Двухконтурные котлы на твердом топливе

Конструктивные разновидности систем

Если не брать во внимание традиционные печи на твердом топливе, необходимо констатировать, что разновидностей видов твердотопливных устройств немного. Они подразделяются на агрегаты с ручной либо автоматической загрузкой топлива

Более интересны конструктивные отличия, которые учитывают разные принципы горения сырья. Например, котлы с ручной загрузкой (которая относительно твердого топлива – процесс довольно грязный и трудоемкий) постепенно выделили из своей среды два вида агрегатов, где загрузочный период стал значительно длиннее, а КПД агрегатов существенно возрос. Это – пиролизные котлы, а также котлы длительного горения. Принцип работы пиролизного котла состоит в том, что в его топочную камеру воздух подается с некоторым, некритичным для стабильности процесса горения, недостатком. В результате углерод, содержащийся в топливе, окисляется кислородом не до обычной двуокиси углерода СО2, а до окиси СО. Последняя является основным компонентом генераторного газа, который, несмотря на свою сравнительно низкую теплотворную способность (по сравнению с природным газом), при горении выделяет достаточно дополнительного тепла.

Агрегаты длительного горения, разработанные литовским инженером Э. Штрупайтисом и производимые торговой маркой Stropuva (Латвия), реализуют принципиально иную последовательность сгорания твердого топлива, чем обычные котлы. Работающие как на дровах, так и на угле, такие устройства отличаются еще большими интервалами между загрузкой, что очень удобно для эксплуатации.

Реализация принципа пиролиза

Как работает твердотопливный котел пиролизного типа? Ввиду токсичности СО (бытовым потребителям он знаком как угарный газ), устройства контроля за процессом горения разрабатываются особенно тщательно. Конструктивно такой агрегат состоит из:

• газифицирующей (или верхней) камеры;
• нижней топочной камеры;
• разделительных колосников;
• дымососа;
• корпуса с дверцей и контрольно-измерительной панели.

Запуск и работа твердотопливного котла пиролизного типа производятся в следующей последовательности.

1. Дрова загружаются на колосниковую решетку.
2. Производится поджиг дров, после чего дверца закрывается.
3. Открывается заслонка дымососа, за счет разницы давлений в верхнюю камеру начинает поступать воздух.
4. Выделяющийся при сгорании с недостатком воздуха генераторный газ – тяжелее воздуха, поэтому он опускается в нижнюю топку, где начинает гореть.
5. Вследствие постоянной циркуляции воздуха процесс горения в нижней и верхней топках стабилизируется. Остается только контролировать устойчивость процесса верхнего дутья и количество топлива в верхней топке, а также периодически удалять золу из нижней топочной камеры.

Преимущества пиролизных котлов:

Останавливаясь на агрегатах пиролизного исполнения, следует отметить, что для их надежной эксплуатации пригодно сырье только с пониженной влажностью. В противном случае конденсат, откладываясь на внутренних поверхностях, не только нарушит стабильность процесса пиролиза, но и приведет к ускоренному износу металлических деталей оборудования. Наиболее современные конструкции пиролизных котлов все-таки снабжаются электронными, а не механическими регуляторами дутья, в связи с чем потребуется источник электроэнергии (хотя бы генератор).

Принцип и схема

Принципиально схема работы твердотопливного котла состоит из следующих узлов.

Последовательность функционирования котла длительного горения заключается в следующем.

1. В нижнюю часть внутреннего цилиндра закладывается большой объем топлива (зависит от типоразмера оборудования).
2. Переключателем устанавливается вид топлива (дрова или уголь/торф/пеллеты), после чего открывается заслонка подачи воздуха, и выполняется поджиг.
3. По мере прогорания очередного слоя воронкообразный распределитель продвигается вниз, осуществляя при этом подачу воздуха, необходимого для устойчивого горения.
4. Образующиеся дымовые газы удаляются через дымоход.

Преимущества котлов длительного горения:

Ориентируясь на применение твердотопливного котла длительного горения, следует учесть, что высотный габарит такого агрегата намного больше, чем у отопительного оборудования традиционного исполнения. Существенно выше также стоимость и требования как к самому агрегату, так и к топливу, на котором предполагается его использование.

Работа твердотопливного котла показана на видео. Это поможет уяснить некоторые нюансы установки и использования данного вида отопительного оборудования. Для легкости выбора можно рассмотреть сравнение эффективности некоторых современных видов твердотопливных котлов.

Типы котлов по принципу горения

Принцип горения существенно влияет на эффективность и КПД устройства. В твердотопливных системах наиболее распространенными топками являются газогенераторные и верхнего горения.

Газогенераторные

Пиролизные или газогенераторные котлы имеют две камеры сгорания. В первой: топливо, за счет малой подачи кислорода, тлеет и выделяет горючие газы, которые затем дожигаются во второй камере.

Такая система дает очень высокий КПД за счет максимального сжигания всего топлива. Отходы в виде золы здесь довольно незначительны.

Верхнего горения

Котлы верхнего горения имеют одну топку. Часто такой котел можно узнать по сигарообразной форме. Топка может занимать около половины его длины. Принцип горения в нем реализуется за счет подачи кислорода сверху. Таким образом, горит только верхняя часть закладки, а нижняя, ввиду отсутствия кислорода, гореть не может. По мере выгорания воздух подается все ниже и ниже, до полного сгорания всей закладки. Такой способ позволяет экономно расходовать топливо и регулировать горение.

Чем отличаются

Обе системы позволяют увеличить длительность горения. Первая — за счет дожига образующихся газов, вторая — за счет ограничения бесконтрольного возгорания всей закладки.

Эти системы отличаются конструкцией и процессом горения. Газогенераторный имеет две топки, и, соответственно, два этапа горения: непосредственно закладки и образующихся горючих газов. Топка верхнего горения имеет одну камеру, и один длительный и экономичный процесс горения.

Рейтинг топ 7 лучших моделей

При составлении позиций большое внимание приковывалось к техническим характеристикам, учитывался спрос на продукцию и отзывы как положительные, так и отрицательные. Выявить лидера было несложно, но можно присмотреться и к моделям, попавшим в ТОП 3, каждый хозяин сможет оценить оборудование еще задолго до посещения магазина

Выявить лидера было несложно, но можно присмотреться и к моделям, попавшим в ТОП 3, каждый хозяин сможет оценить оборудование еще задолго до посещения магазина.

Везувий Олимп-30 30 кВт

Седьмое место досталось одноконтурному котлу на твердом топливе, имеющему открытую камеру сгорания, это бюджетный вариант, поэтому он способен продуктивно работать на любом типе топлива, за что получил прозвище «всеядный».

Аппарат будет актуален для построек с площадью до 300 кв. м, мощность у него составляет 30 кВт. Топка достаточно большая, в нее может поместиться за один раз 86 л топлива. Из плюсов стоит отметить:

1. Производительность.
2. Цена.
3. Мощность.

Котел SAS NWG 12 САС

Шестое место по праву занимает агрегат с малой мощностью для небольшой постройки, отличающийся хорошими показателями экономичности. В топку можно загружать брикеты или дрова, надежность находится на высоком уровне. В управлении оборудование достаточно простое, сам корпус компактный и может развивать высокую температуру.

КПД составляет 88%, в комплект входит термометр, сразу после доставки можно переходить к установке твердотопливного котла, он идет в собранном виде. Из плюсов стоит выделить:

1. Быстрый разогрев.
2. Герметичность дверцы.
3. Одна загрузка достаточно долго прогорает.

Kiturami KRP 50A 38 кВт

Этот котел на дровах находится на пятой позиции за свои показатели продуктивности, постройки с площадью до 350 кв. м. получится обогреть без особых проблем. Электронное управление является хорошим дополнением к эффективному применению в загородных домах.

Есть защита от перегрева, все настройки можно увидеть на удобном дисплее. В комплект входит пульт для управления дистанционного образца, положительные стороны:

1. Высокие показатели безопасности.
2. Быстрый розжиг.
3. Удобство в управлении.

Kentatsu ELEGANT-03 17 кВт

Четвертая позиция в рейтинге досталась этому аппарату неслучайно, ведь он способен отопить постройку с площадью до 420 кв. м. Возможность чередовать типы топлива способствует максимальному удобству в процессе эксплуатации. Теплообменник производится из чугуна, что говорит о хороших показателях выносливости и устойчивости к деформации.

Срок службы способен удивить даже самых скептически настроенных хозяев, КПД высокий, а экономичность ощутима после первого использования. Японские производители известны по всему миру за качество материалов и сборки. Из плюсов стоит отметить:

1. Простоту в эксплуатации.
2. Срок службы.
3. КПД.
4. Мощность.

Protherm Бобер 50 DLO 39 кВт

Тройку лидеров открывает именно этот отопительный котел, из основных характеристик стоит выделить мощность в 39 кВт. Топка вместительная, ее длина составляет 55 см, модель отлично впишется в стандартную постройку с площадью 120 кв. м.

Камера сгорания изготавливается из чугуна, дрова сгорают до 2 часов, а уголь способен тлеть 4 часа, корпус из стали сконструирован по всем правилам, он очень безопасный. Помещения прогреваются быстро, что говорит о высоком КПД приспособления. Положительные стороны выглядят так:

1. Прочные материалы.
2. Присутствие измерительных приборов.
3. Хорошая мощность.
4. Удобная эксплуатация.

ZOTA Тополь М 42 42 кВт

На втором месте расположился котел с водяным контуром длительного горения, при желании можно приобрести пульт для управления. Теплоизоляция корпуса из базальтового картона является отличным дополнением, теплопотери снижаются до минимальных показателей.

Производительность хорошая, на одной закладке агрегат работает до 12 часов, давление поддерживается максимально 3 бара, а мощность составляет 42 кВт. Зольный ящик охлаждается благодаря специально разработанной водяной системе, предотвращая перегрев. Положительные стороны:

1. Длительное горение.
2. Качественные материалы.
3. Расход.

Теплодар Куппер Практик 8

Лидером рейтинга стал отопительный твердотопливный котел с высокими показателями безопасности и функциональности, аппарат российского производства стоит недорого, но способен создать уют и тепло независимо от загружаемого топлива, работает на дровах, угле или брикетах. Ящик для золы очень вместительный, наклонная топка достаточно глубокая.

Постройку в 80 кв. м. можно отопить без особых проблем, процесс изначально управляется механическим способом, но возможна установка регулятора тяги, что переведет оборудование в автономный режим.

Какая фирма-производитель лучше?

Твердотопливные котлоагрегаты с водяным контуром поставляются российскими и зарубежными производителями.

Эксперты выделяют следующие бренды, чья техника наиболее оптимальна для российских климатических реалий:

• Теплодар – российский бренд, работающий с 1997 года и обладающий собственными уникальными запатентованными технологиями. Бренд ежегодно обновляет технопарк, используя для производства отопительного оборудования высококачественные станки мировых брендов.
• Zota – относительно молодая торговая марка, учитывающая климатические условия стран, куда поставляется отопительное оборудование. Учитывают также особенности регулярного обслуживания, которое не всегда возможно в силу удаленности жилых зон от больших городов и сервисных центров. Поставляют большое количество различных модификационных комплектующих.
• Stropuva – компания из Литвы 2000 года. Им принадлежит патент на технологию сгорания топлива по типу свечи. Благодаря этой технологии были разработаны котлы длительного сгорания. Выпуск продукции в России осуществляется на совместном предприятии, благодаря опыту отечественных специалистов бренд разрабатывает котлы, оптимизированные под реалии российского климата.

Рейтинг обновлен 12 сентября 2020 года.

Открытый контур с гравитационной циркуляцией

Данный вариант легко выполнить даже новичку. Тут вода циркулирует в системе за счет разницы плотности холодной и горячей жидкости. Согласно законов физики, горячая вода начинает поступать вверх (так как ее плотность меньше), а там уже остывает и возвращается в исходную точку.

Не смотря на то, что такой тип обвязки достаточно прост, он требует соблюдения ряда требований. Во-первых, для того, чтобы вода свободно циркулировала в системе, нужно устанавливать нагревательное оборудование на полметра ниже, чем в доме расположены батареи. Во-вторых, чтобы свести к минимуму проявление гидросопротивляемости, нужны трубы сечением до 5 см, при этом распределительные трубы на батареях могут иметь значение в 2,5 см. В-третьих, запирающие устройств и арматура напрямую влияет на свободную циркуляцию воды в системе, поэтому таких элементов должно быть минимум.

Но ради справедливости стоит сказать, что открытая система с естественной циркуляцией имеет и ряд своих преимуществ. Помимо того, что она самая простая в обустройстве, финансовые затраты на нее не так уж и велики. Правда, хозяин не сможет постоянно контролировать температурный режим теплоносителя на выходе, из-за чего обогрев контура несколько снижается. Также расширительный бак эпизодически остается открытым, значит, получается, что кислород имеет контакт с теплоносителем, из-за чего постепенно повышается риск развития коррозии.

Подведя итоги, стоит сказать, что специалисты рекомендуют данный тип схемы отопления только для тех частных домов, где люди живут время от времени, а не на постоянной основе, например, для дачи.

Классификация котлов длительного горения на твердом топливе

При выборе подходящего агрегата, стоит ознакомиться с существующими разновидностями отопительного оборудования данного типа. Котлы на твердом топливе длительного горения делятся на множество подвидов по различным критериям. Предлагаем ознакомиться с классификацией, которая позволит сделать правильный выбор.

Большой ассортимент создает трудности при выборе

По способу сжигания топлива

Современные котлы длительного горения реализуют два основных способа горения:

• за счет пиролиза;
• верхнего горения топлива.

В первом случае происходит генерация тепловой энергии, образующейся в результате горения. Во втором случае выгорание топлива происходит сверху вниз, благодаря чему удается добиться полного завершения процесса.

Способ сжигания топлива выбирается индивидуально

По материалу изготовления

Для изготовления твердотопливных котлов производители используют стали и чугун. Стальные модели адаптированы для работы на древесном топливе, так как его удельная теплота сгорания меньше аналогичного параметра у угля и торфа. Чугунные котлы с водяным контуром допускают использование топлива всех видов, но имеют один существенный недостаток: хрупкость при механическом воздействии и температурных колебаниях. Это предъявляет высокие требования к выполнению монтажных работ. Кроме того изделия из чугуна намного больше весят.

Учитывая данный факт, агрегаты, изготовленные из чугуна, хороший вариант для домов, в которых проживают постоянно, а стальные – для дачных строений. Однако следует учитывать, что при долгом простое часто начинаются коррозионные процессы, способные сократить срок службы агрегата.

Чугунные агрегаты способны прослужить дольше

По типу используемого топлива

При покупке любого отопительного прибора одним из важнейших факторов процессе выбора становится тип используемого топлива. Выбор может быть сделан в пользу котла длительного горения на:

• угле;
• древесине любого вида;
• торфяных брикетах.

Каждый материал имеет свою температуру сгорания. Использовать следует тот вид топлива, который рекомендован производителем. Какой вариант окажется предпочтительным, зависит от месторасположения частного дома.

Если недалеко располагается деревоперерабатывающее предприятие, предпочтительным является твердотопливный котел для отопления частного дома, работающий на древесине. Здесь по доступной цене можно приобрести отходы производства, к которым относятся обрезки дерева, опилки, кора. Нередко кору и опилки прессуют для получения брикетов, пеллет и гранул, подходящих для агрегатов длительного горения.

Тип используемого топлива в агрегатах длительного горения может отличаться

По количеству контуров

Могут быть одно- и двухконтурными. Одноконтурные котлы твердотопливные длительного горения – для отопления. Второй вариант предназначен для отопления и подогрева воды. Покупка модели с водяным контуром обойдется дороже, зато при наличии такого оборудования можно отказаться от установки бойлера.

Двухконтурные подогреют воду

По мощности котла

Важный критерий, определяющий количество вырабатываемого тепла. Производители предлагают агрегаты различной мощности. Для помещений, у которых высота стен меньше 3 м, выбирает котел из расчета 1 кВт/м². Если требуется нагрев воды, требования к мощности агрегата возрастают.

Мощность агрегата зависит от площади здания

Для удобства наших читателей наша команда разработала специальный онлайн-калькулятор.

Калькулятор расчета необходимой мощности твердотопливного котла

По объему загрузочной камеры

В качестве критерия классификации выбирается соотношение объема топлива в одной закладке к мощности котла. Чем выше данный показатель, тем реже пополняются запасы топлива. Для стальных устройств данное соотношение в среднем равно 1,6÷2,6 л/кВт, для чугунных – 1,1÷1,4 л/кВт.

Объем камеры определяет возможности котла с водяным контуром

По коэффициенту полезного действия

Один из основных параметров. Характеризует, какое количество выработанного тепла будет направлено на обогрев дома. У некоторых моделей может достигать 90%. При одинаковой мощности котлы с разными КПД могут использоваться для отопления помещений различной площади.

Чем выше КПД, тем ниже затраты на эксплуатацию

Общие правила эксплуатации

Эксплуатация ТТ котла в частной котельне Соблюдение основных правил эксплуатации двухконтурных ТТ котлов, наряду с правильным расчетом его мощности, выбором оптимальной схемы подключения и соблюдением технологии монтажа, позволяет продлить срок его службы.

В связи с тем, что в котле происходит процесс открытого сгорания топлива, особое внимание следует обратить на соблюдение мер пожарной безопасности при его эксплуатации. Для этого необходимо:

Для этого необходимо:

• установить котел на негорючем основании;
• перед дверками топочной камеры и зольника установить негорючее покрытие на ширину не менее 30 см;
• расстояние от корпуса котла до любых поверхностей должно быть не менее 25 см;
• на деревянной стене, в которую выходит дымовая труба котла, должен быть сделан теплоизолирующий экран из негорючего материала.

Нельзя допускать перегрева самого устройства и теплоносителя, поступающего от него в систему обогрева, особенно если трубопроводы системы выполнены из пластиковых труб. Для этого используются встроенные в трубопроводы автоматические переключающие клапаны, сливающие перегретую воду в специальные охлаждающие теплообменники или в канализацию.

Перед запуском котла нужно открыть:

• заслонку дымохода – это обеспечит максимальную тягу;
• дверцу зольника – через нее в топочную камеру поступает необходимое количество воздуха.

Розжиг топлива в камере сгорания начинают с бумаги и тонкой щепы, постепенно добавляя к ней все более крупные щепки. Запрещается использовать для розжига любые легко воспламеняющиеся жидкости.

При создании в топке устойчивого горения в нее закладывают дрова, древесные отходы, уголь или другой тип основного топлива. Через некоторое время заслонку дымохода и дверку зольника нужно прикрыть, чтобы отрегулировать интенсивность сжигания топлива.

Виды топлива для твердотопливного котла

После сжигания топлива на колосниковой решетке топки и в зольнике скапливается зола, которую необходимо счищать и удалять после каждых двух-трех топок:

• в чугунных котлах для этого используется обычная кочерга;
• стальные котлы, как правило, оборудуются специальными приспособлениями, значительно облегчающими процесс чистки.

Также в процессе эксплуатации котла на стенках топочной камеры, трубах теплообменников и внутри дымоходной трубы оседает нагар от продуктов сгорания топлива, что со временем приводит к понижению КПД котла и повышенному расходу топлива.

Поэтому по окончанию отопительного сезона необходимо проводить ревизию и чистку всех внутренних поверхностей котла.

Предпосылки появления котельного оборудования данного вида

Традиционные твердотопливные котлы работают на топливе, которое загружается в камеру сгорания. Это может быть уголь, дрова, торфяные брикеты, пеллеты и другие виды органического топлива. От того насколько часто приходится загружать топливо в камеру сгорания зависит домашний комфорт и уют. В среднем для твердотопливного аппарата, выполненного по классической схеме, для нормального режима работы требуется 2-8 загрузок в сутки. Отлаженная система автоматики берет на себя все основные функции. То как работает само нагревательное устройство, как расходуется топливо, зависит уже от модели и от человека.

Работающий котел на твердом топливе этого вида в состоянии длительное время выдавать необходимое для обогрева тепло, значительно увеличивая продолжительность времени между загрузками. Уже одно название этого агрегата говорит о том, что оборудование способно работать бесперебойно длительное время. Принципиальное отличие данного вида отопительных приборов от традиционных моделей твердотопливных котлов заключается в способе горения.

Не всегда есть возможность подбрасывать в очередной раз дрова или уголь в топку. Подобная процедура вызывает дискомфорт, особенно ночью, когда температура за окном стремительно опускается. Загруженное топливо может прогореть во время отсутствия хозяев, что приведет неизбежно к остыванию теплоносителя в контуре.

Попытки оптимизировать способ загрузки дров или угля даже в самый лучший котел за счет автоматической подачи, решают проблему частично. Обустраивать рядом с топливным агрегатом прибор механической подачи угля, значит на ограниченной площади дополнительное место. Шум постоянно работающего ротора или шнека малоприятен. Требовалось найти принципиальное решение проблемы. На фото показан обычный котел, работающий на твердом топливе, оснащенный бункером для автоматической подачи угля.

Одним словом, у людей есть масса причин на то, что бы ставить у себя дома твердотопливные котлы длительного горения. Такая техника сводит к минимуму человеческий фактор, от которого во многом зависит эффективность отопительной системы. Отопительная техника, работающая по данному принципу, появилась чуть более 10-15 лет назад. Тогда только стали появляться первые образцы аппаратов. Многие пытались у себя дома самостоятельно соорудить твердотопливный . Главное понять принцип действия отопительного оборудования данного вида.

Котел на твердом топливе длительного горения – принцип действия

С появлением на рынке котельного оборудования нагревательных приборов длительного горения, ситуация с организацией и установкой системы домашнего отопления значительно упростилась. Теперь можно ставить для отопления мощные нагревательные установки, не требующие постоянной загрузки топливом. Котлы длительного горения, сделанные своими руками, не всегда способны полностью удовлетворить потребности обитателей дома.

Глядя на чертежи первых моделей, видно насколько сегодня конструкция агрегатов изменилась. Для примера приводится чертеж типичной нагревательной установки пиролизного типа.

*Промышленные изделия, в которых производители добавили ряд конструктивных изменений и новшеств, обладают большим технологическим ресурсом, экономичные и более практичные в эксплуатации. Несмотря на существенные технологические и конструктивные изменения, в основе оборудования этого вида остался неизменным принцип действия. Топливо, загруженное в камеру сгорания, особым способом горит не так, как в обычном котле. Сам принцип горения топливной массы в корне отличается. За счет создания определенных условий в топке происходят экзотермические реакции, другие физические процессы, оказывающие влияние на интенсивность горения и длительность выгорания загруженного топлива.

В современных агрегатах используется два способа горения:

• Первый, за счет пиролиза;
• Второй, за счет верхнего способа горения топливного материала.

Процесс пиролиза – связанный с генерацией тепловой энергии, выделяемой в процессе горения угля, дров и других топливных материалов. Основная работа котла заключается в горении древесного газа, генерируемого из тлеющего топлива.

Во втором случае речь идет о верхнем способе горения. Топливо выгорает не снизу вверху, как принято считать, а наоборот, сверху вниз. За счет этого процесса достигается полное выгорание топливного материала, заложенного в топку. Количество выделяемого в результате горения тепла на порядок больше, чем у аппаратов нижнего горения.