Котлы отопления на твердом топливе: обзор, особенности

Котлом принято называть печь, предназначенную для работы в качестве основного узла системы водяного отопления и снабженную теплообменником для жидкого теплоносителя. Котлы отопления на твердом топливе - отличное решение для загородного дома в местности, где нет газификации. Универсальные, экономичные и пожаробезопасные системы отопления, построенные на основе твердотопливного котла, обеспечат в доме тепло, горячую воду и создадут уют. И все это по разумной цене.

Виды отопительных котлов по источнику энергии

Кроме очевидных преимуществ проживания за городом, на владельца загородного дома ложится и немалая ответственность - в том числе за тепло в доме. Для систем отопления и горячего водоснабжения применяют системы следующих видов:

• Электрические.
• На жидком топливе.
• Газовые.
• На твердом топливе.

Каждый из классов обладает своими преимуществами и недостатками. Решение по отоплению частного дома котлом на твердом топливе отличается наибольшей универсальностью по применяемому топливу, высокой автономностью и наименьшей стоимостью киловатта тепла. Кроме того, атмосферные системы с естественной циркуляцией теплоносителя не зависят от перебоев в сети электроснабжения. Если в вашей местности нет централизованного газоснабжения, имеет смысл рассмотреть котлы отопления на твердом топливе.

Виды твердого топлива

Наиболее широко используется такое твердое топливо для котлов отопления, как:

• Дрова.
• Уголь.
• Торф.
• Брикеты (евродрова).
• Пеллеты.

Каждый вид топлива обладает своими недостатками и преимуществами, причем многие из них обуславливаются географическими и экономическими особенностями того или иного региона. При выборе устройства надо обязательно подумать о том, каким топливом он будет топиться и оценить экономическую эффективность того или иного выбора.

Производители выпускают котлы отопления на твердом топливе как оптимизированные для какого-либо определенного вида топлива, так и универсальные.

Дрова

Это самый древний вид топлива, освоенный человечеством. Следы первобытных костров находят на стоянках, датируемых несколькими десятками тысяч лет тому назад.

Сегодня шире всего применяются березовые и осиновые дрова. Реже - ольха, дуб и дрова деревьев хвойных пород. Березовые дрова - лидер по теплотворной способности, но содержат много дегтя. Сгорая, он превращается в сажу, забивающую дымоход. Осина дает меньше тепла, но зато дымоход приходится прочищать существенно реже. Дубовые дрова дают много тепла и долго горят, но слишком дороги для постоянного использования. Ольховые дрова дают приятный запах, поэтому их чаще сжигают в открытых каминах. Дрова деревьев хвойных пород неплохи по теплотворной способности, но содержат очень много смол, и образующаяся сажа забивает дымоход еще быстрее, чем при сжигании березовых дров.

Преимущество дров заключается в их доступности и малом количестве пыли и грязи при использовании. Недостаток - дрова могут отсыреть, что может существенно снизить их топливную эффективность или даже сделать топку невозможной.

Уголь

Уголь широко применяется для отопления. Топят как каменным углем, так и бурым.

В каменном угле высокое содержание углерода, он обладает высокой теплотворной способностью и дает мало золы и шлаков. Бурый уголь - менее качественный, содержит много примесей, дает меньше тепла и больше образует газов, золы и шлаков. Его единственное преимущество - относительная дешевизна.

Уголь не отсыревает и обладает высокой теплотворной способностью, в полтора-два раза выше, чем у дров. Недостаток угля - пыль и грязь при его использовании.

Торф

Торф добывают на болотах, подвергают сушке и прессуют в брикеты.

Обладает средней теплотворной способностью, горит с выделением большого количества дыма. Применяется в регионах, где мало лесов, зато есть болота.

Брикеты

Это спрессованные опилки размером с небольшой кирпич, подвергнутые обработке в сушильных камерах. Отличаются высоким тепловыделением и способностью к длительному равномерному горению.

Пеллеты

Имеют вид небольших спрессованных гранул из древесных опилок, их размер оптимизирован для механической подачи из бункера.

Твердотопливные котлы

Системы для водяного отопления на твердом топливе применяются человеком еще с античных времен. Сам котел был медным, трубки теплого пола - керамическими, камера сгорания представляла собой просто пространство под котлом. Физико-химическая основа работы устройства представляла собой простой процесс горения дров или торфа. За прошедшие тысячелетия конструкция котла заметно усложнилась, стали применяться новые материалы и физико-химические процессы, число изобретений и патентов исчисляется сотнями.

Современный котел отопления для дома на твердом топливе представляет собой высокотехнологичный агрегат с коэффициентом полезного действия, доходящим до 80%.

В зависимости от вида применяемого топлива твердотопливные системы подразделяются на:

1. Дровяные и угольные. Теплотворная способность угля примерно в полтора раза выше, чем у дерева массовых сортов. Температура сгорания угля также существенно выше. Конструкции дровяных и угольных котлов различаются несущественно, в основном они сводятся к различиям в системах загрузки топлива и удаления золы и шлаков.
2. Универсальные. Большинство устройств относятся именно к этому классу. Более того, у многих моделей предусмотрена возможность установки отдельно приобретаемой газовой горелки или горелки на жидком топливе.
3. Торфяные (брикетные).
4. Пеллетные. Пеллетный котел снабжен бункером для хранения запаса топлива и механической системой подачи пеллет в камеру сгорания. Он управляется системой автоматики, поддерживающей заданные параметры температуры теплоносителя или температуры в помещениях.
   
   Такой котел отличается наибольшей автономностью среди всех видов твердотопливных устройств и может работать без вмешательства владельца от недели до месяца - все определяется лишь размером бункера и потреблением тепла. Пеллетная система требует большей площади для своей установки, механическая система подачи топлива нуждается в периодическом обслуживании и регулировке.

Традиционная печь

Традиционная печь (русская, голландка и т.п.) работает следующим образом: в камере сгорания сжигается твердое топливо, размещенное на колосниковой решетке. В это время открыт полный доступ воздуха через расположенное ниже колосников поддувало и открыта вытяжная заслонка (вьюшка). Более или менее открывая поддувало, можно регулировать тягу и скорость сгорания топлива. По мере выгорания топлива из него выделяются горячие продукты горения, включая опасный для здоровья угарный газ. Проходя по извилистому дымоходу, оставленному среди кирпичной кладки, эти газы нагревают кирпич. После того, как выделение газообразных продуктов завершилось (исчезли синие язычки пламени над углями), поддувало и вытяжную заслонку закрывают, чтобы тепло от остывающих углей и кирпичной кладки не уходило в атмосферу. Тем не менее большая часть тепла, полученного от сжигания топлива, уходит в атмосферу.

Котлы длительного горения

Котлом длительного горения продавцы часто называют любой, способный поддерживать режим тления. В строгом смысле определения котел отопления на твердом топливе длительного горения должен работать на одной загрузке топлива не менее суток.

Режим длительного горения реализуется за счет медленного сжигания топлива в условиях недостатка кислорода. При этом начинается химический процесс пиролиза, заключающийся в выделении из твердого топлива горючих газов и их последующем сгорании. Газы, выделяющиеся при пиролизе, обладают существенно большей теплотворной способностью, чем дерево или уголь, и в традиционной печи просто выбрасываются в атмосферу.

Виды котлов длительного горения

Котлы отопления на твердом топливе длительного горения изготавливаются по нескольким схемам.

1. Энергонезависимые или атмосферные. Движение воздуха в них осуществляется за счет естественной тяги. Обладают несколько меньшей тепловой эффективностью, но зато не зависят от стабильности электроснабжения.
2. С наддувом. В этом типе котлов подача воздуха производится вентилятором, автоматическая система управляет потоками воздуха. Эта конструкция позволяет добиться максимальной теплоотдачи, но зависит от электроснабжения.

Кроме того, котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы рассчитаны только на отопление, двухконтурные вместе с отоплением осуществляют и горячее водоснабжение.

Выбор твердотопливного котла

На рынке представлены самые разнообразные котлы на твердом топливе для отопления частного дома. Чтобы выбрать котел, необходимо четко сформулировать требования к будущему аппарату.

Ключевые параметры, влияющие на выбор котла - это:

• Тепловая мощность.
• Автономность.
• Тип топлива.
• Количество контуров.
• Тип наддува.
• Цена.

Главная характеристика котла - это его тепловая мощность, именно она определяет площадь здания, которую данная модель может отопить.

Так, для дома площадью 60 м² вполне хватит 9 кВт тепловой мощности, а для двухэтажного коттеджа суммарной площадью в 200 м² лучше выбрать 25 или 30 кВт, в зависимости от климатического пояса, среднегодовой и минимальной температуры. Качество теплоизоляции также влияет на мощность котла. Если, например, котел покупается для отопления старого дома, построенного без использования теплосберегающих технологий, мощность котла придется увеличить.

Автономность означает время, проходящее от загрузки до загрузки топлива при средней мощности. Максимальную автономность (до одного месяца) обеспечивают пеллетные котлы с автоматической подачей, минимальную - атмосферные устройства, работающие на дровах (до 12 часов)

Следующий параметр - тип топлива. Следует выбрать котел, работающий на топливе, доступном и приемлемом по цене в регионе. Если вы не определились с топливом, выбирайте универсальный котел.

Количество контуров нагрева. Двухконтурный котел стоит дороже и сложнее в подключении. Если расход горячей воды планируется небольшой, то проще поставить электрический водонагреватель. К тому же летом, когда в отоплении нет нужды, не придется топить котел.

Цена котлов для водяного отопления на твердом топливе начинается с 20 тыс. руб. За эти деньги можно приобрести простейший одноконтурный атмосферный котел с ручной регулировкой мощности. Котел длительного горения с автоматикой обойдется около 35-40 тыс. руб. От 120 тыс. руб. стоит пеллетный котел отопления на твердом топливе. Цена полностью автоматизированного котла с бункером, рассчитанным на месячный запас пеллет, будет приближаться к 300 тыс. руб. За сопоставимую сумму можно поставить систему автономного газоснабжения начального уровня.

Котел своим руками

Котлы отопления на твердом топливе своими руками можно сделать из отслужившего свое газового баллона и обрезков стальных труб и арматуры. Разумеется, если вы владеете сварочными и слесарными навыками на достаточном уровне. По энергоэффективности он вряд ли сможет даже приблизиться к промышленным образцам, однако обойдется вам по цене электродов.

Потребуются:

• Баллон газовый, 50 литров.
• Уголок стальной 30*30, 1 погонный метр.
• Арматура диаметром 8-12 мм, 2 погонных метра.
• Труба стальная 2 дюйма, обрезки от 40 см- 6 шт.
• Болгарка.
• Сварочный аппарат.

Баллон располагают вертикально и приваривают к нему ножки из уголка для опоры. В нижней части вырезают дверку для поддувала и зольного лотка, сразу над ней поперек баллона приваривается несколько параллельных отрезков арматуры - это будет колосник. В средней части вырезают дверцу для загрузки топлива. В верхней части часть баллона вырезают 8 отверстий диаметром 50 мм так, чтобы вставить в них 4 параллельных обрезка трубы и заваривают зазоры. Из 2 оставшихся кусков трубы делают 2 коллектора, соединяющих выступающие концы труб. Один конец заваривают, на втором нарезают резьбу для присоединения к системе водяного отопления. Вырезанные дверцы навешивают на корпус с помощью покупных или изготовленных самостоятельно петель. Иногда для улучшения внешнего вида используют литые чугунные дверцы промышленного производства.

По сравнению с промышленными образцами коэффициент полезного действия будет невысоким, а внешний вид - более чем скромным. Однако действовать такие котлы отопления на твердом топливе будут исправно и вполне сойдут для отопления сторожки или теплицы.