Твёрдотопливные котлы. Обзор


Что такое твёрдотопливный котёл? Металлический ящик с водяной рубашкой, в котором горят дрова. Вода греется и поступает в радиаторы, тепло распространяется по дому. Твёрдотопливники получают всё большее распространение, так как экономически они выгоднее – примерно в два раза дешевле газового отопления, не говоря уж об электрическом.

Разновидности твердотопливных котлов

Котлы классифицируют по общим признакам: контурность и материалы, из которых они изготовлены. 1 контур – только отопление, 2 контура – отопление и горячее водоснабжение. Стальные котлы – лёгкие, но больше подвержены коррозии, чугунные в разы тяжелее, но долговечнее ввиду коррозионной стойкости.

По типам топлива и процесса горения твёрдотопливники можно разбить на 4 вида:

  • обычные котлы пламенного горения;
  • котлы длительного горения;
  • пеллетные;
  • пиролизные.

Котлы пламенного горения

Наиболее распространённые агрегаты со сравнительно коротким циклом — 3-8 часов на одной загрузке. Причина в самом названии – пламенного горения. Какой вид топлива не используй – дубовые дрова, отходы деревообработки, торф и даже калорийный уголь, оно прогорает достаточно быстро. Тем не менее, эти котлы пользуются наибольшим спросом и обладают рядом преимуществ:

  • низкая стоимость;
  • простота эксплуатации;
  • энергонезависимость (могут работать и без электроавтоматики);
  • неприхотливость к топливу.
твердотопливный котел
схема котла

Конструкция твердотопливного котла

Пламенный котёл состоит из следующих элементов: корпуса с водяным теплообменником, топки и зольника, где собираются несгоревшие остатки. Для управления подачей воздуха в топку применяют термомеханические регуляторы: в верхней части котла установлен шток, который соединён цепочкой с заслонкой на нижней дверце. В зависимости от температуры теплоносителя эта дверца открывается, увеличивая поддув.

Расчёт расхода дров

Используем соотношение: 1 кВт мощности котла на 10 кв.м. Ориентировочная теплота сгорания, например, дубовых поленьев – 3,4 кВт на кг. Таким образом, на обогрев помещения в 100 кв. м. потребуется агрегат производительностью 10 кВт с расходом дров 3 кг в час. Умножаем на среднее время работы котла в сутки – примерно 12 часов, получаем 36 кг. Далее на количество дней – по итогу порядка 1 тонны в месяц.

Котлы длительного горения

Принцип их действия: баланс между замедлением скорости горения и поддержанием минимально необходимой температуры, чтобы горение не прекращалось, а помещение обогревалось. Дрова в таких котлах по сути не горят, а тлеют из-за ограниченой подачи кислорода в камеру сгорания. Для управления таким котлом нужна более чуткая регулировочная автоматика, что делает котёл зависимым от электроэнергии.

котел длительного горения
пеллетный котел

Пеллетные котлы

Пеллеты – это спрессованные в гранулы горючие отходы деревообработки и сельского хозяйства: солома, шелуха, опилки и т. п. Сыпучее топливо автоматически подаётся из бункера в топку шнековым механизмом, обеспечивая непрерывное горение без участия человека. В идеале время ограничено только ёмкостью бункера: в зависимости от мощности котла расход от 100 кг пеллет в сутки.

Преимущества пеллетных котлов:

  • большая удельная теплота сгорания, чем у дров, так как из топлива удалена значительная часть влаги;
  • гибкая регулировка рабочей мощности — вплоть до подачи по несколько гранул;
  • при наличии вместительного бункера загружать топливо можно всего несколько раз в сезон.

Недостатки:

  • гигроскопичность гранул: набравшие влагу пеллеты резко понижают КПД котла и плохо разгораются, затрудняя работу автоматики;
  • пеллеты из шелухи отличаются изрядной зольностью, поэтому чистить зольник придётся часто и регулярно;
  • зависимость от электроэнергии;
  • высокая цена котлов и сопутствующего оборудования (шнека, бункера) – 50-100 тыс. грн и выше.

Пиролизный котёл

В таких котлах дрова подвергаются термическому разложению, полученные газообразные продукты дожигаются в отдельной камере. Это позволяет практически полностью использовать «тепловой потенциал» горючих материалов. Пиролизные котлы имеют самый высокий КПД, но требуют сложной обвязки для правильной и безопасной работы, а также чувствительны к влажности топлива – не больше 25-30%.

Конструкция пиролизногого котла

Типовой пиролизный котел состоит из двух камер сгорания и многоходового теплообменника. В верхнюю камеру загружаются дрова, пеллеты или уголь. Здесь происходит первичное медленное горение, тление. Полученные газы попадают в нижнюю камеру, смешиваются с отдельно забираемым воздухом и дожигаются. При этом выделяется основное рабочее тепло, часть которого направляется назад в первую камеру для поддержания газогенерации, а часть – передаётся теплоносителю. Такая нетривиальная схема движения продуктов горения и тепловых потоков нуждается в тщательном расчёте и управлении с помощью электроавтоматики.

пиролизный котел

Плюсы и минусы пиролизных котлов

Основной плюс пиролизных котлов, как уже было сказано, в повышенном КПД (до 80%). Тепловое разложение дров – процесс длительный, поэтому одна загрузка обеспечивает до нескольких десятков часов работы котла.

Недостатки:

  • сложность конструкции, соответственно, высокая цена оборудования – в среднем от 30 тыс. грн;
  • сравнительно малые пределы регулировки, чтобы пиролиз не прекращался или не переходил в пламенное горение;
  • необходимость в специальном сухом помещении для хранения топлива, открытая поленница здесь не годится.

Какой котёл выбрать?

Учитывайте начальные вложения и эксплуатационные траты со своими финансовыми возможностями: стоимость отопительного агрегата и доукомплектации его автоматикой, доступность основного вида топлива. Кроме твёрдотопливного котла, независимо от его типа, в любой отопительной системе должны быть правильно сконструированные дымоход и теплонесущая сеть.

Выбирайте отопительное оборудование в интернет-магазине «Все про тепло»: подберём котёл и обвязку, поясним работу узлов и агрегатов, настойку автоматики.