Котлы для отопления частного дома: виды, особенности + как выбрать лучший

Твердотопливные котлы отопления имеют достаточно преимуществ над другими видами отопления, ведь благодаря

Содержание

Влияние параметров отапливаемого объекта на выбор мощности котла

Требуемая для отопления дома тепловая мощность зависит от площади отапливаемых помещений и его тепловых потерь. Для ориентировочной оценки требуемой мощности котла помещения с высотой потолков 2,7 м и нормативно выполненной теплоизоляцией, в средней климатической зоне, обычно принимают 1 кВт на 10 м2. Для зон с более низкой средней температурой и недостаточно утеплённых помещений необходимо использовать поправочный коэффициент, который может доходить до двух раз. Если котёл планируется использовать не только для отопления, но и горячего водоснабжения, то к этому следует добавить 10 – 30% тепловой мощности (зависит от объёмов потребления горячей воды). Поскольку такие оценки самостоятельно не просто сделать, то для большей уверенности в правильности выбора целесообразно пригласить соответствующих специалистов и полагаться на результаты их оценок.

Однако, при окончательном выборе мощности и марки котла, следует учесть следующие обстоятельства. Если требуемая мощность от котла совпадает с его максимальной мощностью, то надо иметь ввиду, что при работе котла на предельной мощности, его КПД будет значительно ниже (уменьшение может достигать десятков процентов) максимального, который как правило достигается на средних мощностях. Это приведёт к существенному увеличению расхода топлива. Поэтому надо либо смириться с такими потерями, либо увеличить требуемую мощность котла.

Как выбирать котел для дома

При выборе отопительного котла надо учитывать сразу несколько факторов. Первый — какой из видов топлива в вашем регионе наиболее доступный. Имеется в виду не только цена, но и наличие данного вида топлива на складах или возможность его добычи/покупки без особых проблем.

Второе на что надо обратить внимание — возможность автономной работы. Если в доме постоянно кто-то находится, этот пункт можно опустить. Но если в рабочую неделю все на работе или учебе, то лучше, если котел для отопления частного дома может продолжительное время работать без вмешательства человека.

Третий фактор — удобство использования и необходимость технического обслуживания. Не всем и не всегда хочется регулярно навещать отопительный котел. В этом случае лучше брать наиболее автоматизированную версию. Да, они стоят дороже, но обслуживания требуют минимального. Насчет технического обслуживания — некоторые виды топлива требуют регулярной чистки — камер сгорания или горелок. Если вас данный аспект не радует — стоит подобрать котел, нуждающийся в минимальной профилактике. Это, кстати, агрегаты, работающие на газу и электричестве.

Принцип работы

Стандартный котел для отопления частного дома на дровах устроен очень просто. Его модификация напоминает всем известную буржуйку с водяным контуром. При сгорании топлива в топочной зоне начинает нагреваться теплоноситель, который впоследствии циркулирует по отопительной системе. Нужно отметить, что такие установки расходуют довольно большое количество ресурса, но своей эффективностью похвастаться не могут. Это связано с неполным сжиганием топлива.

Современные установки нового поколения с функцией длительного горения имеют более сложную конструкцию. Такой котел отопления на дровах работает по следующему принципу:

  1. 1. В топку загружается большое количество дров, после чего в камере газификации начинается их сжигание. Но топливо не сгорает, а тлеет, поскольку воздух поступает в камеру в ограниченном объеме, что позволяет регулировать интенсивность горения. Во время работы начинает образовываться тепло, которое нагревает воду в теплообменнике.
  2. 2. В процессе тления образуется дым, который содержит горючие газы, поступающие уже во второй отсек отопительной конструкции. Эта зона является одновременно зольником и камерой сжигания, в ней и происходит дожигание газа. Процесс осуществляется при достаточном количестве кислорода, поскольку именно сюда воздух поступает в неограниченном объеме. Поскольку температурный режим горения газовоздушных масс очень высок, вода в теплообменнике нагревается гораздо эффективней.

Высокая температура горения очищает дым от горючих образований и золы, поэтому дровяные котлы для отопления дома считаются экологичными и безопасными в использовании. Кроме этого, практически все современные конструкции длительного горения оснащаются автоматической системой, в которую входят:

  • температурный датчик, позволяющий отрегулировать вентилятор, подающий первичный воздух;
  • датчик давления, сигнализирующий о превышении нормы;
  • датчик давления воды.

Помимо этого, на эффективность работы оборудования влияют и другие факторы, например, вид и качество топлива. Многие производители не рекомендуют отапливать дровяные котлы для дома торфяными брикетами и углем. Такой материал может негативно повлиять на работоспособность и продуктивность отопительного устройства. Следует также учитывать, что котел придется чистить чаще, если в качестве топлива используется хвойная порода деревьев или плохо просушенная древесина.

Особенности котлов на твердом топливе

Газоснабжение и централизованное электроснабжение в России есть до сих пор не везде. Газ стоит дешево только в столичных городах, и даже там дорожает. Электричество всюду дорого.

Оставляют желать лучшего коммуникационные сети: перебои с подачей электроэнергии, резкие перепады напряжения – за городом дело обычное. Не всегда есть возможность подключиться к магистральному газу, а приобретение сжиженного в баллонах – дело энергоемкое.

Отопление твердотопливным котлом имеет несколько преимуществ:

  • можно остановиться на том виде топлива, которое в вашей местности дешевле всего – дрова, торф, уголь, древесные отходы и т.д.;
  • твердотопливные котлы – самые дешевые в категории. Дороже стоят модели длительного горения, но их теплоэффективность выше;
  • большой ассортимент. Автоматику и вспомогательные элементы обвязки можно при необходимости докупить отдельно;
  • в отличие от газовых агрегатов для установки твердотопливного котла не требуется разрешение местной администрации.

Теперь о минусах:

  • пожароопасность. Но этот недостаток есть и у газовых моделей, и у дизельных. А в случае проблем с проводкой – даже у электрических;
  • необходимость следить за количеством дров/угля в топке. Твердотопливный котел не получится просто «включить и забыть». Реже требуется подкладывать топливо в котлы пеллетные и длительного горения, но и они в этом отношении не слишком автономны;
  • процессом горения твердого топлива управлять сложно (у других агрегатов достаточно перекрыть газовый кран или отключить электричество). Инерция у твердотопливных котлов высокая, и у всей системы, соответственно, тоже.

Конструкция котла на твердом топливе

Назначение и сферы применения

Твёрдотопливный котёл – это устройство, вырабатывающее тепловую энергию при сжигании твёрдых видов топлива – дров, угля, брикетов и пр.

Применяется для подачи горячей воды и отопления зданий, загородных домов, квартир, а также дач. Оно популярно в регионах с низким уровнем газификации или нестабильным электроснабжением.

Составные элементы конструкции

Традиционной схемой построения котла стала конструкция из нескольких функциональных модулей в едином корпусе.

1. Теплообменник – устройство трансляции теплоносителю теплоэнергии, вырабатываемой при горении. Может быть из чугуна или стали. Срок службы до 20 лет.

3. Колосниковая решётка – устройство подачи воздуха, равномерного распределения материалов, отсева отходов в зольник. Изготавливается из серого чугуна.

4. Люк – очистка верхних каналов.

5. Терморегулятор – поддержание установленного температурного уровня:

    • механический – регулирование тяги;
    • автоматический (микропроцессорный контроллер).

6. Дополнительные устройства – для безопасности и комфорта:

    • горелка розжига;
    • регулятор тяги;
    • термостатический клапан.

Некоторые тонкости в устройстве котлов

Устройство твердотопливного котла

Для начала разберем, как работает классический котел. Стандартный аппарат состоит из загрузочного бункера (топки), зольной камеры и зольника для сбора золы, колосника, водяной рубашки, входного и выходного патрубка, дымохода и заслонки. Также в устройство котла может входить вентилятор и автоматический блок управления.

Автоматика позволяет управлять насосом циркуляции системы отопления, а также регулировать количество подачи воздуха для контроля процесса сгорания топлива в зависимости от выбранного температурного режима.

Блок управления с вентилятором

Максимальная эффективность в лучших твердотопливных котлах достигается при небольшом избытке воздуха и минимальных потерях тепла вместе с выхлопом дымовых газов.

Для этого в дымоход встраивается регулятор, который подмешивает холодный воздух внутрь дымохода, позволяя сохранять максимальное количество тепла внутри топки котла.

Холодный дымоход – свидетельство качественного твердотопливного котла с высоким коэффициентом полезного действия.

В пиролизных котлах обычно устанавливают автоматический регулятор тяги, когда цепь подсоединяется к нижнему окну подачи кислорода. Под колосники поступает необходимое количество воздуха для обеспечения горения топлива.

После того, как дрова загорятся, автоматический цепной регулятор закрывает нижнее окно, исключая избыточную  подачу кислорода в камеру сгорания. Также существуют котлы  с ручной регулировкой, которая позволяет увеличивать или уменьшать тягу, согласно выбранному температурному режиму.

Цепочный регулятор тяги

Рассматривая пиролизные котлы, обращайте внимание на наличие регулятора подачи вторичного воздуха с дополнительной камерой сгорания, так как это позволяет дополнительно сжигать газ СО2, который вырабатывается во время горения твердого топлива, что в свою очередь повышает эффективность котла.

Дополнительная камера сгорания

Топливо для твердотопливных котлов

Твердые виды топлива имеют важное экономическое преимущество над остальными – их цена достаточно стабильна во времени. Именно поэтому многие жители западных стран Европы предпочитают твердотопливные котлы. Более того, в этих странах централизованно производятся специальные цилиндрические гранулы из древесины – так называемые пеллеты. Их делают из древесной муки, не используя при этом другие химические, экологически вредные добавки. Склеивание в цилиндрическую гранулу происходит за счет природного вещества – лигнина, обладающего склеивающим эффектом при нагревании. У пеллет достаточно преимуществ перед другими источниками энергии: они удобны в обращении, мало стоят, дают высокую теплоту сгорания.

Любое топливо для твердотопливных котлов – это горючее, основным элементом которого является углерод. Наиболее основные источники его – каменный и бурый уголь, древесина, торф, сланцы. Кроме углерода в этом сырье содержится также кислород, сера, азот, водород (табл. 4.2), соотношение которых в топливе и определяет его свойства. Не удивительно, что то же количество, к примеру, угля и дров дает разное количество теплоты, то есть теплотворная способность обоих видов топлива разная. Самое высокое значение этого показателя имеет каменный уголь. Твердое топливо, как правило, используется для получения теплоты, но нередки случаи, когда оно необходимо и для выполнения механической работы (табл. 4.3, 4.4).

Таблица 4.2.

Сравнительные характеристики различных видов топлива

Вид топливаТеплота сгорания МДж/кг% серы% золыУглекислый газ, кг/ГДж
Каменный уголь15-251-310-3560
Дизельное топливо42,50,2178
Мазут421,21,578
Щепа древесная10020
Гранулы древесные17,50,110
Гранулы торфяные1002070
Гранулы из соломы14,50,240
Природный газ35-38 МДж/м30057

Таблица 4.3

Приблизительный расход топлива в зависимости от площади

Площадь помещения м2Мощность котла кВтМаксимальный расход топлива кг/ч
Твердое топливоДизельное топливо
Твердотопливный котелПиролизный котел
1005-123,21,61,0
1306-164,72,91,3
1606-206,03,01,6
2007-247,63,82,0
2208-257,94,02,2
27010-328,95,02,7
37018-4514,07,03,7

Таблица 4.4

Теплота сгорания различных пород дерева

Порода дереваПлотность, кг/м3Теплота сгорания (при влагосодержании 20%)
кВт*ч/фестметркВт*ч/кубометркВт*ч/кг
Хвойные породы
Пихта430210015004,0
Ель420220015504,2
Кедр510260018004,1
Лиственница545270019004,0
Лиственные породы
Береза580290020004,1
Вяз620300021003,9
Бук650310022003,8
Ясень650310022003,8

Все виды твердого топлива можно разделить на две категории: природные и предварительно очищенные. К первым относят разные виды угля, древесину, торф, солому. Ко вторым – брикеты бурого угля, древесный уголь, кокс.

Каменный уголь – очень древний источник энергии и тепла. Образован он был довольно давно, поэтому и распространен по всей планете на разной глубине.

Бурый уголь имеет более позднее образование. Источником его создания была, как правило, древесина. Не удивительно, что он имеет в себе достаточно влаги – до 60%. Добывают его в открытую, не копая шахты. Сырье имеет достаточно малую теплотворную способность, поэтому используется на месте и не транспортируется в другие страны.

Источником торфа являются растения на болоте. Поэтому в нем достаточно много воды. Добывая торф, его разрезают на части и высушивают, после чего он пригоден к сжиганию.

Дерево – менее распространенный источник топлива. Как правило, оно используется в виде отходов от лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. Из него также получают древесный уголь путем обработки в углевыжигательных печах.

Кокс получают из угля в специальной печи, разогревая сырье до 12000 С. Это необходимо для удаления газов из топлива и улучшения его энергетических характеристик.

Учитывая стандартные значения КПД, каждый литр стандартного жидкого топлива можно заменить тремя килограммами дерева. И каждые 200 м3 газа либо 200 л жидкого топлива соответствуют по извлекаемой энергии примерно кубометру сжигаемого бука.

Виды твердотопливных котлов

Можно провести разделение твердотопливных котлов на типы по различным признакам:

  • материал теплообменника;
  • энергозависимость;
  • способ сжигания топлива;
  • способ подачи топлива.

Отопительные системы на твердом топливе могут быть энергонезависимыми, то есть работать независимо от подачи электроэнергии. Это традиционные котлы, функционирующие благодаря естественной тяге.

Виды твердотопливных котлов

Энергозависимое оборудование имеет систему принудительной подачи воздуха, что позволяет повысить его производительность и экономичность, а также допускает возможность использования дополнительного электронного оборудования. Недостатком таких систем является остановка работы при отсутствии электропитания.

По материалу теплообменника котлы делят на чугунные и стальные. Каждый из материалов имеет как преимущества, так и недостатки. Чугунные имеют более длительный срок эксплуатации, менее чувствительны к жесткости воды, реже требуют очистки теплообменника.

Имея значительный вес, почти всегда требуют отдельного фундамента и стоят значительно дороже, чем стальные. Чугун боится резких перепадов температуры, поэтому вода для подпитки разогретой системы не должна быть холодной.

Стальные котлы требуют частой чистки, так как чувствительны к образованию дегтя, кислот и конденсата, подвержены коррозии, но подлежат ремонту и в случае необходимости протекающие части могут быть заварены. Сталь иногда не выдерживает перегрева при использовании котла на максимальной мощности.

Совет! В целом срок использования стальных котлов гораздо меньше, чем чугунных. Лучше не экономить на качестве котла, чтобы избежать его замены через несколько лет.

Виды твердотопливных котлов

Котлы пиролизного типа

В пиролизных (газогенераторных) котлах в одной из двух камер происходит медленное горение топлива при высокой температуре и недостатке кислорода. В результате этого выделяются газы, которые догорают во второй камере. Тяга обеспечивается вытяжным вентилятором.

Такие котлы имеют очень высокий КПД и экономичный расход топлива, однако, чрезвычайно требовательны к его качеству. Обычно они работают на дровах или брикетах, которые должны иметь влажность не более 20%.

Рекомендуется древесина, выдержанная в сухом помещении минимум год. Для этого требуется большое хранилище для запаса дров.

Котлы верхнего горения

Виды твердотопливных котлов

В традиционных отопительных системах сгорание топлива происходит снизу вверх. Принцип верхнего горения позволяет добиться длительной работы котла при однократной загрузке.

Телескопическая труба для подачи воздуха к пламени опускается в камеру сгорания. По мере прогорания топлива она опускается ниже, благодаря чему горение происходит на нужном уровне. Образующийся пепел не является препятствием для горения и требует уборки 2-3 раза в месяц.

Котел верхнего горения занимает не очень большую площадь при существенной высоте. Недостатком можно считать невозможность дозагрузки топлива во время процесса горения, что иногда может создавать определенные сложности.

Способ подачи топлива

При наличии системы автоматической подачи топлива, кроме основной части с теплообменником и горелкой, предусмотрен бункер для загрузки топлива. В него помещают уголь фракции 5-25 мм или пеллеты (древесные, из соломы, шелухи подсолнечника и т.п.).

Виды твердотопливных котлов

Размер бункера определяется мощностью котла. Подача топлива из бункера может быть шнековой или поршневой. На контроллере устанавливается температура теплоносителя, которая поддерживается автоматически путем дозированной подачи топлива.

Подача воздуха для поддержания горения осуществляется нагнетающим вентилятором. Котлы с ручной загрузкой более распространены. В них используются такие виды топлива:

  • уголь любой фракции;
  • дрова;
  • древесные брикеты из различных пород;
  • пеллеты из отходов древесины, соломы, шелухи подсолнечника;
  • древесные опилки, щепа;
  • торфяные брикеты;
  • брикеты из угольной пыли;
  • различные древесные отходы.

В теплообменнике происходит циркуляция и нагрев теплоносителя (воды) от открытого пламени. Надежность и срок эксплуатации котла зависит от материала теплообменника, его толщины и качества сварных швов.

Загрузочная камера для топлива может иметь разный размер. От этого зависит частота загрузки топлива. Некоторые модели предусматривают как автоматическую, так и ручную загрузку. Это позволяет в случае необходимости изменить вид топлива. Зная отличия разных видов, проще разобраться как выбрать твердотопливный котел.

Виды твердотопливных котлов

Совет! Различные виды топлива имеют разную калорийность, то есть при сгорании выделяется разное количество тепла. Мощность котла и частота загрузки топлива может существенно отличаться от заявленной производителем, если выбрать менее калорийное топливо.

Оборудование вентиляции котельного помещения

Топочное помещение нуждается в канале притока свежего воздуха для эффективного и правильного процесса горения, это обязательно для котельной, чтобы оснастить помещение приточной и вытяжной вентиляцией с естественной циркуляцией воздуха. Сечение приточного вентиляционного канала должно быть больше чем сечение дымохода котла. Запрещается закрывать или уменьшать площадь сечения вентиляционных отверстий в твердотопливной котельной. Твердотопливный котел мощностью до 30 кВт можно монтировать в котельном помещении с постоянно открытыми вентиляционными отверстиями сечением не менее 20 см.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо сжигания различных видов твердого топлива, теплогенераторы имеют ряд отличий от остальных источников тепла. Эти особенности нужно воспринимать как данность и всегда учитывать при обвязке твердотопливного котла с системой водяного отопления. В чем они заключаются:

  1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
  2. Образование конденсата в топливнике во время прогрева. Особенность проявляется из-за поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

Схема устройства ТТ-котла прямого горения с принудительным нагнетанием воздуха

Инерционность создает опасность перегрева водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Дополнительные особенности дымохода для котла на твердом топливе

Нужно, чтобы его труба хотя бы на 70 см поднималась над коньком. При этом важно не закрывать ее грибком (зонтиком), иначе сажа станет оседать на ее стенках и проедать ее. Соединять сэндвич-колени и подобные им элементы стоит под углом в 45°, чтобы предотвратить опрокидывание тяги. И какую угодно шахту (газосиликатную, кирпичную или керамзитобетонную) необходимо гильзовать дымоходом из нержавеющей стали.

Канал должен быть выложен из материала с особенно высокой термостойкостью. Учитывайте, что при горении дров или угля температура отходящих газов может не должна превышать 300°C и даже значительно превышать эту отметку. Значит, требуется, чтобы стенки рукава выдерживали самый серьезный жар.

Кроме того, дымоходные трубы для твердотопливных дровяных котлов должны соответствовать следующим требованиям. Способностью противостоять негативным факторам воздействия: конденсату и высокой температуре.

Материал канала в процессе нагревания должен противостоять разрушительному воздействию влаги и содержащихся в ее составе кислот и прочих агрессивных примесей, и не выделять никаких летучих соединений.

Надежность

Ресурс работы по-настоящему хорошей системы отопления измеряется не годами, а десятилетиями, в течение которых она остается безопасной. Чтобы обеспечить столь высокую долговечность, необходимо не только грамотно организовать вывод отходящих газов, но и выбрать современный нагревательный агрегат и правильно его подключить.

В том случае, когда она окажется недостаточной, на внутренних стенках дымовых труб для твердотопливных котлов будет оседать сажа, постепенно забивая проход и не давая таким образом газам выйти наружу в полном объеме. Если проблему не исправлять, продуктов горения будет оседать все больше, и рано или поздно настанет момент, когда они пойдут внутрь дома, что чревато отравлением жильцов.

Данное явление возникает за счет разности температур и атмосфер, когда воздух стремится в зону пониженного давления. Силу тяги можно частично повысить за счет принятия грамотных конструкторских решений, ведь она зависит от следующих факторов:

  • длина вертикального участка;
  • количество поворотов и загибов, и угол их наклона.

Их число в целом не ограничивается какими-либо правилами. Но стоит помнить о суммарной величине горизонтальных проекций всех наклонных поверхностей от оси входа из котла в дымоход (по нижней точке) до оголовка на крыше (в верхней). Сумма не может превышать двух метров. Оптимальная высота дымоотвода от колосника до оголовка — 5 м, при наличии горизонтальных участков, уклон которых доходит до 45º, высоту увеличивают на число их продольных проекций.

В общем случае, чем прямее шахта, тем лучше проходимость отходящих газов, стабильнее тяга, и наоборот. Поэтому так важно не допускать переходов под углом 90°. В исключительных случаях разрешается использование одного перехода. А горизонтальный участок должен составлять не более 1 м.

Объективные параметры для расчета мощности

Чтобы рассчитать, какой мощности должно быть оборудование, необходимо учитывать массу параметров. Практически все они имеют математическое выражение и участвуют в формуле, дающей точные показатели мощности твердотопливных котлов.

К параметрам, которые необходимо учитывать, относится:

  1. Объем помещения (V куб.м). Наверняка вы знаете площадь своего дома и высоту потолков.
  2. Разница t °С между желаемой домашней и ожидаемой уличной в самый холодный период и (ΔT °С). Рассчитывается индивидуально от ваших предпочтений и климата региона:
    • хотите в доме 22 °С – (- 28 февральских градусов)=50 °С. Именно этот показатель необходимо будет подставить в основную формулу расчета, которую мы приведем ниже.
  3. Коэффициент тепла, который теряется по разным причинам (К). Общепринятые величины, определенные опытным путем. Выберите из предложенного списка, подходящую для вашего дома:
    • 3-4 – деревянный дачный домик без дополнительных утеплителей (кирпича или пенопласта);
    • 2-2,9 – деревянная постройка с теплоизоляцией или дом со стенами в один кирпич, а окна одностекольные;
    • 1-1,9 – сооружение со стенами из двух кирпичей, двойными стеклами окна и крышей без утепления;
    • 0,6-0,9 – современный вариант постройки: двойные стеклопакеты, теплоизоляция стен, крыши и пола.
  4. Число, позволяющее перевести полученный показатель в кВт – 850.

Как видите, необходимо посчитать только две величины: внутренний объем дома и разницу температур. Остальные показатели готовы к применению. Теперь можем определить главный показатель – мощность котла (Q кВт/ч).

Формула для расчета мощности котла

Узнайте вышеперечисленные параметры, и останется только подставить их в формулу:

V*ΔT*K/850 = Q

Например, у вас дом постройки конца 90-х с площадью 150 кв.м и потолками 3 м (объем = 450). И считаете комфортной температуру 22 градуса (разница рассчитана выше). Тогда ваше определение мощности котла будет выглядеть так:

450*50*1/850 = 26,47 кВт/ч

Этот показатель может быть окончательным, если нет других факторов, например, использования части тепла для нагрева воды, подогрева пола. Иначе потребуется выбирать котел для отопления с большей мощностью, нежели расчетная.

Существует и более простой расчет, но менее точный. Вам даже не потребуется сложные вычисления. Принято считать, что для 10 кв.м площади, необходимо 1,3 кВт мощности отопительного котла. Следовательно, при той же площади в 150, можно составить такую формулу:

150*1,3/10 = 19,5 кВт/ч

Как видите, разница с более сложными расчетами равна почти 7 кВт. Конечно, ваше право определить для себя, какую необходимую мощность считать верной и купить котел для твердого топлива, исходя из собственных умозаключений.

Если вы уверены, что зима будет мягкой, или работаете над первосортным утеплением дома, то можно рассчитать мощность отопительного котла и упрощенным способом. Если же покупкой теплового оборудования меньшей мощности просто хотите сэкономить денег, то рискуете получить в доме не более 15°С.

Формула расчета мощности котла с подключением к бойлеру

Часто консультанты магазинов рекомендуют накинуть еще 30% к мощности оборудования. Следовательно, необходимо купить котел для твердого топлива с мощностью 34,4 кВт/ч (26,47+30%). Насколько это верно? Ниже мы даем расчет объективных кВт для нагрева воды.

Qв = с*m*Δt

В данной формуле, как и при расчете мощности котла только для отопления, используются понятные всем показатели:

  • константа теплоемкости воды (4200 Дж/кг*К) – с;
  • масса воды, которая требует нагрева (кг) – m;
  • разница t °С воды в водопроводе и бойлере.

Берем за пример все тот же дом с отоплением котлом мощностью 26,47 кВт. Именно к этому показателю мы прибавим новый.

Один показатель у нас неизменный (с). Объем воды: семья из 2-х человек в среднем расходует в день 400 кг воды (с установленной ванной). Этот показатель может быть значительно меньше, если ванна наполняется не каждый день. Однако мы возьмем больший, для понимания возможных потребностей вашей семьи, т.е. именно 400 кг.

Разница температур рассчитывается просто. Температура воды в бойлере, как правило, 80°С. Остаточная вода в трубах водоснабжения – 10-12 °С. Соответственно, разница равна 68 градусам.

Расчет:

4200*400*68 = 114240000 Дж/кг*К

Переводим в кВт = 31,73

Как видите, показатель не совсем 30%. И потребуется котел отопления 68,2 кВт (26,47+31,73). Однако, как уже было сказано, взят максимальный расход воды. Возможно при меньшем, будет достаточно и 30% увеличения показателя.

Вывод из приведенного примера! Нельзя полагаться на рекомендации человека, который не знает потребности в горячей воде вашей семьи.

Защита от перегрева теплоносителя

Одна из бед твердотопливных котлов — возможность перегрева теплоносителя. Если не принять меры заблаговременно, даже обнаружив закипевший теплоноситель, вы немногое можете сделать: затушить котел не самая простая задача. Поэтому эту проблему надо решать аппаратными методами.

Не так просто остановить нагрев ТТ котла

Защита от перегрева теплоносителя

Первый способ — охлаждение теплообменника

Один из способов не допустить закипания теплоносителя — охладить теплоноситель. Для этого при обвязке твердотопливного котла делают два контура — один для отвода перегретого теплоносителя в канализацию, второй — для добавления холодной воды в перегретый теплоноситель. Этот вариант возможен, только если в системе отопления у вас вода (не антифриз), а также в котлах со стальными теплообменниками (чугунный теплообменник при резком перепаде температур может лопнуть). Реализуется эта схема обвязки на основе клапана аварийного охлаждения.

Обвязка ТТ котла с защитой от перегрева с клапаном аварийного охлаждения теплообменника

Удобно это сделать с четырехходовым клапаном, с выносным погружным датчиком температуры. К одному его входу подключается подача котла, противоположный выход выводится в канализацию — это магистраль для сброса закипевшего теплоносителя. К другой паре входов подключается отвод от обратки и труба подачи холодной воды из водопровода — это магистраль добавления холодной воды в теплоноситель. Обратите внимание, холодная вода подмешивается в обратку после циркуляционного насоса, перед котлом.

Защита от перегрева теплоносителя

Эта обвязка твердотопливного котла работает только при наличии давления в системе водоснабжения. Если у вас холодное водоснабжение сделано из скважины или колодца, при отсутствии электричества она будет неработоспособной. Чтобы обезопасить себя и на этот случай, в систему добавляют мембранный бак с холодной водой. Чтобы вода из гидроаккумулятора не попадала в систему, устанавливают обратный клапан (на схеме ниже прямоугольник со стрелкой).

Добавить мембранный бак с холодной водой для аварийного охлаждения теплообменника в твердотопливном котле

Задачу свою эта схема выполняет — сбивает температуру в котле при аварийной ситуации. Если при этом принять меры дополнительно по снижению интенсивности горения (перекрыть задвижки, ограничив доступ воздуха), то локализовать проблему можно быстро. Но есть и недостатки: в систему попадает «свежая» вода — это новая порция кислорода, новые соли, которые осядут внутри. По сравнению с последствиями закипания теплоносителя это мелочи, но все же…

Второй способ — подмес теплоносителя из обратки в подачу

Защита от перегрева теплоносителя

Этот способ позволяет делать обвязку пластиковыми трубами (ПВХ), ставить их можно только после узла подмеса. Эта схема обвязки очень напоминает описанную в предыдущем пункте — для борьбы с конденсатом. Разница в том, что смесительный трехходовой клапан устанавливается другой: он срабатывает на превышение температуры. Также ставится он на трубопроводе подачи (всегда открытый вход направлен в сторону системы отопления).

Схема подключения твердотопливного котла трубами ПВХ

На клапане выставляете тот предел, который длительное время выносят ваши трубы или другое оборудование. При превышении температуры в подаче выше нормы, открывается подача остывшего теплоносителя из обратки. Закрывается подача когда температура понизится. Таким простым способом удается избежать попадания перегретого теплоносителя в систему.

Как видите, один способ охлаждает теплообменник, второй защищает элементы системы. В идеале их используют совместно.

Защита от перегрева теплоносителя

Схема подключения котла

Обвязка с теплым полом, теплоаккумулятором и батареями

Схема подключения твердотопливного котла выбирается исходя из его мощности, этажности и площади здания. Приоритет отдается однотрубной или двухтрубной конструкции

Подключение ТТ котла может быть произведено одним из следующих способов:

Схема подключения котла
  • прямая с замкнутым контуром (ленинградка);
  • с трехходовым клапаном;
  • с теплым полом и батареями;
  • с нагревательным баком и аккумулирующим резервуаром.

При установке системы отопления следует каждый радиатор, если это не предусмотрено его конструкцией изначально, дополнить краном Маевского для стравливания воздуха. Кроме этого нужно учитывать, что при нагревании вода расширяется. Чтобы предотвратить образование повышенного давления в системе, ее нужно оборудовать герметичным расширительным баком.

Отопление дома твердотопливным котлом

Отопление дома твердотопливным котлом является сегодня актуальной задачей. Это связано с тоем, что энергоносители дорожают с каждым днем, да и являются не всегда доступными, чего нельзя сказать о твердом топливе.

Так как коттеджное строительство сейчас на подъеме, люди все чаще задаются вопросом отопления своих коттеджей. Газ в дома такого типа проводят не сразу, и иногда это затягивается на длительное время, а дизельное топливо или электричество достаточно дорого стоит.

Отопление дома твердотопливным котлом

Естественно, можно пользоваться обычной дровяной печью или камином, но они обладают минимальной теплоотдачей, и вы будете вынуждены все время за ними следить. Установить твердотопливный котел – это оптимальное решение данной проблемы. Твердотопливные котлы можно топить углем, дровами, торфом или специальными древесными топливными гранулами. Отапливать дом при помощи твердотопливного котла – это очень легко в плане обслуживания и временных затрат связанных с этим. Нужно, всего-навсего, время от времени подкидывать топливо.

Твердотопливные котлы бывают классическими и пиролизными. В котле традиционного типа в виде теплоносителя выступает вода, которая нагревается во время сгорания топлива. После этого, уже нагретый теплоноситель распространяется по отопительной системе, тем самым нагревая дом. В пиролизных котлах, они еще называются газогенераторными, принцип работы заключается в сухой перегонке топлива.

Под действием высокой температуры (200 – 800 ºC) в низкокислородной среде, происходит разложение дерева и выделение пиролизного газа. Когда данный газ контактирует с кислородом, он загорается, и это сопровождается выделением большого количества теплоты. В газогенераторном котле, наблюдается увеличение интервала подбрасывания топлива в два раза, если сравнивать с обычным, а КПД может достигать 90%. Кроме этого, в таком котле топливо сгорает полностью.

Ещё котел может зависеть от стороннего притока энергии, а может не зависеть. Энергозависимые котлы нуждаются во внешнем источнике электричества, поскольку они могут быть оборудованы электрической панелью управления, также в них может быть установлен вентилятор, чтобы нагнетать воздух. Благодаря этому, система циркуляции воздуха значительно упрощается.

Отопление дома твердотопливным котлом

Подведя итог, можно сказать, что твердотопливный котел вполне может использоваться как основной источник тепла, так и резервный. Несмотря на то, что такой котел требует постоянного обслуживания, он может оказаться единственным доступным решением в отдаленных уголках нашей страны. А доступное и недорогое топливо для него позволяет использовать такие котлы во всех видах загородных домов.

Лучшие классические твердотопливные котлы

ZOTA Дымок-М АОТВ-18М 18 кВт

Бюджетный вариант, оборудованный варочной съемной панелью, благодаря чему идеален для частного дома или дачного домика.

Съемные поверхности позволяют быстро загрузить топливо, глубокая топка вмещает массивные поленья до 58 см в длину.

Лучшие классические твердотопливные котлы

Конструкция дверцы зольника исключает попадание воздуха.

Процесс горения легко контролируется. Тепловой мощности при полной загрузке хватает на 7 часов при общей площади помещения до 120 кв.м.

Поддерживает давление в 3 атм и температуру теплоносителя до 95 градусов. Расход дров составляет чуть меньше 8 кг/час, бурого угля – 6 кг/час.

Технические характеристики:

  • Контуры: одноконтурный;
  • Энергонезависимость: да;
  • Камера сгорания: открытая;
  • КПД: 70%;
  • Размещение: напольное;
  • Тип топлива: дрова, уголь.

Плюсы

Лучшие классические твердотопливные котлы

Минусы

ZOTA Енисей 18 18 кВт

Простой в установке и обслуживании одноконтурный котел способен обогреть помещения общей площадью до 150 кв.м.

Потребляет не только дрова и уголь, но также и топливные брикеты.

Уплотнители на дверках и система нагнетания воздуха позволяют регулировать интенсивность горения и температуру соответственно.

В камере сгорания помещаются брикеты и поленья длиной до 60 см.

Лучшие классические твердотопливные котлы

Особенность конструкции заключается в размещенной под углом топочной дверцы.

В совокупности котел обеспечивает до 8 часов работы при полной загрузке топки.

Однако обладает не самыми высокими показателями КПД и средними показателями экономичности.

Технические характеристики:

  • Контуры: одноконтурный;
  • Энергонезависимость: да;
  • Камера сгорания: открытая;
  • КПД: 70%;
  • Размещение: напольное;
  • Тип топлива: дрова, уголь, угольные и древесные брикеты.

Плюсы

Лучшие классические твердотопливные котлы
  • плотная дверца;
  • глубокая топка;
  • варочная панель;
  • невысокая стоимость.

Минусы

Теплодар Куппер Практик 8

Классический одноконтурный агрегат, работающий как на классическом угле и дровах, так и на торфяных брикетах.

Оснащен термометром, позволяющим контролировать температуру.

Мощности устройства хватает на небольшие площади до 80 кв.м. Оптимален для небольших частных домов и дачных домиков.

Лучшие классические твердотопливные котлы

Отличается крупным дымоходом 11,5 см в диаметре. Модель выполнена из качественных материалов и соответствует современным стандартам качества.

Стальной корпус позволяет длительно удерживать тепло.

Комплектацией не предусмотрен терморегулятор, при необходимости докупается отдельно.

Технические характеристики:

  • Контуры: одноконтурный;
  • Энергонезависимость: да;
  • Камера сгорания: открытая;
  • КПД: 85%;
  • Размещение: напольное;
  • Тип топлива: дрова, уголь, торфяные брикеты.

Плюсы

Лучшие классические твердотопливные котлы
  • стоимость;
  • равномерное распределение тепла;
  • компактность и вес.

Минусы

  • не хватает мощности для двухэтажных строений;
  • нагревается корпус.

Лучшие твердотопливные котлы длительного горения

Stropuva Mini S8 8 кВт

Яркий котел на твердом топливе с предохранительным клапаном, мощностью 8 кВт. Подходит для отапливания помещения в

80 м2. Топливо горит до двадцати часов, температуры хватает на всю ночь.

Характеристики:

  • тип прибора — твердотопливный котел;
  • вид горения — длительное;
  • контуры — одноконтурный;
  • мощность — 8 кВт;
  • площадь — 80 м2;
  • размещение — напольное;
  • энергонезависимость — да;
  • управление — механика;
  • камера сгорания — открытая;
  • топливо — дрова, древесные брикеты;
  • предохранительный клапан — есть;
  • термометр — да;
  • вес — 145 кг;
  • цена — 53000 рублей.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Важнейшими показателями при выборе твердотопливных котлов длительного горения с встроенным водяным контуром являются:

  1. Доступность необходимого топлива.
  2. Уровень мощности прибора — зависит от площади обогреваемых помещений и требуемого температурного режима теплоносителя.
  3. Тип тяги, создаваемой внутри топочной камеры. Может быть принудительно или естественной. Данный параметр влияет на возможность размещения в конкретном помещении и уровень производительности котла.
  4. Коэффициент полезного действия. Будет зависеть от типа используемого горючего, особенностей конструкции и используемого дополнительно оборудования (наличие или отсутствие вытяжки, автоматизации подачи топлива и т.п.).
  5. Материал теплообменника — обычно это чугун или сталь — влияет на показатели надежности устройства и характеристики теплотехники.
  6. Тип расположения водяной рубашки — важен для того, чтобы верно определить место установки котла с точки зрения правил пожарной безопасности.
  7. Вес агрегата — является важным фактором для опредения основания, где будет располагаться котел. Оно должно быть достаточно прочным и не подлежать деформации.
  8. Метод загрузки горючего и габариты камеры сгорания важны для определения цикла использования агрегата и возможности настройки его автоматизированного обслуживания.
  9. Конструктивные особенности зольника и его доступность будут влиять на удобство выполнения работ по обслуживанию и профилактике котла.
  10. Уровень стоимости — зависит от сочетания перечисленных выше факторов и репутации марки изготовителя оборудования.