При проектировании, покупке, монтаже отопительных систем и систем горячего водоснабжения необходимо учитывать целый ряд факторов, влияющих на особенности и стоимость эксплуатации приборов отопления, эффективность их использования. Практически у всех людей, которые задались вопросом автономного отопления своего дома/коттеджа интересует вопрос: возможно ли экономичное и, при этом комфортное, отопление с использованием твердотопливного котла?
В настоящее время, многие потребители предпочитают использовать газовые котлы, а котлы на твердом топливе используют редко. Но, времена меняются, а с ними меняются и цены на газ. Это одна из самых главных причин, почему следует знать как правильно выбрать твердотопливный котел.
Выбор оптимального твердотопливного котла связан с определением целого ряда параметров. Остановимся на основных.
Мощность твердотопливного котла длительного горения
Первое на что обратим внимание – это мощность котла. Условно на десять квадратов необходимо 1 кВт мощности. Но это только условно. Расчет мощности должен осуществлять инженер-теплотехник на основании теплотехнических расчетов, табличных, справочных, нормативных документов, учета конструкционных, архитектурных особенностей здания, климатических условий, тепловых потерь – факторов очень большое количество. Поэтому выбор мощности лучше доверить профессионалам. Специалисты произведут все необходимые расчеты бесплатно и на высоком профессиональном уровне. Все твердотопливные котлы, представленные на рынке, по мощности подразделяются на две большие группы:
- для индивидуальных систем отопления мощностью до 100 кВт;
- для общих систем отопления, промышленные котлы мощностью свыше 100 кВт.
Один важный момент. Мощность котла желательно брать с запасом, лучше немного больше, чтобы использовать оборудование в режиме неинтенсивного горения, путем регулировки объема подачи первичного воздуха, это повышает эффективность использования оборудования и упрощает эксплуатацию. И еще, мощность котла напрямую зависит от калорийности топлива, этот фактор также нужно учитывать.
Особенности и принцип действия котлов длительного горения
В отличие от обыкновенной печки, твердотопливный котел максимально использует тепловые свойства органического топлива. В процессе сгорания древесины, угля или торфа помимо углекислого газ и водяных паров выделяются углеводороды, представляющие собой пиролизные газы, которые не используются при сжигании топлива в обычной печи. Количество теплоты, выделяемое при сгорании этих соединений значительно выше теплоотдачи при простом сжигании древесины.
Принцип работы твердотопливных котлов построен именно на использовании в качестве энергоносителя пиролизных газов и минимизации использования открытого огня. Таким образом, органическое топливо, по сути, не является непосредственным источником тепла, а служит сырьем для получения газообразных углеводородов, а открытое горение заменяется тлением с минимальным доступом кислорода.
Виды топлива для твердотопливного котла
Второй параметр, на него необходимо обращать внимание, – это тип топлива на котором функционирует котел. Современные отопительные котлы могут функционировать на различных видах топлива и/или комбинации видов топлива, выбор которого напрямую зависит от региона, климатических и природных характеристик. В Сибири наиболее низким по стоимости видом топлива являются дрова (древесные отходы) и уголь, поэтому котлы отопления на твердом топливе – наиболее оптимальное решение. Помимо дров и угля вид отопительного оборудования может работать на твердых отходах сельского хозяйства, лесной промышленности и пеллетах. Комбинированные котлы сложнее в эксплуатации, стоят дороже, но отличаются высокой универсальностью. Твердое топливо или виды топлива выбирайте исходя из его доступности на рынке и цены. В Сибири доступными видами являются:
- уголь, каменный черногорский, балахтинский и бородинский бурый, при покупке угля нужно обращать внимание на его фракцию и сорт, они должны совпадать с техническими условиями эксплуатации котла;
- дрова, березовые, соосновые, из других пород древесины, можно покупать сразу колотые, секрет выбора простой – чем меньше влажность дров, тем лучше, особенно если это касается пиролизных, газогенераторных котлов, влажные дрова такой котел убьют за три сезона максимум, поэтому место для хранения должно быть защищено от влаги и осадков, влажность дров для газогенераторного котла не больше 20%, влажные дрова можно использовать в классических, традиционных котлах, но не желательно.
Третий
распространенный вариант – пеллеты, на которых функционируют пеллетные котлы. Это гранулы, которые производятся из древесных отходов, отходов различных сфер сельского хозяйства. Выбрать нужные пеллеты – целая наука, важен и цвет, и форма, и структура. Пеллеты, пожалуй, один из самых лучших видов твердого топлива, если бы ни одно но – цена и доступность на рынке. Пеллетные котлы и пеллеты стоят дороже чем дрова и уголь, но дешевле чем газ и электроэнергия. Нужно понимать, что такие твердотопливные отопительные системы на перспективу. На рынке появляются все новые, и новые производители, растет предложение, а значит, исчезают проблемы с тем, где купить и снижается стоимость топлива. Пеллетные котлы могут быть автоматическими и полуавтоматическими, отличаются по типу горелки (факельные, объемного горения, каминные). Плюсы – простота в обслуживании, очень высокая производительность (КПД). Минусы – высокая стоимость отопительного оборудования и топлива. Котлы на твердом топливе могут работать и на отходах различных сфер сельского хозяйства, деревообрабатывающей промышленности. Например, в котлы
SEG Bio
польской можно загружать зерно. Основное преимущество таких котлов – низкая стоимость топлива. Также отметим топливные брикеты из торфа, горючие сланцы, существуют и другие варианты. Условно выделяют две группы по мощности:
- твердотопливные отопительные котлы для частного дома (мощностью до 100 кВт);
- промышленные котлы на твердом топливе длительного горения (мощностью свыше 100 кВт).
Виды топлива для котлов длительного горения
Одновременно с появлением теплогенераторов на твердом топливе, помимо дров и угля на рынке появились альтернативные горючие материалы. В настоящее время самым высоким спросом пользуются:
Пеллеты
– отходы деревообрабатывающей и мебельной промышленности, спрессованные в брикеты. Пеллеты можно не только купить в строительном супермаркете, но и изготовить самостоятельно.
Опилки и щепки
. Этот вид топлива обойдется дешевле всего, более того, имели место случаи, когда владельцы лесопилок даже доплачивали за вывоз отходов. Количество теплоты, выделяемое при сгорании материала вполне приемлемо, а воздух, содержащийся между отдельными элементами делает процесс горения более интенсивным и равномерным.
Брикеты
изготавливают по той же технологии, что и гранулированные пеллеты и отличаются только формой. Чаще всего встречаются брикеты в форме натуральных поленьев со сквозным отверстием в центре. Теплоотдача материала практически не отличается от гранул.
Принцип работы твердотопливного котла
Третий
важный момент – принцип работы котла. Существует три основных варианта.
Первый
– традиционные котлы, похожи на обычную печь, топливо сгорает снизу вверх. Плюсы – простота конструкции, легкость в обслуживании, невысокая стоимость, низкие требования к качеству используемого твердого топлива, энергонезависимость (установка автоматики на такие котлы – деньги на ветер).
- Минусы
– низкий КПД (
70-75%
), сложность в поддержании заданного температурного режима теплоносителя, необходимость постоянного ухода, присмотра и закладки топлива (
время горения порядка 3-4 часа
). Это прекрасное решение для домов с сезонным проживанием, небольших по площади, в системах с естественной, самотекущей циркуляцией теплоносителя и возможностью присмотра за оборудованием. Обратите внимание на немецкие твердотопливные классические котлы «
Buderus
»
Logano
и отечественные «
ZOTA
»
Carbon
.
Второй
– котлы длительного горения. Их принцип работы схож с горением спички или свечки. То есть топливо сгорает сверху вниз.
- Плюсы такой схемы
– длительный период горения (дрова до трех суток, уголь до пяти дней), очень высокая производительность (
КПД порядка 80%
), в ряде моделей полная энергонезависимость, невысокие требования к твердому топливу (нужен контроллер и нагнетающий вентилятор), автоматизация горения в энергозависимых моделях, экологичность при правильной эксплуатации.
- Минусы
– более высокая стоимость по сравнению с традиционными котлами, в большинстве моделей энергозависимость (без электричества автоматика работать не может), соблюдение технологии загрузки топлива (требуется очень плотная укладка), сложности при неполной загрузке, отсутствие возможности дозагрузки.
Принцип работы полуавтоматического котла длительного горения на примере Metal-Fach SDG
Из основных серии
SE
,
SDG
,
SE MAX II
, «
ZOTA
»
Magna
, «
Termodinamik
»
EKY
, «
Galmet
»
KWR ST Plus
, «
Ермак
», «
Heiztechnik
» серий
Q Hit
,
HT Basic
,
Q Plus
,
Q Plus DR
.
Третий
– пиролизные котлы. Они состоят из двух камер. В одной из камер из определенного твердого топлива получают газ (он называется пиролизным), затем он попадает в другую камеру и дожигается.
- Плюсы
– высокая производительность (КПД свыше 90%), увеличенный период работы на одной загрузке, экономичность, возможность автоматической регулировки горения.
- Минусы
– высокая стоимость оборудования, энергозависимость, высокие требования к топливу (дрова, как отмечалось выше, должны быть влажностью не выше 20%, иначе сразу упадет КПД процентов на 20-25, а затем и котел выйдет из строя).
Тенденции рынка – выбираем лучший твердотопливный котел длительного горения в 2021 году
Рейтинг популярности твердотопливных котлов длительного горения основан на анализе статистических данных спроса и потребительских предпочтений многочисленных пользователей российской сети интернет (магазинов и каталогов товаров). Внимательно изучив данные рейтинга, выбор лучшего твердотопливного котла не составит труда.
Можно с уверенностью утверждать, что из всего многообразия отопительного оборудования, твердотопливные модели уверенно набирают популярность и завоёвывают своих приверженцев, особенно тех, кто не хочет быть зависимым от цен, состояния экономики и капризов природы. Только за прошедший год, рост их сегмента уверенно достиг 7%, в то время как наиболее востребованным для отопления домов по-прежнему остаются: газовое (73%), и газовое с бойлером (10%). Электрическое и конденсационное – в сумме покрывают не более 8% потребности рынка.
По типу энергии рейтинг котлов выглядит следующим образом:
- природный газ – 86%;
- твёрдое топливо (все виды) – 8%;
- электроэнергия – 6%.
Полезная мощность, кВт:
- ≤ 15 – 18%;
- ≤ 16–25 – 53%;
- ≤ 26–35 – 16%;
- ≤ 36–50 – 7%.
ТОП-3 лучших твердотопливных котла Лемакс
- Лемакс Форвард-12,5
- Лемакс Форвард-20
- Лемакс Форвард-16
Смотрите также –
Какой фирмы водонагреватель лучше выбрать
Тип загрузки топлива в твердотопливный котел
Ещё один момент. Тип загрузки топлива. Используются три основные схемы. Первая
— традиционная, предполагает ручную загрузку твердого топлива в топку и ручное регулирование, контроль процесса горения.
- Плюсы
– простота конструкции, невысокая стоимость оборудования, энергонезависимость. - Минусы
– необходимость постоянного ухода и присмотра за оборудованием, сложность в поддержании выбранного температурного режима теплоносителя. Это прекрасное решение для систем с естественной , автономной циркуляцией теплоносителя в небольших по площади домах.
Вторая —
полуавтоматическая. Загрузку топлива осуществляет человек, а контроль за горением возложен на автоматику, которая контролирует объем подачи первичного, а в некоторых моделях и вторичного воздуха в систему.
- Плюсы
– возможность точной регулировки температуры теплоносителя. - Минусы
– необходимость присмотра за оборудованием, энергозависимость.
Третья
— автоматическая. Все операции автоматизированы. Котел оборудован бункером, из которого при помощи шнекового механизма (самое распространенное решение, хотя есть и другие варианты) топливо подается в топку.
- Плюсы
— длительный период автономной работы, высокий КПД, возможность точной регулировки температуры теплоносителя, высокая степень безопасности использования. - Минусы
— высокая стоимость, большие габариты, энергозависимость, сложность в эксплуатации и обслуживании.
Выбор сделать просто. Если есть система с естественной, автономной циркуляцией и время ухаживать за котлом, то выбор за традиционной загрузкой. Если система с принудительной, энергозависимой циркуляцией и есть время присмотра за котлом, то выбор в сторону полуавтоматического алгоритма работы. Автоматическая схема позволяет подходить к котлу один-два раза в неделю для того, чтобы засыпать твердое топливо непосредственно в загрузочный бункер. Но это одни из самых дорогих вариант по стоимости. Принцип работы автоматического угольного котла на примере Metal-Fach SEG
Основные («Зота») серии Стаханов
и
Pellet
, «
Termodinamik
» («Термодинамик») серии
EKY/S
и
TBK/S
, «
FACI
» («Фачи») серии
Carbon
и
SSL
, «
Vulkan
» серии
Kompakt
и
EKO
, «
Metal-Fach
» («Метал-Фач») серий
SEG
,
SD
и
SMART
, «
Galmet
» («Галмет») серии
KWP/KWP M
, а также
KWPU/KWPU M
и
KWPDR
, «
Heiztechnik
» («Хайцтехник») серии
Q
(
Eko
и
Eko Duo
,
Bio
и
Bio Duo
).
Энергозависимость твердотопливных котлов
Все твердотопливные котлы делятся на две группы:
- энергозависимые — для их работы требуется включение в электросеть, это системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя и автоматические отопительные котлы на твердом топливе, для работы автоматики которых нужна электроэнергия;
Плюсы
— высокая эффективность работы, возможность регулировки всех процессов работы системы отопления. Минусы – высокая стоимость, зависимость от электрической сети, дополнительные затраты на электроэнергию, сложность в обслуживании.
- энергонезависимые — для их работы не требуется подключение к электрической сети – это ручные отопительные котлы для дома на твердом топливе и системы отопления с естественной, самотечной циркуляцией воды или антифриза.
Первый вариант более предпочтителен, второй можно использовать в местах, где отсутствуют линии электропередач, существует возможность постоянного присмотра и обслуживания отопительного оборудования. Плюсы
— невысокая стоимость, простота эксплуатации и ремонта, нет необходимости в подключении к электросети. Минусы – крайне низкая эффективность работы системы, сложность обслуживания, загрузка твердого топлива и контроль горения выполняются вручную.
Тип теплоносителя в твердотопливном котле
Твердотопливный котел может использоваться для:
- прямого нагрева теплоносителя, классическая конверторная схема, когда греется воздух в нескольких смежных помещениях, используется сейчас очень редко;
- нагрева промежуточного теплоносителя в системах как с принудительной, так и с естественной, автономной циркуляцией;
- комбинированного нагрева, когда одновременно греется и воздух, и промежуточный теплоноситель.
В качестве теплоносителя может выступать пар, это паровые твердотопливные котлы, другое название парогенераторы, бывают жаротрубными и водотрубными. Плюсы
— высокая степень теплоотдачи, отсутствие теплопотерь в теплообменнике, быстрый нагрев помещений, низкая степень вероятности размораживания системы.
Минусы
— вызывает коррозию металлических труб отопления, сложно установить заданную температуру в помещении, высокая температура труб и батарей, можно получить ожоги. Паровые котлы рационально устанавливать только в больших по площади частных домах. Это решение используется очень редко. Классический вариант – вода.
Плюсы —
доступная стоимость (при наличии колодца этот теплоноситель вообще заливается бесплатно.
Минусы
– необходимость водоподготовки, вероятность размораживания системы, образования накипи и коррозии.
Аналогом воды является антифриз, подходит для домов с сезонной эксплуатацией.
- Плюсы
— не размораживается, не вредит системе отопления. - Минусы
— высокая стоимость.
№— Лемакс Форвард 16
На 4-ую позицию потребители ставят агрегат Лемакс Форвард 16. Это классический вариант твердотопливного котла, предназначенного для дров, угля и кокса. Мощность составляет 17 кВт. Корпус – металлический с надежной теплоизоляцией. Толщина стенок – 4 мм. Защита от перегрева обеспечивается рубашкой охлаждения. Масса – 90 кг.
Преимущества:
- простота конструкции, что обеспечивает низкую стоимость;
- оптимальная цена по отношению к качеству;
- повышенная надежность;
- усиленная конструкция теплообменника;
- возможность загрузки сверху, что облегчает процесс;
- энергонезависимость.
Недостатки:
- малая мощность;
- пониженный КПД.
Популярность аппарата обеспечивается низкой стоимостью. Для отопления помещений до 160 кв.м он признается, как лучший источник тепла.
Функциональное предназначение твердотопливных котлов
Котел отопления на твердом топливе длительного горения, традиционный или другого типа может использоваться не только для отопления, но и для снабжения горячей водой домов. Такие приборы отличаются по количеству контуров:
- одноконтурный котел – применяется исключительно для обогрева помещений (для нагрева горячей воды комплектуется накопительными баками);
- двухконтурный твердотопливный котел (другое название – котел отопительный твердотопливный с водяным контуром) имеет два контура, первый отвечает за отопление, второй – за снабжение дома горячей водой.
Котлы на твердом топливе с водяным контуром также могут комплектоваться баком (бойлером-накопителем) для горячего водоснабжения. Каждая схема имеет свои минусы и плюсы, варианты конфигурации и целый ряд факторов, влияющих на выбор, поэтому посоветуйтесь с профессионалами «Крас-Котел», заказав обратный звонок на сайте компании.
Материал теплообменника твердотопливного котла
Одним из самых ключевых факторов выбора котла, работающего на твердом топливе, является материал, из которого произведен теплообменник. Основных вариантов два.Первый
— сталь специальных марок. В ряде случаев жаропрочная котловая сталь, но встречается такой вариант очень редко. Стальные теплообменники – это сварные конструкции из листовой стали.
- Плюсы
– меньшая инерционность по сравнению с чугуном, широкая вариативность конструкционных решений, удобство в обслуживании, устойчивость к механическим повреждениям, небольшой вес по сравнению с чугуном. - Минусы
– меньший срок службы по сравнению с чугунными аналогами, подверженность коррозии, вероятность прогорания топки (толщина стального листа должна быть не менее 4,00 мм).
Второй
— чугун. Чугунный теплообменник – это несколько секций, соединенных между собой при помощи резьбовых элементов.
- Плюсы
– долговечность (устойчивость к образованию коррозии, накипи, действию кислот), устойчивость к высоким температурам что обуславливает широкую вариативность используемых видов топлива, высокая ремонтопригодность, возможность увеличения мощности за счет конструкционных изменений, меньшие габариты по сравнению со стальными. - Минусы
– низкая устойчивость к термическим ударам и перепадам температур, хрупкость, более низкий КПД по сравнению со стальными аналогами, большой вес.
Существуют твердотопливные котлы и с другими теплообменниками, порой даже самыми экзотическими, например, медными, но встречаются они гораздо реже. Каждый из обозначенных материалов обладает своими плюсами и минусами, а выбор напрямую зависит от условий эксплуатации, особенностей дома и отопительной системы. Если решили купить твердотопливный котел длительного горения и сомневаетесь, что лучше подойдет –стальной или чугунный теплообменник, уголь или пеллеты, Metal-Fach
,
FACI
,
Termodinamik
или какой-то другой производитель, то с выбором Вам могут помочь специалисты .
Разновидности твердотопливных котлов
Несмотря на то, что принцип дожигания пиролизных газов лежит в основе всех агрегатов длительного горения, их конструктивные особенности могут существенно различаться. Большинство производителей предлагают универсальные системы, способные работать на любом твердом топливе. В настоящее время существует несколько наиболее распространенных модификаций твердотопливных котлов.
Котлы длительного горения с принудительной подачей воздуха
оснащаются специальным вентилятором, число оборотов которого регулируется электронным блоком управления. Чаще всего, такие установки имеют верхнюю загрузку, а окончательное сжигание производится в нижней камере, изготовленной из шамота или жаростойкого керамобетона.
Расположение и форма камеры для сжигания пиролизных газов у различных моделей твердотопливных котлов могут отличаться. Так, установки «Gefest – profi» имеют лабиринтную камеру дожигания, расположенную позади отделения предварительного горения.
Энергонезависимые пиролизные котлы с естественной тягой
. Такой агрегат может работать автономно, независимо от наличия электроэнергии. Такая конструкция отличается простотой и надежностью, кроме этого может работать на любом топливе.
В нижней камере обеспечиваются условия для непрерывного тления топлива. Нагретые газы поднимаются в верхнюю полость, где вступают в реакцию с предварительно подогретым воздухом. В результате этого взаимодействия происходит сгорание углеводородных соединений с выделением большого количества тепловой энергии.
Твердотопливный котел с вертикальным горением топлива
. Такой принцип применен в изделиях торговой марки «Stropuva». Основной особенностью является то, что горение происходит только в верхнем слое загруженного горючего материала, что обеспечивает минимальный расход топлива при максимальной длительности сгорания.
После загрузки и перехода в режим слабого горения, интенсивность которого регулируется специальной заслонкой, продукты пиролиза поднимаются в верхнюю камеру и окончательно сгорают.
Установки с автоматической подачей топлива
. В таких котлах длительность горения увеличивается за счет равномерной подачи топлива в зону предварительного сгорания с помощью шнекового конвейера. Чаще всего, в качестве топлива применяют уголь, однако существуют модели и для других видов топлива.
Что касается использования дров или угля в различных модификациях твердотопливных котлов, то можно сказать, что они могут иметь различные конструктивные особенности, связанные с конфигурацией и свойствами сжигаемых материалов. Несмотря на это, принцип работы, основанный на использовании пиролизных углеводородов остается неизменным.
Температура теплоносителя
Важным моментом является поддержание заданной температуры теплоносителя в системе. Несколько основных параметров. Параметр первый. Температура теплоносителя всегда должна быть выше 65° С, иначе в котле образуется конденсат из водяного пара и продуктов сгорания, это кислоты, которые разрушают теплообменник. Второй параметр.
В системах с принудительной циркуляцией теплоносителя при отключении электричества возникает температурная разница в котле и радиаторах отопления, при повторном включении это может привести к тому, что холодная вода из обратки вызывает «температурный шок», термический удар и приводит к деформации теплообменника, особенно это критично для чугунных теплообменников.
Параметр третий.
Инерционность. В твердотопливных котлах очень сложно поддерживать заданную температуру теплоносителя. Особенно это касается традиционных котлов. Поэтому используется несколько решений. Одно из них – охлаждающий теплообменник. Он может быть либо встроенным в котел, либо внешним. В стальных котлах устанавливается, как правило, независимый контур охлаждения со змеевиком. В чугунных котлах охлаждающий контур внешний и оборудуется термоклапаном или клапаном-отсекателем. Второе решение – установка бака-аккумулятора. Это позволяет регулировать температуру теплоносителя в системе, повысить КПД твердотопливного котла и снизить общий расход топлива.
Конструкционные особенности
При выборе отопительного прибора нужно обращать пристальное внимание и на ряд конструкционных решений. Все твердотопливные котлы отличаются по способу загрузки:
- с фронтальной загрузкой, в большинстве случаев это модели с чугунным теплообменником;
- с верхней загрузкой, большинство таких моделей с теплообменником из стали.
На рынке предлагаются модели с футеровкой, эта функция повышает эффективность использования топлива. Все котлы на твердом топливе условно можно разделить на две большие подгруппы:
- атмосферные, с естественной тягой;
- с наддувом, принудительной тягой.
