Схемы подключения твердотопливного (ТТ) котла

Особенности твердотопливных котлов

При подключении ТТ котла приходится решать два вопроса:

• Как избежать перегрева теплоносителя в системе.
• Как добиться меньшего периода загрузки топлива и более стабильной температуры в доме.

Связано это с особенностью работы традиционных ТТ котлов, их высокой инерционностью. После того как закладка топлива разгорится, можно только немного (манипулируя заслонками) изменять интенсивность горения. На пике, если объем системы небольшой, теплоноситель вполне может закипеть. Это может привести к выходу из строя как самого котла (один из вариантов), так и элементов системы. Потому решение этой проблемы — первоочередное.

Визуализация — отличная вещь. Сразу становится понятнее, как все подключать

Обеспечение стабильной температуры в дома — тоже важная задача, как и увеличение промежутка между необходимыми топками. Всем хочется тепла и комфорта. И их можно обеспечить.

Еще одна особенность твердотопливных котлов — образование конденсата. Он выпадает на стенках теплообменника, когда температура в обратке падает примерно до 30°C. Конденсат — очень едкая жидкость, которая разъедает даже прочные материалы, значительно сокращая срок эксплуатации котла (на 5-7 лет). Поэтому борьба с конденсатом тоже важна. Для этого тоже есть решение и не одно.

Что такое твердотопливные котлы, и каковы принципы их работы

Казалось бы, что отопление дома твердым топливом (дрова, уголь, торф) в 21 веке исчезнет из употребления. Но это утверждение оказалось преждевременным: сегодня еще многие современные дома топятся этими энергоносителями. Конечно, для обогрева помещения используется не старая каменная печь, а современные отопительные котлы на твердом топливе.

Котлы длительного горения на твердом топливе

Эти теплогенераторы могут работать на разном типе энергоносителя:

• угольные пеллеты;
• дрова;
• обычный каменный уголь;
• торфяные пеллеты.

Принцип действия твердотопливного котла довольно прост: какой-либо из вышеприведенных энергоносителей загружается в топочный отсек котла и поджигается. Тепло от горения нагревает воду, которая, циркулируя по трубам, обогревает дом. Такие котлы отопления на дровах длительного горения отличаются рядом негативных особенностей:

• коротким периодом горения (2-8 часов);
• необходимостью убирать золу;
• необходимостью регулярно подкидывать в топку новые порции энергоносителя.
• невысоким КПД.

Схематическая зарисовка – принцип работы твердотопливного котла отопления

Избавиться от этих недостатков удалось с разработкой принципиально новых твердотопливных теплогенераторов, которыми являются котлы длительного горения на твердом топливе. Разделяют их на два типа:

• пиролизные;
• котлы верхнего горения.

На что обратить внимание при выборе?

При выборе ТКДГ основное внимание следует уделить следующим характеристикам:

• Вид топлива. Агрегаты могут быть рассчитаны на конкретное топливо или быть универсальными. Основные варианты: уголь, дрова, торф, пеллеты.
• Мощность котла. Она определяет отапливаемую площадь. Для бытовых нужд, обычно, не превышает 100 кВт.
• Количество контуров: одноконтурный или двухконтурный.
• Объем загрузочной камеры. От него зависит длительность работы без новой загрузки топлива.
• Экономичность, т.е. расход топлива. Основной показатель – КПД.
• Долговечность или срок службы.
• Систем управления: электронная или механическая.
• Безопасность. Должны быть предусмотрены важнейшие системы защиты.
• Стоимость.

Следует также обратить внимание на материал корпуса и топочной камеры, способ загрузки (ручной, автоматический, полуавтоматический), энергозависимость, массу и габариты.

Эксплуатация твердотопливных котлов

Котлам, которые работают на твердом топливе, нужна регулярная чистка, но только при условии, когда котел уже совсем остыл. Чистка проводится с использованием специальных инструментов для чистки, которые поставляются в комплекте с твердотопливным котлом. Одно из главных правил это – первый розжиг должен проводится на максимальной мощности в течении одного часа, при условии хорошего проветривания и не менее главное, первый запуск котла должен делать специалист-монтажник для правильной и эффективной работы оборудования. Правильная эксплуатация твердотопливных котлов с учетом всем инструкций, дает Вам не только эффективно расходовать тепловую энергию, а и полностью обезопасить себя и семью от возникновения опасных ситуаций. Воспользуйтесь возможностью получить качественную консультацию от монтажников, которые проводят установку и настройку приборов. Их рекомендации по эксплуатации дадут Вам возможность обеспечить безопасную, правильную и эффективную работу Вашего твердотопливного котла.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.

Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.

Фабричные изделия могут стоить дороже, но на них предоставляют официальные гарантии

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.

В чём секрет длительного сгорания топлива

Современные твердотопливные котлы способны работать без подзагрузки несколько дней. Все будет зависеть от выбранной программы работы, конструкции котла. В каждом из котлов, независимо от того, является он двухконтурным или одноконтурным, имеется двойная камера для сгорания, которая оснащена герметичной дверцей и специальной системой вентиляции. Когда в первую дверцу закладывается топливо, то системой вентиляции начинает нагнетаться воздух, что даёт возможность обеспечить нормальный процесс горения.

Когда топливо разогрелось до оптимальной температуры, начинает срабатывать система вентиляции, которая вытягивает воздух из топки, пока его объём не достигнет минимальных показателей. Из-за минимального количества кислорода топливо перестаёт гореть, а только тлеет, что делает процесс горения более продолжительным.

Если происходит горение при низком содержании кислорода, твёрдое топливо выделяет древесный газ – пиролиз. Для него предусмотрена вторая камера, где газ воспламеняется и горит, обеспечивая дополнительную теплоотдачу. В различных моделях древесный газ по-разному переходит в отдельную камеру сжигания. В одних через обычный колосник, а в других – через специальную горелку. Иногда можно услышать, что твердотопливный котёл называют газогенераторным оборудованием, из-за сжигания пиролизного газа.

Из-за того, что в колах установлен электронный контроллер регулировки мощности, появляется возможность подавать воздух в камеру сгорания по установленному режиму. Также в сферу контроля электронной системы входит и циркулярный насос, если он предусмотрен в отопительном оборудовании. Для пользователя необходимо только задать нужные параметры температуры, а автоматика проведёт отопление самостоятельно.

Вариант обвязки с буферной емкостью

Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).

Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.

Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем

Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос. Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.

Справка. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.

Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, потребуется мощность в 2 раза выше расчетной. Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.

Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:

Принцип действия пиролизных твердотопливных котлов

Как уже отмечалось, одним из недостатков агрегатов традиционного исполнения является их малый КПД. Проблема может быть устранена при установке пиролизного котла, в котором реализуется принцип так называемого двойного сгорания. Он заключается в том, что при некотором (искусственно создаваемом) недостатке воздуха, требующегося для горения топлива, конечным продуктом сгорания является не диоксид углерода СО2, а угарный газ СО, сам являющийся горючим газом.

В совокупности с паром, который всегда выделяется перед началом устойчивого горения топлива, он образует генераторный газ, который, во-первых, поддерживает процесс сгорания, во-вторых, повышает температуру в топочной камере, и, в третьих, увеличивает продолжительность сгорания порции топлива. Пиролизные котлы разработаны, главным образом, под дрова и пеллеты, поскольку из всех видов твёрдого топлива именно они обладают наименьшей теплотворной способностью.

Он состоит из следующих стадий:

• Предварительного подсушивания дров подогретым воздухом, принудительно подаваемым в камеру вентилятором;
• Дегазации дров, с выделением генераторного газа;
• Последующим сжиганием генераторного газа в камере сгорания;
• Нагревом теплоносителя, заключённого в зазоре между внешней и внутренней стенками.

Необходимо отметить, что длительность сгорания в пиролизном котле значительно увеличивается. Связано это с неодинаковостью по времени происходящих реакций дегазации и сгорания: вначале, при температурах, превышающих 2500С, происходит только дегазация летучих компонентов: смол, масел и т.п., далее – при достижении температуры более 600…6500С (зависит от вида древесины) начинается процесс превращения твёрдого углерода в древесный уголь, и затем – уже при температурах до 8500С – сжигание последнего. В результате достигается более полное сгорание топлива и увеличиваются интервалы времени между его загрузкой.

Рис. 3 Котёл длительного горения

При всей своей экономичности пиролизные котлы обладают двумя особенностями: для привода вентилятора они требуют электрической энергии (а потому автономными считаться уже не могут), а также нуждаются в более серьёзных приборах автоматики, поскольку угарный газ СО чрезвычайно ядовит. С этим связано и более тщательное обустройство дымохода.

Пеллетный котел

Данный тип котлов способен максимально долгий отрезок времени работать в автономном режиме, поэтому пользуется большой популярностью у потребителей. Время его автономной работы напрямую зависит от величины размеров бункера — резервуар может вмещать от минимальных 20 кг и до нескольких тонн гранул. Поэтому рационально выбрать модели с вместительным бункером, чтобы сократить число закладок топлива.

Плюсы:

• высокий КПД;
• экономичность;
• автоматическое управление (при наличии электричества оборудование самостоятельно подсыпает топливо в топку с помощью шнека);
• нет необходимости в частой чистке, поскольку топливо сгорает практически полностью.

Пеллетный котел

Минусы:

• достаточно высокая стоимость;
• энегрозависимость;
• требуется топливо высокого качества (целые малозольные пеллеты), в противном случае горелка очень быстро забивается.

Особенности монтажа

Твердотопливные котлы не относятся к числу экологически чистого оборудования, для их установки нужна котельная. При монтаже соблюдают ряд правил:

• от топки до стены следует оставлять минимум 1 метр свободного пространства;
• в полуметре от пола и максимум в 40 сантиметрах от потолка нужно оборудовать вентканалы;
• в котельной не должно быть горючих веществ;
• перед топкой следует настелить металлический или асбестовый лист не меньше 50 на 70 см размером;
• над котлом оборудуют дымоход. Рекомендуемые параметры дымохода есть в инструкции котла.

Дымоход твердотопливного котла

В трубе дымохода следует предусмотреть ревизионные люки для очистки от сажи. На стыке с котлом устраивают конденсатосборник. Части металлической трубы, находящиеся в холодных помещениях (неотапливаемый чердак и др.) нужно обмотать теплоизоляционным материалом для защиты от конденсации и обледенения.

Теплоизоляционный материал для дымоходов – базальтовая вата. Все остальные утеплители в той или иной степени горючи.

Особенности топки брикетами

Теперь подробнее остановимся на том, как правильно топить твердотопливный котел брикетами. Растопка выполняется тем же методом, что и при использовании угля. При этом важно учитывать, какими брикетами вы топите. При использовании «евродров» растопка выполняется щепой и специальными мелкими брикетами для розжига. Если они отсутствуют, то можно просто измельчить обычные брикеты. В случае использования торфяных брикетов растопку выполняют щепой и мелкими дровами.

Первая закладка брикетов выполняется после образования стабильного пламени и достаточного прогрева котла. Древесные брикеты («евродрова») закладываются вначале слоем 10-15 см. Когда он достаточно хорошо разгорится, закладывается слой брикетов толщиной 15-20 см. Первый слой торфяных брикетов должен быть меньше — порядка 5-6 см. В дальнейшем они также закладываются толщиной 15-20 см. Поддувало при каждой новой закладке топлива обязательно следует закрывать. Открывают его только после завершения загрузки брикетов и запирания топочной дверцы. При этом нужно установить поддувало в правильное положение для создания оптимальной тяги.

В процессе горения может возникнуть необходимость перемешивать брикеты в топке. Не стоит делать это слишком часто, чтобы не охладить топку. Перемешивание нужно выполнять аккуратно, не допуская резких движений, чтобы не допустить подъема в воздух брикетной пыли и ее попадания в помещение.

Важно определиться, какими брикетами лучше топить твердотопливный котел. «Евродрова» изготавливаются из растительного сырья. Основу этих брикетов составляют сухие древесные опилки. Также в их состав может входить шелуха злаковых и семян. Этот вид топлива по своим свойствам мало отличается от обычных дров, но дает более высокий КПД и медленнее прогорает. При горении не образуется большого количества сажи. Эти особенности делают древесные брикеты оптимальным вариантом для отопления дома или бани.

Торфяные брикеты при горении выделяют много золы, что приводит к быстрому загрязнению колосников и зольника, а также загрязняет помещение, в котором установлен котел. Поэтому данный вид твердого топлива не рекомендуется к использованию для отопления жилых объектов. Преимуществом топливных брикетов является их меньшая цена. Кроме того, прогорают они медленнее древесных.

Лучшие пиролизные модели

Конструкция таких котлов подразумевает наличие дополнительной камеры для сгорания пиролизного газа, образующегося в процессе сгорания топлива. Ее располагают в верхней части устройства.

Имейте в виду! Пиролизным котлам дополнительно нужна электроэнергия, питающая вентилятор, который засасывает воздух, необходимый для поддержания процесса горения.

Цены на такие модели выше в сравнении со стоимостью традиционных котлов, но затраты окупаются сокращением теплопотерь и высоким КПД.

Буржуй-К МОДЕРН-12

Буржуй-К МОДЕРН-12 — усовершенствованная модель твердотопливного котла с повышенной безопасностью, легкостью в применении и длительностью горения.

Одноконтурное пиролизное устройство отличает высокий коэффициент полезного действия, показатель которого превышает 90 %.

В сравнении с электрическим или твердотопливным котлом является наиболее экономичным вариантом.

В верхней части топочного пространства находится прослойка из шамотного кирпича, в комплексе улучшающая все тепловые показатели.

Котел рекомендуется для использования в помещениях средней и большой площади.

Ключевые параметры:

• мощность — 12 кВт;
• рекомендованная площадь отопления — 120 кв. м;
• КПД — 92 %;
• вид топлива — уголь, пеллеты, дрова, древесные брикеты, торф;
• температура теплоносителя (max) — 95 °С;
• давление воды в контуре (max) — 4,5 бар.

Преимущества

• долгое время автономной работы;
• неприхотливость к дровам;
• регулирование скорости горения;
• высокий КПД;
• экономичность.

Недостатки

• быстро загрязняется сажей и золой;
• высокая стоимость.

Везувий Эльбрус-10

Везувий Эльбрус-10 — наиболее выгодный вариант обогрева небольшого загороднего дома, оборудованного системой водяного отопления с естественной или принудительной циркуляцией.

Одноконтурный котел может работать как в открытых, так и закрытых системах отопления.

Он подходит для использования в умеренных и холодных климатических зонах. Работает Эльбрус-10 на твердом топливе разных видов.

В котле предусмотрена возможность установки блока электрических нагревательных элементов. В комплект входят кочерга и совок.

Ключевые параметры:

• мощность — 10 кВт;
• рекомендуемая площадь отопления — 100 кв. м;
• КПД — 85 %;
• вид топлива — уголь, дрова;
• температура теплоносителя (max) — 95 °С;
• давление воды в контуре (max) — 3 бар.

Преимущества

• хорошая герметичность чугунных дверец;
• продуманная конструкция теплообменника с удобным доступом к внутренним поверхностям для чистки;
• универсальное подключение к системе отопления (с левой или правой стороны);
• базальтовая термоизоляция водяного контура;
• 8 часов горения на одной закладке топлива.

Недостатки

• нет блока ТЭН (установка предусмотрена опционально);
• мощности может быть недостаточно для квадратных метров, заявленных производителем.

Буржуй-К МОДЕРН-24-2К

В двухконтурном котле Буржуй-К МОДЕРН-24-2К применен специальный шамотный камень, обеспечивающий снижение теплопотерь при более эффективном сжигании топлива.

Модель отличает также усиленная внутренняя конструкция с применением огнеупорных материалов и жаропрочной нержавеющей стали.

Футеровочные элементы легко снимаются, что дает простой доступ для чистки и замены деталей по мере их естественного износа.

При необходимости котел можно оборудовать контурами горячего водоснабжения и термической разгрузки.

Ключевые параметры:

• мощность — 24 кВт;
• рекомендуемая площадь отопления — 250 кв. м;
• КПД — 92 %;
• вид топлива — уголь, пеллеты, дрова, древесные брикеты, торф;
• температура теплоносителя (max) — 95 °С;
• давление воды в контуре (max) — 4,5 бар.

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.