Как выбрать твердотопливный котел для отопления частного дома?

Твердотопливный котел для отопления частного дома представляет собой напольный агрегат, который работает на дровах, угле, пеллетах, торфе, брикетах, на щепе, опилках или других отходах деревообработки. Назначение аппарата – нагрев воды для отопительной системы и горячего водоснабжения.

Принцип действия и конструкция

Конструкция большинства моделей включает:

1. топку, оснащенную дверцей;
2. колосник – водоохлаждаемый либо металлическая решетка;
3. зольник для сбора золы и шлака;
4. водяную рубашку– наружный водяной контур, защищает котел от перегрева;
5. воздушная заслонка — шторка для розжига и подачи воздуха для горения;
6. теплообменник – внутренняя конвективная часть для подогрева воды;
7. дымоход для отвода газов;
8. шибер – ограничитель тяги (разряжения в котле);
9. блок управления в комплекте с вентилятором наддува воздуха;
10. защиту – предохранительный клапан, автоматический развоздушник и др.;
11. патрубки – входной/выходной и опорожнения котла.

Отопительные котлы на твердом топливе имеют общий принцип работы:

1. Горючее загружается в камеру сгорания автоматически или вручную.
2. При сгорании топлива нагревается жидкость в теплообменнике.
3. Горячая вода естественным образом или с помощью насоса циркулирует по контуру системы отопления. В двухконтурной системе теплоноситель дополнительно подается на смесители или в бак-аккумулятор для нужд горячего водоснабжения.
4. Образующиеся при горении топлива газы выводятся наружу через дымоход.

В зависимости от типа агрегата способ подачи и принцип сжигания топлива, а также индивидуальные особенности процесса теплообмена немного различаются.

Классификация

Классификация основана на принципе работы, а также в зависимости от вида потребляемого топлива. Выделяют 4 основные группы, которые можно устанавливать для обогрева загородного дома или иного строения.

Классические

Твердотопливные котлы для дачи или коттеджа – агрегаты прямого горения, работающие на естественной тяге. Внешне напоминают традиционную печь с дверцей для загрузки дров или угля в топку. Передача тепловой энергии жидкости-теплоносителю обеспечивается теплообменником, выполненным из металла. Продукты сгорания топлива отводятся через дымоход.

Для регулировки температуры предусмотрены:

1. заслонка для доступа воздуха в топку котла;
2. добавление (подмес) холодной воды на подаче;
3. добавление (подмес) горячей воды на обратке.

Модель марки КСТБ например обладает высоким рейтингом благодаря простоте устройства, независимости от электрической энергии, работе на любом виде твердого топлива. К преимуществам относят отсутствие автоматики, замену и обслуживание которой сложно обеспечить в городах районного значения или в сельской местности.

Дровяной котел требует ухода (загрузка топлива вручную и регулярная чистка), он обладает простой конструкцией, которая не позволяет сжигать топливо с абсолютной эффективностью, однако при этом для котлов марки КСТБ:

• КПД — не менее 80%, согласно протоколам испытаний, КПД = 84,7 %.

Оборудование устанавливается в отдельном помещении. Чаще используется в загородных коттеджах, складах, гостиницах, магазинах или в небольших производственных зданиях.

Пеллетные

Котел для отопления, работающий на пеллетах или на угле, почти не отличается от традиционного. Но в современной модели предусмотрены бункер и автоматическая подача твердого топлива. Такие усовершенствования упрощают загрузку – при большом бункере обеспечивается непрерывная работа несколько суток/недель. К особенностям устройства относят реторные/лотковые горелки для верхнего горения или факельные горелки. Однако первичный воздух подается по классической схеме – нижней продувкой. Кроме того в устройствах предусмотрена подача вторичного воздуха для эффективного дожига образующихся продуктов сгорания.

В качестве топлива используют пеллеты – прессованные древесные отходы или уголь фракцией (размером) до 25 мм. Кроме автоматической подачи пеллет или угля в ряде моделей предусмотрено сжигание древесной щепы или опилок, а также системы удаления золы, терморегуляции и самоочистки. В бункерах имеется система встряхивания для топлива.

Это модели марки КСТБ, марки КТП, для большей мощности (более 150 кВт) — модели марки КВТ, марки КВм от компании «Меркурий».

Выбор котла на твердом топливе пеллетного типа дает следующие преимущества:

1. КПД 91-95%;
2. простой уход;
3. экологичность топливных гранул;
4. автоматическая регуляция температуры.

Решая вопрос, какой твердотопливный котел поставить дома, часто выбор делают в пользу пеллетной модели. Единственный недостаток оборудования – более высокая цена.

Длительного горения

В ТОПе устройств находятся котлы отопительные длительного горения. Конструкция предполагает загрузку и сгорание сверху с перемещением процесса в нижнюю часть. Предусмотрено автоматическое управление турбиной, подающей воздух, регулирующей мощность теплоагрегата. При сжигании остается минимальное количество твердого остатка (золы). Одной закладки хватает на срок до 24 часов – одновременно загружается большой объем топлива, которое расходуется постепенно.

В качестве аналога, повышенным спросом пользуются устройства марки КТС, оборудованные встроенным микропроцессором (контроллером) для управления горением топлива и вентилятором наддува, пятиходовый теплообменник, все внутренние конвективные части котла легко доступны для очистки, каждый отсек имеет свою ревизионную дверцу, имеется рычаг для встряхивания колосниковой решетки, водоомываемые  колосники обеспечивают хороший теплосъем, а дымоход расположен строго вертикально, что обеспечивает компактность для установки устройства в узких помещениях.

Преимущества:

1. отсутствие избыточного тепла и скачков температурного режима;
2. энергетическая независимость от систем центрального отопления;
3. высокий КПД;
4. продолжительное горение;
5. простой уход;
6. возможность каскадного подключения.

Среди недостатков – более высокая стоимость и необходимость помещения для хранения дров, угля, пеллет.

Пиролизные шахтного типа

Газогенераторный котел для дома – это усовершенствованный традиционный вариант. В конструкции 2 камеры, которые соединены специальным каналом из футерованных шамотных материалов, либо форсунками из керамики:

1. Назначение первой камеры – сжигание дров при температуре до +700°С, где происходит предварительный поджиг с разложением топлива на углекислый газ и уголь (углеводород).
2. Вторая камера необходима для приема CO. При подаче воздуха происходит дожиг газов, приводящий к их сжиганию при температуре +1150°С.

Совместное использование дров и газа гарантирует высокую суммарную теплоотдачу.

Решая, какой твердотопливный котел лучше выбрать, покупатели учитывают преимущественные характеристики пиролизного оборудования:

1. КПД выше 90%;
2. увеличение времени между загрузками;
3. небольшая зольность при максимальном сгорании;
4. возможность встраивания автоматических систем управления;
5. совместимость агрегата с бойлером для косвенного прогрева.

Чтобы купить пиролизный котел на дачу, необходимо обеспечить наличие сухого помещения для хранения топлива. Чем более сухие дрова, тем более эффективно их использование. Поэтому важно учесть качество дров – в идеале для таких котлов влажность не должна превышать 20%. Такие котлы, кроме того, что они могут применяться в местах, где отсутствуют сети и системы газоснабжения, имеют дополнительные преимущества по сравнению с использованием  газового оборудования.  Во-первых стоимость газа несопоставимо дороже стоимости заготовки и хранения любых, даже самых дорогих дров, а во-вторых КПД пиролизного и газового котлов сопоставимы по своей энергоэффективности. Среди недостатков у обоих типов котлов наблюдается зависимость от надежного источника снабжения электроэнергией, достаточно высокая стоимость.

В качестве эффективного образца газогенераторного котла шахтного типа на дровах стоит обратить внимание на котел марки BESER. Он обеспечивает горение эффективное топлива без потери мощности на одной закладке дров до 12 часов, торфа, брикета и угля – до 30 часов.

Критерии выбора

Существует несколько параметров, как выбрать твердотопливный котел для частного дома.

Теплообменник

В чугунной конструкции теплообменник состоит из нескольких отдельных секций, которые при выходе из строя ремонтируются только путем замены. Материал не подвержен влажностной коррозии. Агрегат медленно прогревается, и дольше отдает тепло. Но чугун неустойчив к резкой смене температурного режима эксплуатации – есть риски появления трещин при попадании холодной жидкости в оборудование, нагретая поверхность часто лопается от использования холодного влажного топлива в зимний период – дрова с остатками снега.

Стальной теплообменник представляет собой цельносварную конструкцию, которую невозможно разобрать самостоятельно. При выходе из строя необходимо применять сварку, а для доступа во внутрь возможно потребуется даже разрезать корпус котла, но потом он восстанавливается при помощи той же газоэлектросварки. При невозможности проведения ремонта может потребоваться замена отдельных блоков. Резкие изменения температурного режима теплоносителя либо использование сырого/холодного (из-под снега) топлива на функциональность почти не влияет – возможны мелкие деформации металла, иногда трещины в местах сварки, которые вполне ремонтопригодны. Нагрев металла происходит быстро, как и остывание, Стальной теплообменник в зависимости от эксплуатации служит не менее 10-15 лет.

Мощность

Показатель рассчитывается по среднему значению в зависимости от площади и объема отапливаемых помещений, от степени утепления кровли и стен здания, от его температурного режима эксплуатации. Для отопления 10 м² в среднем требуется 1кВт. Но этот показатель верен для коттеджа с хорошим утеплением и высотой потолка до 3 м. Нужно учесть климатические условия и общую площадь всего здания с учетом подвала и чердака. При сильных морозах для обогрева площади 60-200 м² необходимо оборудование с мощностью не меньше 25 кВт.

Число контуров

Одноконтурные твердотопливные котлы работают только на отопление. Двухконтурные кроме этого также отвечают за подготовку и подачу горячей воды в систему водоснабжения.

Емкость водяного контура котла (объем воды в котле)

Критерии выбора твердотопливного котла включают полезный объем водяного контура (вместимость котла для заполнения теплоносителем) для обеспечения стабильной работы и достижению заданных температур при заявленной мощности котла. Этот показатель должен составлять в среднем 2,0 л. на 1 кВт мощности котла.

Емкость камеры загрузки (топки котла)

полезный объем топки – показатель вместительности топки для обеспечения эффективного горения топлива для достижения комфортной температуры при заявленной мощности котла. Среднее значение для чугунных котлов – 0,79 л дров для выработки 1 кВт, а для стальных – 0,62 л плотных дров для выработки 1 кВт тепловой энергии в час. Увеличение объема топочного пространства некоторых моделей котлов позволяет увеличивать длительность горения одной закладки топлива с помощью регулирования его интенсивности для обеспечения наиболее экономичного режима горения топлива. В стальных котлах от Производственной компании «Меркурий» объем топки котлов один из самых высоких по сравнению с котлами других производителей, представленных на рынках Республики Беларусь и Российской Федерации.

Потребление электрической энергии

Выделяют 2 типа устройств:

1. Энергозависимые, потребляющие электроэнергию для обеспечения электронного управления и работы вентиляторов котла.
2. Энергонезависимые с естественным горением топлива.

Второй вариант преимущественный для сельской местности, в местах с перебоями в поставке электроэнергии, либо связанных с ее регулярным отключением.

Буфер

Роль аккумулятора играет теплоизолированный бак под воду (теплоноситель) – буфер между оборудованием котельной и отопительным контуром. Функции буфера:

1. Поглощение излишков тепла, производимого твердотопливным котлом вследствие инерционных процессов горения закладки топлива в котле, смешивание теплоносителя с хранящейся в баке нагретой сетевой водой и постепенное его расходование после прекращения горения топлива.
2. Сбор тепла с поставкой в отопительный контур при снижении температуры.
3. Связка твердотопливных, газонагревательных, электронагревательных отопительных устройств в единую сесь.

Дополнительный бак повышает КПД, снижает расход горючего, увеличивает промежутки между загрузками. Расчет емкости – 25 л на 1 кВт.

Топливо

Как выбрать котел на твердом топливе с экономным потреблением горючего:

1. наиболее высокий КПД дает антрацит, в домашних условиях можно использовать торфобрикет вперемешку с дровами;
2. КПД бурого угля ниже на 10%;
3. КПД дров меньше на 20% в сравнении с антрацитом.

Производители указывают в инструкции, какое горючее использовать, альтернативные варианты. Загрузка иного (менее калорийного или влажного) вида топлива провоцирует снижение КПД до 30%. Поэтому лучше выбирать модель котла, которая эффективно работает на горючем, доступном в конкретном регионе, удобном для хранения, имеющем высокие показатели теплотворной способности.

Если компания дает гарантию на котел в пределах одного года или толщину металла из которого изготовлен теплообменник указывает размером 3 мм и менее, в этих случаях и рабочее давление устройства у них будет составлять 1,5 атм (0,15 МПа) и менее — лучше обратиться в другую фирму, либо к другому производителю. Средний срок обязательств на устройство должно составлять не менее 10 лет. Средняя толщина металла теплообменника должна быть не менее 5 мм, рабочее давление, на которое рассчитывается прочность конструкции устройства должно быть не менее 2,5 атм (0,25 МПа), в этом случае приемо-сдаточные испытания на производстве такого агрегата проходят при выдержке пробным давлением не менее 3,75 атм (0,37 МПа), что действительно обеспечит его надежность и безопасность на протяжении многих лет.

Теперь, зная как подобрать твердотопливный котел с учетом характеристик оборудования и площади отапливаемого помещения, можно легко подобрать агрегат, который надежно прослужит несколько десятилетий и принесет в Ваш дом тепло, уют и удобную  эксплуатацию.

Возможно вас заинтересует:

1. Котел длительного горения на твердом топливе;
2. Пеллетный котел;
3. Котел на опилках.

Требования безопасности