще всего производители выпускают 2 вида котлов: чугунные и стальные. Бывают и керамические, но они почти не распространены. Если устройство для обогрева сделано из чугуна, срок его использования достигает 50 лет. Этот металл устойчив к ржавчине, но чувствителен к перепаду температур. Стальные котлы стоят дешевле, однако служат около 20 лет.

Есть ли разница, каким способом в котле сжигается топливо

В классических котлах топливо поджигают снизу, и пламя, поднимаясь, последовательно «съедает» всё, что туда положили. Чаще всего так работают котлы, которые нужно повторно загружать каждые 2-8 ч (в зависимости от модели и вида используемого топлива). Устройства длительного горения обычно имеют топливники большого объема. Именно это и позволяет классическим моделям после загрузки обходиться без «добавки» как можно дольше.

Устройство дровяного котла

Существуют котлы шахтного типа, где поджигать топливо нужно вверху, и сгорание (а точнее, постепенное тление) тоже происходит сверху вниз. Такое новшество положительно сказалось на длительности работы. Без дополнительной закладки дрова горят около суток, уголь – в среднем до 6 суток. Досыпать или доложить что-то нельзя, пока не истлеет первая загрузка. За счет экономичности и высокого КПД такие модели стоят дороже, чем традиционные.

Устройство для автоматического управления пиролизным котлом

Еще одна разновидность котлов по способу сжигания топлива – пиролизные. В них дрова, уголь или отходы сгорают под воздействием высоких температур, но без доступа кислорода. Такие котлы обычно состоят из двух камер, в одну складывают сырье и поджигают. Через время подачу кислорода ограничивают, и топливо начинает тлеть. В результате этого выделяется (или генерируется) газ, который попадает во вторую камеру и сгорает отдельно. Из-за такой особенности эти котлы еще называют газогенераторными.

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов

К положительным свойствам устройств длительного горения, работающих на твердом топливе, относятся:

Среди отрицательных моментов эксплуатации твердотопливных котлов длительного горения стоит выделить и общие, и такие, которых характерны отдельным моделям:

Совет. Можно держать топливо в котельной, если позволяют ее размеры. Лучше если расстояние между котлом и топливом будет не менее 40 см.

Что еще учесть, приобретая котел длительного горения для дачного домика

Такие котлы вполне могут стать не только заменой обычному отоплению, но и быть дополнением к нему. При добросовестном уходе и правильной эксплуатации они служат много лет, не требуя ремонта и полностью окупая затраты на свою покупку.

Как выбрать твердотопливный котел: видео

Котел для отопления: фото

Автономные твердотопливные котлы всегда были актуальны для организации отопления, как частных домов, так и промышленных объектов. Используются твердотопливные котлы и в коммунальном хозяйстве. В настоящее время для отопления применяется и электричество, дизельное топливо, существуют также универсальные устройства.

Преимущества котлов на твердом топливе

Твердотоплевные котлы используют для отопления во многих сферах.

Выбирая для отопления твердое топливо, обращают внимание на достоинства отопления данным способом. Основными преимуществами данного вида отопления являются:

Существуют у котлов, использующих твердое топливо и недостатки, к которым относят малую степень автоматизации. Также в качестве минуса называли недостаточно высокий КПД, однако, в современных моделях, где используется длительное горение, он приближается к 93%, что является очень высоким показателем.

Классификация твердотопливных отопительных агрегатов

Говоря о твердотопливных котлах, описывают универсальные для этих агрегатах черты, однако существуют несколько видов отопительных устройств, использующих твердое топливо. Классификация их производится не по каким-то конструктивным особенностям, а по типу топлива, используемого в данном агрегате, а также типу горения: быстрому или медленному (пиролиз).

Дровяные котлы

Данный вид устройств является самым «древним», однако до сих пор широко используется в тех районах, где это топливо находится в шаговой доступности. В таких местах применять дрова для отопления намного предпочтительнее, чем электричество по экономическим причинам. Недостатком может считаться ущерб, наносимый природой вырубкой, однако при правильном ведении лесного хозяйства рубка таких лесов даже полезна.

Котлы на отходах деревообработки

Многочисленные деревообрабатывающие производства уже давно столкнулись с проблемой переработки таких отходов, как опил, стружка, щепа и прочие. Оптимальным выходом стало внедрение там технологических линий по производству топливных брикетов или пеллет для отопления. Их использование в твердотопливных котлах позволяет автоматизировать отопительный процесс, что для данных устройств является значительным преимуществом.

Котлы на каменном угле также относятся к энергоэффективным котлам.

В последнее время добыча каменного угля становится более локальной, и во многих районах, где он использовался, перевозка этого вида топлива становится невыгодной, и количество котельных, работающих на каменном угле, сократилось. Вместе с этим уголь остается сравнительно дешевым источником энергии, поэтому там, где его добыча находится недалеко, он еще долго будет использоваться для отопления.

Что же касается типа горения, то различают устройства традиционного типа или длительного горения, где процесс охватывает не только само твердое топливо, но и газы, которые выделяются в его процессе. В результате процесс окисления происходит очень глубоко, что приводит к высокой теплоотдаче данных устройств и их экономичности.

Конструкция котла на твердом топливе

Как уже говорилось выше, устройство, которое имеют твердотопливные котлы, отличается простой. Топливо загружается в камеру сгорания со встроенным теплообменником, при сжигании топлива выделяется энергия, теплоноситель нагревается и используется для отопления. В котлах длительного горения две камеры: в одной сгорает топливо, во второй – недоокисленные газы. Такая конструкция не использует электричество при работе, хотя в состав отопительной системы может входить циркуляционный электрический насос.

Разные модели могут содержать и дополнительные устройства и приспособления, например, вентиляторы, насосы или датчики, которые позволяют системе работать более эффективно. От их наличия и сложности зависит стоимость агрегата и требования к его эксплуатации.

Где используются твердотопливные котлы?

Сфера, где применяются твердотопливные котлы, чрезвычайно широка. Их простота и эффективность позволяют применять их в следующих сферах:

1. производственные объекты. Твердотопливные устройства здесь применяются для помещений любого масштаба, требуется только правильно подобрать мощность агрегата;
2. жилой сектор. Подобные агрегаты используются для отопления загородных домов постоянного проживания. Раньше их применение было ограничено необходимостью постоянного контроля, сегодня эти универсальные устройства возможно использовать в автоматическом режиме, поддерживая уровень температуры на постоянном режиме в течение заданного времени. Для такого использования требуется электричество, что несколько увеличивает стоимость их эксплуатации;
3. сельскохозяйственные объекты. Здесь универсальные твердотопливные котлы пользуются популярностью благодаря своей экономичности и возможности автономного использования.

Современные котлы отопления на твердом топливе представляют собой устройства из чугуна или стали, предназначенные для выработки тепловой энергии, полученной в результате горения торфа, угля, дров. Твердотопливные котлы остаются популярными благодаря своим положительным эксплуатационным качествам.

Плюсы

Твердотопливные котлы отопления имеют следующие достоинства:

• приобретение и установка таких отопительных систем не требуют большого бюджета;
• топливо не является дефицитом и также имеет невысокую цену;
• оборудование представлено в широком ассортименте и не составит труда выбрать оптимально подходящий вариант.
• котел на твердом топливе монтируется, как правило, специалистами компании, реализующей оборудование - с поиском мастера по установке нет никаких проблем;
• подготовка аппарата к работе не занимает много времени.

Кроме того, продукты горения не являются вредными для окружающей среды. Это весьма важно в наше время, когда ведется активная работа по сохранению природы в первозданном виде. Твердотопливные котлы можно использовать в отдаленных районах, где нет газопровода и системы центрального отопления: жители таких населенных пунктов используют именно данный вид оборудования.

Недостатки

У такого оборудования есть свои минусы. Так, топливо, используемое для работы, не сгорает полностью - в котле сохраняются его остатки, которые нужно удалять вручную. Поэтому система отопления нуждается в постоянном обслуживании.

Кроме того, нужно постоянно подкладывать топливо, что вынуждает владельца постоянно следить за состоянием котла - если этого не делать, он перестанет обогревать помещение. Это особенно заметно, если использовать такой котел в частном доме постоянно.

Как правило, одной закладки топлива хватает всего лишь на 2 – 4 часа работы.

Сфера использования

Примечательно, что данное оборудование используется не только в частных целях, но и для удовлетворения промышленных нужд – этот факт предполагает наличие различных моделей. Главным отличием отопительных систем, используемых на производстве, является то, что топливо подается в автоматическом режиме, хотя принцип работы остается тем же.

Также у них есть специальная система очистки от золы, что делает их поистине новаторскими. Бытовые котлы, которые устанавливаются в частных домах, как правило, лишены таких опций, так как автоматика дорога, и не каждый пользователь может ее себе позволить.

Дрова, торф и иные виды топлива требуют места для хранения – как правило, владельцы частных домов используют постройки в виде сараев, дровяников, угольников. Топливо заготавливается заранее.

Классификация

Для использования в частном доме, как правило, ставится твердотопливный котел с ручной загрузкой топлива. Виды твердотопливных котлов включают три типа.

Традиционный вариант

Наиболее популярны традиционные котлы на твердом топливе, которые передают тепло путем сгорания твердого топлива. Плохо то, что они нуждаются в частом обслуживании – закладка производится минимум 4 раза в сутки.

Кроме того, такое оборудование почти не регулирует мощность – на обогрев дома уходит лишь 70% тепловой энергии. Нельзя при этом уменьшить объемы топлива, так как КПД у котла невысокий. Но пользователей по-прежнему привлекают простота обвязки, автономность и невысокая стоимость.

Пиролизные варианты

Другой вид – пиролизные котлы. Принцип работы основан на использовании не твердого топлива, а пиролизного газа – продукта разложения топлива при высокой температуре. Преимуществами является полное сгорание топлива, что повышает КПД и почти отсутствующее образование сажи и золы – котлы обслуживают не больше 2-4 раз в сутки.

Минусы такого оборудования в том, что можно использовать только специально высушенное топливо с влажностью не более 20%. Также у них сложная конструкция и высокая стоимость – такие котлы изготавливаются из термостойкого материала.

Агрегаты длительного горения

Такие агрегаты отличаются тем, что топливо сгорает в верхней части – методом верхнего горения. Они просты в конструкции и нуждаются в обслуживании не чаще 1 раза в сутки, если загружать в качестве топлива опилки на брикетах и дровах с 30% влажностью, и 1 раз в неделю при работе на угле. КПД использования таких котлов доходит до 90%.

При этом скорость горения топлива можно уменьшать, если частный дом не нуждается в сильном обогреве. На фоне положительных качеств есть существенный недостаток – они сложны в монтаже, а также нуждаются в подключении циркуляционного насоса.

Автоматика

Сегодня существуют автоматические твердотопливные котлы, которые не требуют частого обслуживания и терморегуляции – они дороже обычных ручных и энергозависимы, но позволяют хорошо сэкономить время и топливо.

К таким относятся электрические пеллетные котлы, которые работают на так называемых пеллетах – гранулах из отходов деревообрабатывающей промышленности. Они доставляются транспортером в камеру при снижении интенсивности горения или температуры воды в системе. Разжигается топливо автоматически. Такие автоматические котлы требуют подключения к электроэнергии, поэтому на случай перебоев в сети нужно запастись аккумулятором.

Твердотопливный котел такого вида имеет и другой минус - громоздкость и необходимость отдельного бункера для загрузки пеллет. Их количество определяет длительность цикла работы: после того, как загруженный в бункер объем сгорит, потребуется следующая закладка. Другой сложностью является стоимость – пеллеты не слишком доступны, и производятся лишь несколькими заводами, а к котлу нужно покупать дополнительно транспортер и бункер.

Материалы

При выборе твердотопливного котла стоит обратить внимание и на материал изготовления: они могут быть сделаны из стали и чугуна. Чугунные твердотопливные котлы устойчивы к коррозии, имеют высокий КПД и почти не нуждаются в чистке.

Чугунный твердотопливный котел, как правило, основным видом топлива использует уголь и дрова. Популярностью пользуются отечественные КЧМ и импортные «Solida» от производителя Sime. Но такие бытовые агрегаты обладают одним недостатком – они очень тяжелые и под них нужно закладывать фундамент. Стальные котлы проще в установке и транспортировке из-за веса, но и менее надежны в длительной эксплуатации.

Что в них горит?

Котлы на твердом топливе «едят» следующие виды топлива:

• сухое дерево;
• пеллеты – опрессованные опилки, древесина;
• уголь каменный и уголь антрацит.

Наибольшую энергию горения выделяют уголь-антрацит и каменный уголь. Пеллеты и дрова практически аналогичны по своим энергетическим потенциалам.

Мощность

Для выбора топлива нужно разделить теплотворную способность на стоимость 1 кг: максимальное значение и будет самым выгодным видом. Для расчета мощности необходимо отталкиваться от соотношения 10 м2 на 1 кВт мощности. Расчет идет с учетом высоты потолка в 3 м.

Так, площадь частного дома в 100 м2 потребует мощности 100 м2 / 10 – итого 10 кВт/ч. Если дом не утеплен, расчет ведется с поправкой на корректировочный коэффициент 1,3 – то есть для неутепленного частного дома в 100 м2 понадобится твердотопливный котел мощностью в 13 кВт.

Устроение и этапы сгорания

Твердотопливный котел представляет собой устройство, собранное в стальном корпусе и состоящее из следующих узлов:

• теплообменник (змеевик);
• прочистной люк и топочная камера, оснащенная дверцей;
• колосники (решетка);
• терморегулятор.

Принцип работы заключается в сжигании топлива: сначала оно подсушивается, затем окисляется и выделяется древесный газ, все дожигается, превращаясь в золу. Попадая в камеру, топливо распределяется на колосниках, которые располагаются наклонно.

Вся влага, которая есть в топливе, испаряется в процессе взаимодействия с футеровкой камеры и от энергии горения. Все горение проводится принудительным поддувом. Дожиг происходит в топке при температуре в 95С в той части, куда поступает воздух из прослойки между облицовкой и футеровкой.

После сгорания теплообменник передает энергию теплоносителю. Теплообменник представляет собой нехитрое устройство - это бочка, сосуд, сквозь который идут трубы: горячий воздух проходит через трубы и нагревает воду внутри бочки. Вода движется в теплоносителе автоматически при помощи насоса. Для регулирования объема теплоносителя используются впускной и выпускной коллектор с датчиком температуры.

Два в одном

Часто с твердотопливным оборудованием соединяется газовый котел: он комфортнее в использовании, но расходы на отопление только газом высоки, поэтому совмещение двух типов обогрева дает и экономию, и удобство.

Соединение двух типов систем ведется с расчетом на защиту от увеличения давления в отопительной схеме. Единственным безопасным решением для совмещения газового и котла на твердом топливе является система с теплообменником, который делит схему на два контура: открытый, нагруженный на теплообменник, и закрытый – газовый котел с теплообменником и батареями. Такая сложная система с лихвой окупится экономичностью и удобством.

Данная статья будет являть собой своеобразную информационную страницу, в которой приведена классификация твердотопливных котлов с ручной загрузкой топлива по различным параметрам. К каждому типу классификации дано краткое пояснение, а детальному описанию будут посвящены отдельные обзорные статьи.

Если рассматривать многообразие котельной техники (газовые, электрические, твердотопливные котлы), то именно твердотопливные котлы имеют наибольшее количество разновидностей. Каждая разновидность или их группа может быть определяющей для покупателя при выборе котла отопления. Мы постараемся по возможности охватить максимальное количество характеристик котлов, являющихся на наш взгляд основными.

Классификация твердотопливных котлов с ручной загрузкой.

1. Материал теплообменника: сталь, чугун.

Большинство котлов на твердом топливе изготовлено именно из стали . Основное преимущество стали ― малая инерционность (быстрый выход котла в режим необходимой мощности). Недостаток ― подверженность низкотемпературной коррозии,для избежания чего необходимо поддерживать стабильную температуру на возвратном патрубке котла не менее 55-60С. Стальной котел ― это моноблочная конструкция во множестве вариантов изготовления, о чем речь пойдет ниже.

Чугунные котлы являют собой наборные конструкции из определенного количества чугунных секций. Как правило линейка котлов определенного производителя имеет одинаковые размеры по высоте и ширине, и отличается лишь по глубине котлов, в зависимости от количества секций. Преимущество чугуна ― длительный срок эксплуатации (при нормальных условиях), устойчивость к низким температурам теплоносителя и сравнительно высокому давлению в отопительных системах. Недостатки ― более низкий КПД (обусловленный большей тепловой инерционностью), разрушение секций из-за резких перепадов температур (например, при подпитке системы с разогретым котла холодной водой) Причем, стоимость замены одной секции часто составляет чуть ли не пол-стоимости котла.

2. Тип камеры сгорания: с обьемным горением, нижним горением (шахтные котлы), пиролизным горением (двухкамерные котлы), верхним горением.

Данная классификация охватывает практически весь модельный ряд твердотопливных котлов, за редким исключеним. Параметры способа сжигания топлива и конструкции топочной камеры являются определяющими для показателя эффективности (экономичности) котла.

Твердотопливные котлы с обьемным горением топлива ― наиболее представленные на отопительном рынке. К данным котлам относятся практически все чугунные котлы, подавляющее большинство стальных котлов. Их преимущества ― относительно невысокая цена, возможность работы на любом виде кускового твердого топлива. Недостаток ― относительно небольшой КПД (особенно при работе на дровах, из-за механического и химического недожега, при работе в режиме неполной мощности). Такие котлы рекомендуется использовать вместе с аккумуляционными емкостями для функционирования с максимально возможной эфективностью.

Котлы нижнего горения (или шахтные котлы) . Название "шахтный котел" в основном применяют для котлов на дровах, в которых горит не весь слой топлива, а только его нижняя часть. Дымовые газы, образующиеся при сгорании древесины проходят сквозь газовый патрубок и, смешиваясь со вторичным воздухом, сгорают в камере дожига. Камера дожига футерована для обеспечения высокой температуры горения. Далее продукты сгорания проходят сквозь конвекционный канал, отдавая тепловую энергию. Шахтные дровяные котлы стальные, оборудованны достаточно вместительными камерами загрузки топлива, что обеспечивает длительное время горения закладки. Такие котлы имеют высокий показатель КПД (не менее 80%), стабильный в широком диапазоне регулировки мощности. Шахтные котлы ― энергонезависимы, их удобно загружать топливом (верхняя и передняя загрузка)

Так же существуют угольно-дровянные шахтные котлы. В таких котлах древесина сгорает снизу, а уголь ― сверху (методом отгорания), соответственно направление циркуляции дымовых газов при работе на угле и дровах отличается. В угольно-дровянных котлах колосники подвижные, для срезания "коржей", которые могут образовыватся при горении угольного топлива.

Недостатками шахтных котлов являются: 1. Относительно высокая цена (особенно у котлов на дровах) из-за высокой технологичности и металлоекости изделий. 2. Возможное "зависание" кусков древесины в топке.

Пиролизные котлы. Котлы, работающие на дровах. Конструктивно состоят из 2-х камер ― верхней загрузочной, в которой происходит горение древесины, и нижней камеры сжигания дымовых газов, которые попадают туда из верхней камеры через специальную газовую форсунку. Обе камеры футерованные шамотным материалом для качественного сжигания древесины, и дожига образующихся горючих элементов. Пиролизные котлы оборудованы дымососом с частотным регулированием оборотов, электронным управляющим контроллером. Данные котлы характеризует высокий показатель КПД, качественное конструктивное изготовление, высокая металлоемкость, детальная регулировка параметров работы. Недостатки: очень высокая цена, энергозависимость и возможность применения только древесины в качестве топлива.

Котлы верхнего горения. Котлы, имеющие вертикальную, цилиндрическую конструкцию, с очень вместительной загрузочной камерой. Горение в них происходит сверху вниз, и в процессе горения участвует небольшой слой топлива. Такие котлы в последнее время вошли в моду, благодаря именно параметру обьема топочной камеры, что обеспечивает большую длительность работы на разовой закладке. Однако, на наш взгляд заявленные характеристики котлов верхнего горения по КПД несколько завышенны, да и бросается в глаза то, что площадь поверхности теплообмена в них меняется по мере сгорания закладки. И возникает вопрос в какой промежуток времени такой котел выдает паспортную мощность.

3. Вид используемого топлива: угольные котлы, дровяные котлы (котлы на дровах), комбинированные котлы (угольно-дровяные).

При описании характеристик твердотопливных котлов в технической документации всегда указаны такие данные, как "основное топливо" и "допустимое к использованию топливо". Что это значит?

Основное топливо ― это тот тип твердого топлива, при котором котел в процессе эксплуатации подтверждает свои заявленные характеристики по КПД. Допустимое топливо ― возможное к применению, но приводящее к снижению эффективности его сжигания. Рассмотрим на следующих примерах:

Угольные котлы. Котлы на твердом топливе, в которых основным топливом является каменный уголь. Если смотреть глобально, то угольными котлами является чуть ли не 90% котлов, предлагаемых в Украине. Все котлы с обьемным горением (чугунные и стальные) и часть шахтных котлов подразумевают предпочтение к использованию угля. Котлы обьемного горения сконструированны прежде всего под снятие теплового излучения от горения угля, в таких котлах отстутствует футеровка и качественных дожиг печных газов, а во многих моделях конвекционные канали теплопередачи являются простейшими (двухходовыми). Соответственно КПД данных котлов при использовании дров оставляет желать лучшего, но дрова как топливо допустимы к использованию. При выборе таких котлов под дрова в первую очередь необходимо смотреть на обьем камеры сгорания, чем она больше, тем меньше подходов к котлу для дозагрузки.

Дровяные котлы. Их всего 2 типа: вышеуказанные шахтные и пиролизные. Дрова в таких котлах сжигаются качественно благодаря наличию футеровки (поддерживает высокую температуру в топке и обеспечивает качественное разложение древесины на горючие газы) и дожига этих газов. Котлы под дрова в своем большинстве имеют вместительные камеры сгорания. Конструктивно такие котлы сложнее угольных и, соответственно, дороже. Применение каменного угля в них не возможно из-за большого количества шлака, который будет закрывать поток газов через форсунку "пиролизника", или газовое окно шахтного котла.

Комбинированные котлы. Данный термин, как правило, применяется:

• К котлам любого типа, у которых есть возможность установки горелки под пеллеты для автоматической подачи. Такие котлы являются реально многотопливными, и на отопительном рынке на сегодня их представлено очень много.
• К шахтным котлам, работающим на дровах и угле.
• К угольным котлам обьемного горения, что, на наш взгляд, не коректно, поскольку, как указывалось выше, эффективность сжигания дров в таких котлах достаточно посредственная.

4. Тип управления: механическое, электронное, комбинированное.

Механическое управление процессом горения в котлах на твердом топливе осуществляется терморегулятором с рычагом и цепочкой , открывающей или прикрывающей воздушную заслонку котла, в зависимости от достижения заданной на регуляторе температуры. При всех критических отзывах и сомнениях касаемо данных регуляторов Мы все равно утверждаем, что котлы с ними работают достаточно корректно в том числе энергонезависимые дровяные шахтные котлы. А на "всеядных" котлах их используют повсевместно.

Электронное управление подразумевает использование нагнетательного вентилятора поддува (или дымососа), управляющегося котловым контроллером с комплектом температурных датчиков. Такое решение актуально:

• При использовании каменного угля с высокой карбонной составляющей (например-антрацита), который трудно разжигается. Особенно при использовании в угольных котлах с глубокой топкой, когда вентилятор необходим для продува всего слоя угля.
• Для постоянной эксплуатации котла в режиме максимальной мощности. В таком режиме котел работает со стабильно высоким КПД. Работа в данном случае должна происходить по старт/стопному принципу, наиболее оптимальному для котла.
• Для обеспечения многофункциональности ― котловые контроллеры многих производителей имеют возможность отслеживать работу водонагревателя ГВС, работать в паре с внешними термостатами, программировать свою работу в различных часовых интервалах и т п.

Пиролизные котлы,за редким исключением,все энергозависимы, поскольку оборудованны дымососами и контроллерами, а некоторые модели ― электророзжигом.

Недостатком использования электроники является, само собой, энергозависимость. Хотя во многих котлах возможно комбинированное управление (в конструкции присутствует патрубок под терморегулятор и посадочное "гнездо" под вентилятор).

5. Место сжигания топлива: чугунные колосники, стальная водотрубная решетка.

В статье про бытовые твердотопливные котлы "КОЛВИ" мы уже упоминали про преимущества и недостатки каждой конструкции колосников. Классические чугунные колосники со временем деформируются, и, естественно, требуют периодической замены. Однако они имеют преимущество в обеспечении более-менее стабильного температурного режима в топке, выступая катализатором тепла. Для использования дров чугунный колосник ― оптимальный вариант. А для сжигания угля многие производители применяют подвижные колосники , позволяющие подрезание шлака, что, согласитесь, очень удобно.

В свою очередь, водотрубные решетки ― достаточно надежная конструкция, однако вода, проходящая через них, понижает температуру в камере сгорания, что ухудшает качество сжигания дерева. Для угля это не столь критично, но следует учитывать два момента:

а) Фракция угля должна быть такой, которая не будет просыпатся в зольник не сгоревшей,

б) Водотрубная решетка должна быть оборудована приспособлениями для срезания шлака и спекшегося угля, например в виде рычага с зубьями. Кстати, не все производители котлов с водонаполненными решетками обращают на пункт б) внимание.

6. Наличие полезных дополнительных функций

Котлы на твердом топливе помимо приведенных выше могут иметь дополнительные функциональные особенности, благоприятно влияющие на комфорт и безопасность эксплуатации:

• Система аварийного охлаждения. Многие твердотопливные котлы оборудованы встроенными металлическими змеевиками, через которые проходит вода, охлаждающая котел при аварийном закипании теплоносителя. Однако такой способ охлаждения не всегда действенный, требует наличия дополнительных управляющих устройств. Наконец, существуют альтернативные способы защиты котла и системы отопления от перегрева.
• Обьемная камера сгорания, позволяющая котлу длительную работу на разовой загрузке топлива.
• Многоходовая конвекционная часть. Котлы одинакового типа могут имет 2-х, 3-х или более ходовую систему циркуляции дымогазов. Чем их больше, тем лучше теплосьем. Особенно при использовании древесины.
• Футерованная камера дожига горючих газов. Существуют котлы, формально не попадающие под указанную классификацию (пиролизные, шахтные), однако имеющие футеровку камеры сжигания. Много котлов производится с подачей вторичного воздуха через загрузочные дверцы в верхнюю часть топочного пространства, однако у Нас существуют сомнения относительно эффективности подобной конструкции. Отсутствие футеровки в таком случае приводит к банальному разбавлению газов воздухом без эффекта сжигания и получения тепла.
• Удобство очистки топки и теплообменных поверхностей от нагара. Наличие в комплекте поставки к котлу приспособлений для такого обслуживания.
• Наличие у поставщика котла необходимых запасных и комплектующих частей, а так же квалифицированного персонала, обслуживающего, настраивающего и ремонтирующего котлы. На этот пункт советуем обратить особое внимание!!!

Таким образом, Мы перечислили основные, по Нашему мнению, технико-эксплуатационные разновидности твердотопливных котлов, перечислили критерии, по которым можно определить выбор необходимого продукта. Безусловно, видов твердотопливных котлов очень много и для полного их описания необходима статья обьемом с дипломную работу. Но для общего представления, думаем, представленных критериев достаточно.