Устройство моделей с одним и двумя контурами
Чтобы разобраться в принципе работы котла длительного горения необходимо рассмотреть его устройство. Эти сведения также помогут понять правила эксплуатации агрегата, для выбора наиболее выгодного режима работы.
Одноконтурные
Такие устройства относят к наиболее выгодным вариантам из-за приемлемой стоимости оборудования. Одноконтурный твердотопливный котел с водяным контуром для дома способен обеспечить несколько режимов отопления даже при полном отсутствии водопровода. Общая конструкция состоит из нескольких последовательно расположенных составляющих.
Топка
Другими словами это печь, в которой производят сжигание топлива, по совместительству она служит теплообменником.
Конструкция топки составлена из следующих элементов:
- люк (дверца) через который загружают топливо;
- зона выхода продуктов сжигания;
- колосники;
- отделение для сбора просевшей золы;
- отверстие для подачи воздуха.
В результате сгорания топлива нагреваются стенки камеры сгорания, а тепловая энергия аккумулируется в опоясывающей рубашке, наброшенной на все стороны топки.
Водяная рубашка
Устройство котла длительного горения предполагает двойные стенки в его корпусе, а образующуюся полость заполняют теплоносителем. Эта модель построения получила определение двойной рубашки. Расчет основан на физических процессах, происходящих в теплоносителе в процессе нагревания.
Тепловые потоки обеспечивают подъем разогретой жидкости в верхнее отделение резервуара, откуда она поступает в систему трубопровода. Схема отопительного контура устроена по замкнутому принципу. Теплоноситель продвигается по кругу, отдавая тепловую энергию через радиаторы, и возвращается к нижнему патрубку водяной рубашки.
Для ускорения процесса обмена некоторые котлы на твердом топливе комплектуются циркуляционными насосами, позволяющими устроить более гибкое расположение отопительного контура.
Однако большая часть устройств рассчитана на применение в условиях отсутствия электросетей, поэтому использует инерционный принцип. Такое устройство намного эффективнее обычного камина, который использовался в подобных случаях.
Система думоудаления
Сжигание топлива сопровождается обильным выделением дыма, который нуждается в отводе. Для этой цели применяются трубы с теплоизоляцией, которые на выходе из котла попадают через стену на улицу.
Контроль температуры
Для продуктивного сжигания топлива необходимо иметь управляемую подачу воздуха в топку. Причем чем интенсивнее подача, тем выше скорость сгорания. В конструкции котлов длительного горения регулировка подачи воздуха производится при посредстве механических заслонок или шиберов.
Принцип работы регулятора основан на физических свойствах металла. При увеличении температуры нагревания стенки встроенного регулятора имеют способность расширяться, что способствует опусканию заслонки, в результате чего сечение впускного отверстия уменьшается.
Таким образом, ограничивается подача воздуха в топку и затихает процесс сжигания. Если температура, в камере сжигания, опускается ниже установленной отметки, то заслонка поднимается, увеличивая приток воздуха. Импровизированный датчик (шиберная регулировка) работает в автономном режиме, не используя дополнительных источников питания.
Двухконтурные твердотопливные котлы
Двухконтурный твердотопливный отопительный котел длительного горения способен обеспечить, помимо отопления помещения, снабжение горячей водой. Для работы контура горячего водоснабжения необходимо иметь водопровод.
Отличительной чертой указанных агрегатов является простота установки, не требующая специальных навыков. Из-за широкого спектра использования различных видов топлива они составляют основную конкуренцию для газовых котлов и печного отопления.
Два независимых контура устройства способны выполнять поставленные задачи при помощи встроенных датчиков, которые регулируют интенсивность передачи тепла для своих теплообменников. Двухконтурные котлы нередко комплектуются дополнительной емкостью выполняющей функции бойлера.
Здесь подогретая вода собирается и сохраняется в установленном температурном режиме. Контур отопления предусматривает замкнутую систему, в которой вода непрерывно движется по кругу.
Совмещение котла с отопительной водяной системой
Система труб и радиаторов, подсоединенная к водяному контуру, позволяет равномерно распределить тепло по всей площади строения. В качестве простейшего вида теплообменника может выступать водяной резервуар, когда непосредственно снизу под ним расположен источник тепла. Но такой нагрев малоэффективен, так как нагрев жидкости будет осуществляться только снизу.
Твердотопливный котел позволяет устроить систему равномерного обогрева всего дома
Гораздо действеннее в плане передачи тепловой энергии будет так называемая «водяная рубашка». Более сложный вид водяного контура представляет собой двойные верх и стенки по всему контуру котла, внутри которых происходит циркуляция теплоносителя. За счет постоянного циркулирования вода не застаивается, а толщина в 3-5 см между стенками дает возможность жидкости прогреваться максимально быстро.
Еще один не менее эффективный тип водяного контура — сваренный из стальных толстых труб, изогнутых волнами по стенам и верху топочной камеры по типу «змеевика». Теплоноситель медленно движется по трубам, диаметр которых 5-6 см, обеспечивая отличную теплопередачу
К тому же данный тип контура имеет важное преимущество — улучшенную ремонтопригодность
Блок управления и контроля
Котлы оборудованы специальными системами для регулирования температуры воды в водяном контуре. Самая простая система строится на работе термостата — при достижении требуемой температуры прикрывается заслонка поддувала и таким образом уменьшается приток воздуха. Как только вода остынет, система сработает в обратном порядке.
Блоки управления
Более усовершенствованные системы контроля работают с включением точнейших температурных датчиков и принудительной электрифицированной воздухоподачи. При монтаже принудительной вентиляции осуществляется верхняя подача воздуха, за счет чего топливо сжигается практически полностью. Котельное оборудование данного типа нуждается в подключении к электросети, но при отсутствии электричества не в состоянии работать.
Оборудование циркуляционным насосом может спасти систему от ее полного размораживания. Оставленный в зимний период без присмотра котел, израсходовав все топливо, будет не в силах долго поддерживать температурный уровень воды в системе, в результате чего она со временем замерзнет. В такого рода критической ситуации система управления включит циркуляционный насос, что приведет к циркуляции теплоносителя — в небольшие морозы проточная вода не замерзнет.
Сравнение котлов разных брендов
Для полноты картины необходимо взглянуть на таблицу сравнения моделей с наивысшими оценками. Выбирать подходящий отопительный прибор следует, опираясь на требуемые в доме характеристики. Именно они должны быть положены в основу решения. Не лишним будет поинтересоваться местоположением завода, ведь доставка тяжелых объектов это недешевое удовольствие. Гораздо лучше найти завод, производящий котлы в соседнем регионе, тогда доставка будет не очень дорогой, и каждый хозяин сможет позволить себе покупку качественного отопительного котла.
Удобно выирать подходящую модель пользуясь сравнительной таблицей, где представлены отопительные котлы разных фирм, моделей и модификаций.
| Характеристики | Оценка | Стоимость, руб | |
|---|---|---|---|
| Котлы отопления ZOTA | |||
 | Zota Master 14
| 20 240 | |
Zota MIX 20
| 40 860 | ||
Zota MIX 40
| 59 760 | ||
Zota MIX 50
| 64 434 | ||
| Котлы отопления Теплодар | |||
 | Теплодар Куппер ОВК 10
| 20 058 | |
 | Теплодар Куппер ОВК 18
| 24 650 | |
 | Теплодар Куппер ПРО 22
| 26 980 | |
 | Теплодар Куппер ПРО 42
| 39 414 | |
| Котлы отопления от Кировского завода | |||
 | КЧМ-5-К-03M1 21
| 43 000 | |
КЧМ-5-К-03M1 60
| 94 500 | ||
КЧМ-5-К-03M1 70
| 96 900 | ||
КЧМ-5-К-03M1 80
| 103 990 | ||
| Котлы отопления от компании Центр котлов | |||
 | Wirt Smart 15
| 51 500 | |
 | Wirt Smart 40
| 82 500 | |
 | Wirt Classic 20
| 26 500 | |
 | Wirt Electro 20
| 42 100 |
Данная таблица наглядно показывает зависимость многофункциональности котла от его цены. Дорогие модели способны работать на большем количестве топлива. Так же видно, что количество дополнительных функций у некоторых производителей весьма ограничено
Это говорит о специализации на самой важной функции отопительного котла – обогреве здания. Подбирать такой аппарат следует, опираясь в первую очередь на требуемую мощность
Остальные функции будут не столь важны, и они могут лишь помочь сделать выбор в пользу той или иной модели одинаковой мощности.
16 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
Советы по выбору
Перед выбором котла нужно подсчитать нужную мощность, основываясь на площади помещения, наличии изоляции, высоте и толщине стен. От этих параметров также зависит подбор продолжительности прогорания одной закладки.
В большинстве устройств используются следующие виды горючего:
- брикеты;
- уголь;
- пеллеты;
- торф;
- древесина;
- горючий сланец.
С типом топлива также следует определиться заранее, отдавая предпочтение более доступному варианту.
Важен и материал, из которого изготовлен теплообменник. Чугунные изделия имеют секционное строение и отличаются высоким качеством, но слабо защищены от тепловых ударов. Стальные модели выпускаются в виде моноблоков. Они лучше переносят тепловые удары, но сложны в транспортировке и ремонте.
Экономичность эксплуатации агрегата определяется совокупностью затрат на сервисное обслуживание, пригодностью к ремонту и показателем КПД.
Выбирая прибор для обогрева, следует правильно сопоставить его функциональность и размеры помещения, чтобы не переплачивать за излишнюю мощность. Лучше отдавать предпочтение моделям от проверенных производителей, использующим доступное топливо.
- Как выбрать лучший обогреватель-конвектор: виды, конструкция, обзор популярных моделей электрических и газовых моделей, их плюсы и минусы
- Как выбрать лучший источник бесперебойного питания для котла отопления: зачем нужен, какие они бывают, как правильно подобрать оптимальный, рейтинг ТОП-7 ИБП и обзор популярных моделей, их плюсы и минусы, советы по эксплуатации
- Рейтинг ТОП-8 лучших газовых пушек: обзор 8 самых популярных моделей, их плюсы и минусы, советы и рекомендации по подбору — на какие важные характеристики смотреть перед покупкой
- Газовые колонки для дачи: проточные или бойлерные, как выбрать подходящую, рейтинг популярных моделей, классификация
Лучшие пиролизные твердотопливные котлы
Оригинальная система твердотопливного котла этого типа имеет двухкамерную конструкцию. В первой камере при недостатке воздуха сгорает топливо, выделяя пиролизный газ. Во второй камере сгорает пиролизный газ, этот процесс можно регулировать, что позволяет экономить горючее. Двухступенчатое сжигание позволяет полностью твердому топливу прогорать, это увеличивает КПД. Оборудование более комфортно в работе, но требует использования сухих дров и зависит от электричества. Команда ВыборЭксперта.ру проанализировала 9 моделей и выбрала 3 пиролизных котла, которые отличаются высокой эффективностью, надежностью и не требуют сложного обслуживания.
Везувий Эльбрус-10
Простая и надежная конструкция, рассчитанная на отопление небольшого дома или дачи, площадью до 100 кв.м. Работает на дровах и угле, предусмотрена установка ТЭНа, мощностью 6 кВт. Рекомендуемое давление в системе – до 3 атмосфер. Конструкция теплообменника упрощает доступ при чистке. КПД достигает 80%, приближаясь к показателям котлов на дизельном топливе.
Корпус изготовлен из конструкционной стали, герметичные дверцы выполнены из чугуна. Терморегулятор, ТЭН и система отопления могут подключаться с любой стороны корпуса. Оборудование предназначено для работы в системах с естественной и принудительной циркуляцией.
Достоинства:
- Точная регулировка мощности помогает создать комфортный микроклимат;
- Эффективная базальтовая теплоизоляция;
- Компактная конструкция;
- На одной закладке дров горит 8 часов;
- Простое обслуживание.
Недостатки:
Небольшой объем камеры, которая рассчитана на дрова 38 см.
Модель отличается простой конструкцией, которая позволяет обойтись без установки дымососа, работающего от электричества. Энергонезависимый пиролизный котел – экономичное решение для загородного дома и дачи в удаленном от цивилизации поселке.
Буржуй-К Стандарт-20
Высокая мощность и КПД 85% позволяют использовать оборудования для системы отопления дома площадью 200-220 кв.м. Теплообменник изготовлен из жаропрочной стали. Объемная камера позволяет использовать дрова, длиной до 55 см. Работает на всех видах твердого топлива. Максимальная температура теплоносителя – 95 градусов, давление в системе может достигать 4,5 атмосфер.
Модель укомплектована терморегулятором, патрубком для подключения дымохода с заслонкой. Механическое управление делает систему энергонезависимой. Встроенные термометр и манометр упрощают контроль над основными рабочими параметрами.
Достоинства:
- Время горения на одной закладке дров до 12 часов;
- Низкий процент вредных выбросов в атмосферу;
- Максимальное прогорание топлива;
- Высокая скорость нагрева помещения;
- Гарантия производителя 30 месяцев.
Недостатки:
Не предусмотрена возможность подключения ТЭНа.
Atmos DC 32 S
Мощная модель, предназначенная для обогрева здания, площадью 250-350 кв.м. При создании применяется жаропрочная сталь, толщиной от 3 до 8 мм. Для увеличения теплоотдачи в камере используются керамические блоки. Мощность автоматически регулируется с помощью электромеханической заслонки. Регулятор выполняет функцию защиты от перегрева. Регулирующий термостат управляет вентилятором, который нагнетает воздух и поддерживает заданную температуру. Может работать при выключенном вентиляторе, при этом мощность падает до 70%.
Модель можно оснастить фирменной системой электронной регулировки, которая учитывает температуру воздуха в помещении и на улице. Микроконтроллер управляет вентиляторов и другим оборудованием, позволяя экономить топливо и увеличивать время горения на одной закладке.
Достоинства:
- КПД до 90%;
- Вместительная камера;
- Максимальная длина поленьев 53 см;
- Беспыльный сбор золы;
- Контур охлаждения защищает от перегрева;
- Автоматическое выключение при догорании топлива.
Недостатки:
Высокая цена.
От теории к практике
Чаще желающие смастерить оборудование своими руками останавливают выбор на вертикальном твёрдотопливном котле. Процесс изготовления будет рассмотрен на примере твёрдотопливного котла для отопления дома площадью 100 м2. Эта система состоит из семи радиаторов и разводки системы водопровода.
Итак, делаем теплообменник:
- изготавливаем вертикальные основания теплообменника. Для этого берём четыре профильные трубы длиной по 30 см каждая, которые будут располагаться со стороны камеры сгорания;
- в них газовым резаком делаем по четыре отверстия диаметром 5 см. Неровности убираем угловой шлифовальной машинкой (болгаркой). Должно получиться восемь отверстий;
- в трубах, которые будут находиться в задней части оборудования, проделываем четыре отверстия диаметром 40 мм и четыре диаметром 50 мм. Все они должны располагаться со стороны соединения с передними стойками. В результате должно получиться по восемь отверстий;
- в профильной трубе длиной 500 мм вырезаем отверстие для крепления патрубка, через который будет происходить вывод отработанной воды;
- в верхней части задней стойки делаем отверстие для подачи воды в систему.
После чего приступаем к сборке теплообменника. Вертикальные основания соединяются профильной трубой. Для этого её кладём на установленные перпендикулярно поверхности основания. Места соединения провариваем сваркой. Всю эту конструкцию с обратной стороны соединяем профильной трубой с отверстиями для отвода воды. В результате получаем переднюю стенку теплообменника.
Далее вертикальные основания устанавливаем перпендикулярно, и свариваем четырьмя трубами круглого сечения. Получается задняя стенка теплообменника. Переднюю и заднюю стенки соединяем между собой. Для этого надо подвести продольные трубы к отверстиям и проварить их, а затем к конструкции привариваем патрубки для подачи и вывода воды. Стыки завариваем с использованием кусочков металла и проверяем прочность теплогенератора.
После проверки прочности сварки закрываем пробкой патрубок для отвода воды, а в отверстие для подвода заливаем воду. Проверяем герметичность сварочных соединений на видимые протечки.
Изготовление корпуса тоже потребует усилий. Для этого из листов жаропрочной стали вырезаем восемь стенок – 2 передние, 2 задние и 4 боковые. Площадь каждой из них должна быть 850 х 300 мм. Все замеры производим метровой линейкой, отрезаем материал болгаркой. После чего вырезаем две пластины размером 450 х 450 мм: одну для днища, другую для верхней плиты котла.
Делаем два отверстия под дверки в передней стенке: первое — на уровне колосника для поджигания топлива и очистки камеры сгорания, а второе – немного выше по уровню для загрузки топлива. В работе используем дрель и болгарку. Из листа нарезаем рёбра жёсткости длиной 80 см.
Твердотопливные котлы
Несмотря на все недостатки, твердотопливные котлы для отопления частного дома используются в большинстве случаев. Наверно, во многом это благодаря привычке и традициям, но факт остается фактом — котлов на твердом топливе в нашей стане установлено больше чем всех других.
Твердотопливные котлы работают в основном на дровах и на угле
В основном для отопления используют два вида твердого топлива — дрова и уголь. Что проще достать и дешевле купить, тем в основном и топят. А котлы — под уголь и дрова надо использовать разные: в дровяных твердотопливных котлах загрузочную камеру делают большего объема — чтобы можно было заложить больше дров. В угольных ТТ котлах топку делают меньше по размеру, но с более толстыми стенками: температура горения очень высокая.
Плюсы и минусы
К достоинствам данных агрегатов можно отнести:
- Недорогое (относительно) отопление.
- Простая и надежная конструкция котлов.
- Есть энергонезависимые модели, которые работают без электричества.
Недостатки серьезные:
- Циклический режим работы. В доме то жарко, то холодно. Для нивелирования этого недостатка в системе устанавливают теплоаккумулятор — большую емкость с водой. В ней на фазе активного горения запасается тепло, а потом, когда закладка топлива прогорит, запасенное тепло расходуется на поддержание нормальной температуры.
- Необходимость регулярного обслуживания. Дрова и уголь надо закладывать, разжигать, затем регулировать интенсивность горения. После прогорания топку надо вычистить и запустить процесс по-новой. Очень хлопотно.
Принцип работы обычного твердотопливного котла - Невозможность оставить дом на длительное время. Из-за цикличности работы необходимо присутствие человека: надо топливо подкидывать, иначе система при длительном простое может замерзнуть.
- Процесс закладки топлива и чистки котла довольно грязное занятие. При выборе места установки это стоит учитывать: ставить котел надо максимально близко к входной двери, чтобы не носить грязь через все помещение.
Если говорить в общем, то использование твердотопливного котла для отопления частного дома — неудобное решение. Хоть закупка топлива, как правило, обходится относительно недорого, но если посчитать еще затраты времени, то не так уж и дешево выходит.
Котлы длительного горения
Чтобы увеличить промежуток между закладками топлива были разработаны котлы длительного горения. В них используются две технологии:
- Пиролиз. Пиролизные твердотопливные котлы имеют две или три камеры сгорания. Закладка топлива в них горит при недостатке кислорода. При таком режиме образуется большое количество дымовых газов, большая часть которых горючи. Причем при горении они выделяют тепла намного больше, чем дрова или тот же уголь. Эти газы попадают во вторую камеру, куда через специальные отверстия подается воздух. Смешиваясь с ним, горючие газы воспламеняются, выделяя дополнительную порцию тепла.
Принцип работы пиролизного котла - Режим верхнего горения. В традиционных твердотопливных котлах огонь распространяется снизу-вверх. Из-за этого горит большая часть закладки, топливо прогорает быстро. Во время активного горения часто происходит перегрев системы и дома, что очень некомфортно. При использовании верхнего горения огонь разжигается только в верхней части закладки. Одновременно горит только небольшая часть дров, что выравнивает тепловой режим и увеличивает срок горения закладки.
Котел с верхним горением
Насколько эффективны эти технологии? Довольно эффективны. В зависимости от конструкции одна закладка дров может гореть от 6-8 до 24 часов, а угля — от 10-12 часов до нескольких суток. Но для получения такого результата необходимо использование топлива высокого качества. И дрова и уголь должны быть сухими. Это — основное требование. При использовании влажного топлива котел даже может не выйти на режим тления, то есть, греть он не начнет. Если у вас есть дровник с двух-трех годичным запасом дров или обширный сарай, в котором храниться уголь, котел длительного горения для отопления частного дома — хороший выбор. Лучше, чем обычный.
Газогенераторные самоделки
Несмотря на обилие промышленных моделей газогенераторных печей нередко такие конструкции собираются своими руками. В самодельном исполнении при условии соблюдения всех правил изготовления печь ничем не уступает готовым конструкциям. Самое главное отличие газогенераторной печи от традиционной — это наличие двух камер сгорания. В остальном процесс изготовления существенно не отличается.
Корпус можно сварить из обычного листового металла. Хорошим материалом при этом может стать обычная металлическая бочка нужного объема. С корпусом соединяется стальная труба, являющаяся элементом регулировки. Две камеры между собой разделяются колосниковой решеткой. Для подключения водяного контура потребуется установить теплообменник. Для защиты конструкции поверхность покрывается огнеупорной краской.
Особенности монтажа
Для обогрева жилища малой квадратуры целесообразно выполнить монтаж непосредственно в самом доме. Также котельная может быть оборудована как отдельно стоящее здание или внутри других хозяйственных построек.
Устройство твердотопливного котла
В таком случае отопительная труба прокладывается всегда под землей обязательно ниже уровня промерзания грунта, обеспечивается теплоизоляция. В котельной температура воздуха должна быть на уровне 10 град., отдельно следует позаботиться об оборудовании качественной вентиляции.
Совет. Можно оборудовать изолированную мини-котельную в подвале либо на первом этаже дома, а также отвести там место под запас топлива.
Напольное покрытие на месте установки должно быть негорючим, ровным и твердым. Для повышения прочности пола котел устанавливается на тонкой стяжке из бетона. Перед отопительным агрегатом обязательно укладывается лист металла площадью не менее 1 кв. м.
При монтаже следует точно придерживаться всех рекомендаций, приведенных в инструкции по эксплуатации котельного оборудования, касательно основных параметров дымоходов: сечения и высоты. Места соединения дымохода с дымовой трубой обязательно заполняются термостойким герметиком или обмазываются раствором глины.
Монтаж твердотопливного котла
