В классических твердотопливных источниках тепла дрова прогорают быстро, выделяя всю тепло за короткий промежуток времени. Это не очень удобно из-за частых загрузок топки, хорошо было бы растянуть процесс сжигания во времени. Тогда и количество тепла будет выделяться меньше, ведь здание не всегда требует максимального обогрева. В данном материале мы постараемся ответить на вопрос — как выбрать твердотопливный котел длительного горения для отопления частного дома или производственного помещения.

Конструкция котла, сжигающего топливо сверху вниз

Расход воздуха на горение в обычных установках регулируется механически. Заслонка воздушного тракта открывается термостатом через цепной привод. Недостаток способа - инерционность, настроенный на определенную температуру термостат по ее достижении прикрывает заслонку, но процесс в камере замедлится не сразу. Температура воды в рубашке будет еще некоторое время расти и попадать в систему отопления. То же самое происходит и при разгоне агрегата вследствие падения температуры теплоносителя. Принцип действия и устройство котла длительного горения с вентилятором – нагнетателем предусматривает снижение инерции процессов и увеличение продолжительности сжигания дров.

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения

Существует две разновидности таких установок:

• Работающие по классической схеме чугунные твердотопливные котлы длительного горения, только с применением дутьевого вентилятора.
• Агрегаты с верхней загрузкой и подачей воздуха. Горение в них происходит в верхней части массива дров, по мере прогорания опускаясь вниз.

Работой нагнетателя в обоих типах агрегатов управляет электронный блок, контролирующий температуру теплоносителя и в зависимости от нее увеличивает или уменьшает производительность вентилятора. При необходимости последний может быть остановлен, тогда дрова будут тлеть от небольшого количества воздуха, поступающего в топку естественным путем.

Такой принцип работы твердотопливного котла длительного горения позволяет уменьшить температуру проскока воды, которая возникает вследствие инерции процесса сжигания.

Котлы длительного горения на твердом топливе

Во второй разновидности установок нагнетатель стоит в верхней части корпуса, подавая воздух сверху вниз. Сжигание топлива происходит в том же направлении, этот принцип работы котла длительного горения предусматривает максимальное растяжение процесса во времени и выделение такого количества тепла, сколько потребно в данный момент. Корпус агрегата имеет круглую форму, это повышает его аэродинамические показатели (воздух проходит через дрова равномерно) и эффективную передачу тепла водяной рубашке.

Для уплотнения прогорающих дров в топке твердотопливные котлы длительного горения оснащены вертикальной трубой с грузом на конце, через нее же в зону сжигания поступает воздух. По мере сгорания топлива труба опускается, благодаря этому можно видеть, сколько еще дров или угля находится в камере. В зависимости от температуры наружного воздуха и качества топлива полностью заряженная установка может работать от 8 часов до нескольких дней.

Описание технологии процесса

При розжиге котлов длительного горения на твердом топливе труба с грузом поднимается вручную с помощью цепного привода и фиксируется в таком положении. Камера заполняется дровами или углем до нижнего среза дверцы и поджигается.

Если в основном используется уголь, то для растопки на самый верх нужно будет положить немного дров. Труба с грузом опускается, закрывается дверца и включается электронный блок управления. На его дисплее выбирается необходимая температура теплоносителя, после чего вмешательство человека больше не требуется.

Рекомендуется подключать установку к системе отопления по двухконтурной схеме с двумя циркуляционными насосами, современные твердотопливные котлы длительного горения комплектуются контроллерами, которые могут этими насосами управлять.

Другой традиционный способ подключения – с буферной емкостью – теплоаккумулятором, что предпочтительнее, поскольку позволяет защитить водяную рубашку от закипания при отключении электроэнергии.

О полном сгорании топлива свидетельствуют остановка вентилятора, падение температуры теплоносителя и опустившаяся труба с грузом. Теперь следует вычистить золу, сначала подняв трубу за цепь и зафиксировав ее в таком положении.

Для извлечения золы бытовые твердотопливные котлы длительного горения оснащаются дверцей в нижней части корпуса. По факту отходов остается совсем немного, что говорит о высокой эффективности работы установки. После очистки можно снова заполнять камеру топливом и запускать установку.

Чтобы знать, как выбрать котлы длительного горения на твердом топливе, надо в первую очередь понимать количество тепловой энергии, потребной для обогрева дома. Если агрегат планируется приобрести как альтернативный уже установленному отопительному оборудованию, как чаще всего и случается, то можно ориентироваться на его мощность.

Следует помнить, что ее запас на твердотопливные котлы отопления нужно давать больше, чем на газовые или электрические. То есть, значение тепловой мощности существующей установки нужно умножить на коэффициент запаса 1.3-1.5. Линейка установок этого типа от разных производителей включает в себя несколько моделей от 10 до 50 кВт тепловой мощности.

Твердотопливные котлы Буран

Рабочее давление теплоносителя в системах отопления традиционно лежит в пределах 1-3 Бар, поэтому перед тем, как выбирать твердотопливные котлы длительного горения, следует внимательно изучить их паспорта и технические характеристики. Дело в том, что некоторые отечественные производители указывают в документации рабочее давление агрегата не выше 1.6 Бар. Это может быть неприемлемо по нескольким причинам:

• Такой показатель максимального давления наводит на мысль о том, что производитель сильно сэкономил на толщине металла водяной рубашки. Это заставляет задуматься об общем качестве сборки изделия.
• В двух- или трехэтажном доме агрегат часто устанавливают на цокольном этаже. Поэтому рабочего давления в 1.6 Бар, что соответствует 16 м водяного столба, может просто не хватить для питания системы отопления второго этажа.
• Чтобы обеспечить надежность работы такого изделия, потребуется обязательная установка группы безопасности с порогом срабатывания предохранительного клапана 1.6 Бар.

По этим причинам бытовые котлы на твердом топливе лучше выбирать с максимальным рабочим давлением воды до 2-3 Бар. Также некоторые производители в погоне за экономией материалов выпускают агрегаты без днища. Их рекомендуют ставить прямо на полы и герметизировать цементно-песчаным раствором. Обоснование – температура в нижней части установки очень низкая и подобный монтаж твердотопливной установки допустим. Такие изделия не всем внушают доверие, тогда лучше приобрести отопительный агрегат другого производителя.

Характеристики известного бренда

Одни из лучших твердотопливных котлов длительного горения производятся под известным литовским брендом STROPUVA. Согласно техническим характеристикам, они работают от одной загрузки дров до 30 часов, а одной закладки угля – до 5 суток при КПД 80-90%, в зависимости от качества топлива. В ассортименте есть и дровяные котлы с водяным контуром для нагрева воды на хозяйственные нужды. Перед покупкой следует обратить внимание на размеры корпуса, имеющего цилиндрическую форму. Высота самых мощных моделей — 2.1 м при диаметре 0.7 м, поэтому надо убедиться в том, что установка поместится в топочной.

Котел длительного горения STROPUVA

На выбор твердотопливного котла длительного горения оказывает влияние и наличие дымоходной трубы нужной высоты. В паспортах на изделия STROPUVA указана минимальная высота дымохода, которая для всех моделей составляет 4.5 м. Другие производители требуют обеспечить высоту трубы от 6 м, на этот факт следует обратить внимание при покупке отопительного агрегата.

Для обогрева бытовых или административных помещений на предприятиях можно успешно применять котлы длительного горения на твердом топливе. Особенно это касается предприятий, на которых имеется большое количество древесных отходов, их можно использовать для отопления.

Поскольку загрузка топки осуществляется не чаще 1-2 раз в сутки, для обслуживания агрегата не потребуется нанимать лишний персонал. Достаточно выделить для этих целей одного работника, который сможет в одиночку справляться с десятком установок, расположенных в разных местах.

Недостатки котлов длительного горения

Как и другие источники тепла, работающие на биомассе, бытовые котлы длительного горения не лишены своих недостатков:

• При отключении электроэнергии есть вероятность закипания теплоносителя. По этой причине многие производители оснащают свои котлы на твердом топливе предохранительными клапанами.
• В сырую погоду часто есть необходимость немного протопить дом, загрузив в камеру небольшое количество дров. Но через дверцу, расположенную в ее верхней части, физически очень трудно заполнить топку на четверть и после этого разжечь.
• По той же причине затруднена очистка стенок топки, а ее выполнять периодически нужно, чтобы КПД котельной установки не снижался.

Заключение

Источники для отопления на дровах, в которых применяется принцип сжигания «сверху вниз», действительно работают с одной загрузки дольше своих собратьев, выдавая при этом хорошие показатели теплоотдачи. При этом нет высоких требований к влажности древесины, а стоимость изделий вполне приемлема.

Современный жилой дом – это целый сложный комплекс, задача которого обеспечивать бытовые потребности его жильцов и обитателей. От уровня технической оснащенности жилого дома зависят комфорт обитателей, уровень благоустроенности. Одну из ведущих ролей в этом плане играет система отопления, которая не только должна обеспечить обогрев внутренних помещений в холодное время года, но и гарантировать работу систему горячего водоснабжения. Для загородного дома, при отсутствии центрального газоснабжения, вопросы с отоплением и работой ГВС могут решить двухконтурный котел на твердом топливе.

Рассмотрим детальнее, что собой представляет подобная техника.

Данный вид отопительного оборудования очень удобен для тех жилых построек, где отсутствует система централизованного газоснабжения. Вариант с электрическим отоплением признан сегодня не эффективным в силу дороговизны электричества, поэтому часто используется только лишь в качестве вспомогательного средства. Твердотопливные агрегаты наоборот, способны работать на топливе, которое порой находится у нас под рукой. Это могут быть дрова, отходы деревообработки, уголь. Твердое топливо, имеющееся в достаточном количестве, позволит не только обеспечить работающий котел постоянной загрузкой, но и принесет существенную экономию в домашний бюджет.

Представленные сегодня в продаже котлы на твердом топливе одноконтурные и двухконтурные – это аппараты, обладающие высокими технологическими характеристиками. Подобная техника сегодня компаниями-изготовителями доведена до совершенства. Ряд конструктивных новшеств позволили значительно повысить КПД котлов, изменились в лучшую сторону условия обслуживания нагревательных приборов на твердом топливе. Котел двухконтурный твердотопливный вполне справляется с обогревом жилого дома в отопительный сезон, заодно предоставляя в распоряжение жильцов для бытовых нужд горячую воду.

Благодаря техническому прогрессу современные технологии не стоят на месте. Спрос рождает предложение. Еще вчера, не пользующиеся популярностью отопительные котлы, работающие на дровах или на угле, снова становятся популярными. Интенсивность загородного жилищного строительства стала одной из причин того, что твердотопливные отопительные приборы снова в цене. Народ массово устанавливает нагревательные агрегаты для домашней системы отопления, использующиеся в качестве топлива органическое и ископаемое сырье.

Двухконтурный длительного горения — оптимальное решение для отопления частного дома. Мощный агрегат, обеспечивающий все жилые помещения достаточным количеством тепловой энергии, является одновременно очень экономичным и удобным в обслуживании отопительным прибором. Тем более что подобные нагревательные устройства требуют минимального участия человека.

Сгорание топлива, заложенного в котел, происходит долго, освобождая жильцов дома от необходимости заниматься постоянным подбрасыванием топливного материала. Именно долгий процесс горения и делает такую технику максимально привлекательной для потребителя. Не каждому хочется быть кочегаром и стоять в зимние холодные ночи возле топки, подкидывая в котле дрова или уголь. Сам принцип действия, заложенный в основе работы аппаратов, и дал им название — котлы длительного горения, твердотопливные.

Принцип действия отопительной техники данного вида

В различных материалах уже много было сказано о том, на чем базируется принцип действия отопительной твердотопливной техники длительного горения. Достигаемый эффект обязан принципиально иному способу горения топлива в камере сгорания. За счет многоступенчатого процесса горения, обеспечивается полное выгорание топливной массы, загруженной в котел. При этом выделяется в большом количестве древесный газ, который и выполняет основную работу по нагреву теплоносителя.

Для справки: агрегаты работают на основе пиролиза, процесса генерации летучих горючих соединений, получаемых из древесины в результате экзотермических реакций. В процесс тления топлива, образуется древесный (пиролизный) газ, который при взаимодействии с горячим воздухом воспламеняется. Такую технику еще называют газогенераторами.

Принцип действия котельного оборудования относительно понятен, разберемся, как работает двухконтурный автономный котел твердотопливный в домашних условиях. Рассмотрим его основные функции. Наличие в системе двух контуров обеспечивает отопление в доме и ГВС. В первом контуре циркулирует котловая вода, которая расходится по всей трубопроводу, снабжая теплом радиаторы отопления. Второй контур предназначении для отвода отработанного теплоносителя обратно в котел, для последующего нагрева. Установленные на обоих контурах датчики – определители, чутко реагируют на малейшее изменение заданной температуры теплоносителя, давая сигналы на пульт управления. Соответственно автоматика приводит в действие механическое устройство, регулирующее поток воздуха в камере сгорания нагревательного прибора.

Особенности конструкции двухконтурной модели

Имея двойную нагрузку, отопление и горячее водоснабжение, твердотопливные агрегаты данного типа оснащаются дополнительными устройствами. Существует два вида подобных приспособлений:

• накопительный бойлер (теплоаккумулятор);
• дополнительный змеевик.

Разница в обоих устройствах заключается в принципе нагрева воды. В первом случае речь идет о накопительной емкости, которая аккумулирует горячую воду и уже оттуда горячая вода расходится к точкам подключения. Во втором случае чугунный змеевик горячего водоснабжения установлен внутри котла. Подогрев воды происходит в режиме постоянной циркуляции горячей воды. Оба варианта одинаково успешны и эффективны, обеспечивающие стабильное снабжение жильцов дома горячей водой. Вместе с бойлером отопительный прибор не займет много места, однако наличие двух контуров требует соблюдать определенные правила во время эксплуатации данных аппаратов.

Схема подключения двухконтурного котла на твердом топливе примерно выглядит так. По своей конструкции все нагревательные приборы данного типа практически одинаковы, за исключением некоторых отличий.

Единственно условие: при подключении к системе теплоаккумулятора необходимо иметь строгий контроль над использованием горячей воды. Установка более двух точек подключения горячей воды в доме может негативно отразиться на работоспособности системы ГВС. Проточный способ подогрева горячей воды более динамичен в плане эксплуатации, однако при это мощность котла должна быть значительно выше.

Двухконтурные котлы длительного горения имеют стандартную конструкцию, которая у многих моделей практически одинакова, за исключением некоторых отличий.

На рисунке представлена типовая конструкция твердотопливного агрегата, работающего на систему отопления и горячее водоснабжение.

Твердотопливные котлы с двумя контурами состоят:

• основной, теплоизолированный корпус;
• камера сгорания (топочная);
• подзольная камера (зольник);
• основной теплообменник системы отопления;
• дополнительный теплообменник (змеевик) для ГВС;
• автоматика и приборы контроля;
• заслонка и дымоход.

В ряде случаев дополнительно устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию теплоносителя в основном, отопительном контуре. Для лучшей работы отопительного прибора длительного горения используются вентиляторы, нагнетающие в камеру сгорания воздух и способствующие лучшему оттоку продуктов горения через дымовую трубу.

Некоторые нюансы в работе двухконтурных котлов на твердом топливе

Очевидный плюс, которым обладают твердотопливные котлы этого типа — длительная работа при единичной загрузке топливом.

К примеру: 30-50 кг. дров, заложенных в топку могут гореть до 12 часов. Агрегат за это время способен давать максимально возможное тепло для обогрева жилых помещений в доме и обеспечивать нормальные бытовые потребности в горячей воде. Снижение расхода горячей воды позволит увеличить длительность горения топлива до 24 часов. Котел будет работать в номинальном режиме, поддерживая в доме определенную температуру.

Следует помнить! Потухший на долгий период во время зимы твердотопливный агрегат может стать причиной замораживания всей системы отопления. Что бы избежать подобных неприятностей, можно для основного отопительного контура использовать антифриз.

Немаловажен тот факт, что двухконтурные котлы длительного горения не позволяют с высокой точностью осуществлять регулировку температуры теплоносителя в системе отопления. Причина сложности заключается в инерционности работающего нагревательного оборудования. Встроенный бойлер позволит решить эту проблему, создав оптимальные условия для управления отопительным агрегатом.

В заключение следует сказать пару слов о том, где и как в доме лучше ставить данное отопительное оборудование. Котлы длительного горения, работающие на твердом топливе, выпускаются только в напольном исполнении. Ввиду громоздкости самой конструкции и необходимости установки накопительной емкости, лучшим вариантом станет оборудование специального котельного помещения.

Собственно, отопительные котлы на твердом топливе длительного горения для нас, застройщиков, не в диковинку. Если бы лет 20 назад мне сказали, что можно не подкладывать дрова в топку котла 18-24 часа, я бы не поверил. А теперь даже 2 суток – это не предельный срок, когда можно оставить свой теплогенератор «без присмотра».

А теперь нам фактически на выбор предлагается 5 разных вариантов теплогенераторов, которые обеспечивают длительное горение закладки топлива, будь то дрова, уголь, древесные или растительно-жмыховые брикеты.

Что же входит в эту пятерку, которую хотелось бы здесь озвучить? Посмотрим далее.

Виды котлов на твердом топливе длительного горения

Если брать на твердом топливе длительного горения, то у нас будет всего 2 варианта. Это пиролизные котлы с верхним горением и поддувом воздуха. И шахтные газогенераторные котлы с нижним горением.

К ним добавляется вариант, по которому работают все «стропувы» — вертикальная закладка и механическая «добивка» топливника посредством винта или другого пресса.

Далее, имеем вариант номер 4 – новомодные «огненные ящики» с дожигом пиролизных газов прямо под сводом топки при помощи подачи в верхнюю часть воздуха извне. К ним относятся все клоны «булерьянов» — Бренеран, Бутаков и т.п. И кстати. Всем известные колпаковые печи с подсосом воздуха – относим туда же.

И, наконец, пятый вариант – просто твердотопливные котлы с большой топкой, реально гигантской топкой, которые не только обеспечивают длительное горение, но и производят хороший теплосъем с дымовых газов, за счет правильно организованных дымовых ходов. И еще за счет дополнительных инженерных решений, который позволяют отнимать тепло у дымовых газов. Например, это использование турбулизаторов, которые отнимают тепло у дымогазов на самой последней стадии.

Топливо для котлов длительного горения

Здесь мы не будем рассматривать варианты с подачей измельченного топлива в топку из бункера или биг-бага, будь то , брикеты или уголь. Все ж таки это уже автоматизированные котлы и топливо в их топках горит самым обыкновенным образом. Вся «длительность» заключается в непрерывной подаче небольшого количества топлива за определенный промежуток времени из большого хранилища.

Мы же смотрим на те агрегаты, которые позволяют сделать 1 закладку топлива на 1-3 дня, или хотя бы на 14-16 часов, и более к котлу не подходить.

Исходя из этого, у нас остается всего 3 вида топлива, которое подходит для этой категории:

1. Дрова и древесные отходы (обрезки, чурки).
2. Уголь крупными кусками.
3. Брикеты из опилок или растительного сырья.

Для этого топлива, которое не может подаваться автоматически в топку котла, остаются те котлы на твердом топливе длительного горения, которые мы рассматривали выше.

Итак, что видим, что у нас в списке:

1. Пиролизные котлы с поддувом воздуха – верхнее горение.
2. Шахтные котлы с нижним горением и подачей воздуха дымососом в нижнюю часть.
3. Все имеющиеся в природе «стропувоиды».
4. Клон булерьянов с подачей воздуха под свод топки – с теплообменником и без оного.
5. Котлы с большой топкой, обеспечивающие медленное горение закладки и хороший теплосъем с дымовых газов.

Если не перечислил все, пишите в комментариях и отзывах внизу – дополним список. По двум из трех пунктов, по котлам длительного горения на дровах, уже есть обзоры на сайте – смотрите. Там показаны все особенности, все положительные и отрицательные стороны для отопления небольшого частного дома.

По трем котлам из списка обзоров еще нет, будут в самое ближайшее время. Если вам нужно осветить какие-то дополнительные плюсы или минусы этих агрегатов, пишите также в комментариях.