Твердотопливные котлы длительного горения

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.

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.

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.

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения

Механизм функционирования пиролизного котла построен на принципе расщепления энергоносителя на пиролизный газ и кокс. Решается эта задача с помощью низкой скорости горения топлива, которое, фактически, не горит, а тлеет. В результате этого тления образуется пиролизный газ, который горит при соединении с воздухом.

Пиролизный котел длительного горения на дровах или любом другом твердом энергоносителе конструктивно состоит из двух камер: в первой происходит расщепление самого топлива, а во второй - сжигание пиролизного газа. В таком агрегате процесс горения находится под контролем автоматики: для увеличения интенсивности горения система приоткрывает заслонку камеры сгорания, пуская в нее больше кислорода, а для уменьшения температуры, прикрывает ее.

Пиролизные газогенераторы отличаются рядом преимуществ:

• высокая эффективность прогорания энергоносителя (остается минимум отходов);
• продолжительный период работы без дозагрузки;
• экологичность (выделяет минимум вредных газов, которые проходят тщательную фильтрацию);
• высокая надежность.

Пиролизные агрегаты, благодаря тому, что состоят преимущественно из механических элементов, крайне просты в эксплуатации. Если хотите установить котел длительного горения своими руками, то такой вариант теплогенератора оптимален.

Но есть у пиролизных моделей и определенные недостатки. Они работают на принудительной тяге, поэтому зависят от бесперебойного электроснабжения. Топливо, загружаемое в пиролизный котел, должно быть абсолютно сухим, а его объем в топке должен соответствовать требованиям производителя теплогенератора.

Котлы верхнего горения

Прогорание топлива в обычных котлах и топках каминов и печей происходит снизу вверх, что объясняется физикой горения. Но такая схема не всегда эффективна, так как скорость горения слишком высока, из-за чего полностью прогорают далеко не все материалы. Этот недостаток был устранен в котлах верхнего горения, где топливо прогорает постепенно сверху вниз.

Реализовать такой механизм удалось благодаря конструктивной особенности теплогенераторов. В них не предусмотрен колосник и зольник. В поддоне вообще нет никаких элементов, поддерживающих горение.

Прогорание топлива происходит при дефиците кислорода, который подается в камеру сгорания через подвижные сопла, а объемы подачи кислорода контролируются автоматикой. Топливо в камере выгорает поэтапно слой за слоем, благодаря чему такое оборудование демонстрирует ряд преимуществ:

• высокий КПД;
• минимальный объем отходов (золы);
• минимальный расход топлива;
• экологичность (минимальное количество вредных выбросов).

Твердотопливный котел длительного горения этого типа также оснащен автоматикой, которая контролирует интенсивность горения, ограничивая или увеличивая подачу кислорода в камеру.

Средняя мощность такого оборудования равна 6 кВт, чего вполне хватает для отопления небольшого дома. Простота в обслуживании - главное преимущество котлов верхнего сгорания: нужно только загрузить в топку около 50 кг дров или другого энергоносителя, после чего на ближайшие 30 часов можно забыть о существовании котла.

Как выбрать твердотопливный котел длительного горения

Если вы определились с типом устройства, то для того чтобы купить котел длительного горения, который бы максимально соответствовал вашим требованиям, нужно выяснить еще ряд нюансов:

• объем отапливаемого помещения;
• средняя температура в комнате;
• уровень теплоизоляции дома;
• вид твердого топлива.

Выбор по критерию мощности

Чтобы котел обеспечивал комфортную температуру в доме, важно подобрать агрегат оптимальной мощности. Этот параметр рассчитывается по формуле P=S/10, где P - мощность теплогенератора, а S - площадь отапливаемого помещения.

По объему камеры и типу её загрузки

При выборе оборудования важную роль играет объем камеры сгорания и способ ее загрузки. Так как этот критерий влияет на основные трудозатраты при использовании котла. Лучше отдавать предпочтение агрегатам с большими камерами, подача топлива в которые производится сверху. Такая компоновка позволяет полностью загрузить котел горючим материалом и сократить время между процедурами.

По материалу теплообменника

Передача энергии горения теплоносителю (воде) происходит через теплообменник, он в таких устройствах бывает двух типов - чугунный и стальной.

1. Первый вариант отличается долгим сроком службы (30 лет), но боится перепадов температуры и жесткой воды.
2. А второй требует регулярной чистки, но устойчив к резким перепадам температуры и химическому составу теплоносителя. Время его эксплуатации в 2 раза меньше, чем чугунных.

Определиться среди множества технических параметров помогут профессиональные консультанты, которые работают в специализированных магазинах отопительной техники.

Если цена является определяющим параметром при выборе оборудования, то имеет смысл обратить внимание на котел длительного горения отечественного производства. Российские модели отличаются не только привлекательной ценой, но и высокой надежностью.

Итог

Обзаведясь котлом длительного горения на твердом топливе, вы гарантированно обеспечите свой дом бесперебойным теплоснабжением, стоимость которого не будет слишком обременительна для семейного бюджета.

Проблема отопления собственного жилья – одна из самых сложных задач, которую приходится решать хозяину дома. Игнорировать этот вопрос не получится – проживать в неотапливаемом здании практически половину года будет невозможно, а резкие температурные перепады быстро состарят всю внутреннюю отделку и сократят срок службы всего строения.

Оптимальным решением вопроса видится создание внутридомовой системы водяного отопления, с циркуляцией теплоносителя по трубам и радиаторам, установленным в помещениях в нужном количестве. Значит, основная проблема – выбор теплового генератора, попросту — котла, который будет преобразовывать внешний источник энергии в нагрев. А в этом вопросе, исходя из особенностей климата на подавляющей части территории России, степени доступности, в том числе – ценовой, тех или иных энергоресурсов, все большую популярность завоевывают котлы длительного горения на твердом топливе.

На сегодняшний день самым удобным вариантом традиционно считается установка газового котла. Однако, далеко не во всех населенных пунктах, а тем более – загородных дачных поселках проложены газоснабжающие сети. Кроме того, подвод индивидуальной линии от магистрали, при ее наличии – это очень серьезные затраты.

Если прибавить к этому неизбежные процедуры согласования, составление проекта с соблюдением всех требований контролирующих инстанций, то подобный способ отопления может отпугнуть хозяев дома, особенно в условиях, когда ему есть достойная альтернатива.

Казалось бы, очень приемлемый вариант – использование электроэнергии. Электрических котлов выпускается немало, они отличаются высоким КПД , лёгкостью регулировки, насыщенностью системами контроля и автоматического управления системой отопления. Но все эти весьма значимые преимущества легко разбиваются об основной «подводный камень» — стоимость киловатта электроэнергии. Среднестатистическая семья попросту разорится только на одном отоплении своего дома.

Кроме того, не секрет, что в удаленных от крупных центров поселках перепады в электросети, увы, не являются редкостью. Ставить себя в полную зависимость от стабильности работы электросетей, наверное, не лучший вариант.

На фоне развития современных энергетических технологий постепенно «ушел в тень» традиционный для российских просторов способ обогрева своего жилья с помощью обычных дров. А ведь это – возобновляемый источник энергии, и с недостатком подобного топлива на огромных территориях страны попросту нет.В ход идут и самостоятельно заготавливаемые дрова, и приобретенные , и отходы предприятий деревообработки, и старый сухостой, который все равно нуждается в регулярной очистке. Одним словом, древесина была и остается самым, наверное, доступным видом топлива в лесистых районах страны.

Конечно, от от опления дровами никогда не отказывались полностью, и печки в домах старой постройки хозяева заботливо ремонтировали и использовали по назначению. Но вот в новых зданиях установка каменной печи или камина производится, скорее, как дань моде, а не в целях полного перехода на твердое топливо.

Однако, печь печью — она достаточно долго держит тепло за счет толстых кирпичных стенок и продуманной системы каналов для выхода продуктов сгорания дров. Ее можно протопить и раз в сутки, чтобы обеспечить в помещении приемлемый для проживания микроклимат. Но как быть с водяными контурами отопления? Если просто постоянно поддерживать огонь в топке котла, как в обычной дровяной печи, то это будет разорительно с точки зрения расхода топлива, да и крайне утомительно – каждые 2 — 3 часа, а то и чаще, подкладывать новую порцию дров. Однако, выход был найден – это воплотилось в создании современных котлов длительного горения.

Особая конструкция отопительного прибора, основанная на применяемых во время его работы физико-химических свойствах твердого топлива, позволяет производить загрузку дров не чаще, чем один раз в 12 – 15 часов, а в некоторых моделях этот срок еще больше, и иногда составляет даже несколько суток.

Достоинства подобных котлов еще и в том, что многие из них могут использовать в качестве топлива, помимо дров, и другие его виды. Это могут быть, например, спрессованные брикеты из древесных отходов — пеллеты , которые можно приобрести в магазине, а в ряде случаев – даже изготовить самостоятельно.

Пеллеты — гранулированное топливо для котлов длительного горения

Применяют для твердотопливных котлов каменный уголь или торф. В последнее время стали пользоваться популярностью так называемые «евродрова» .

Продукт переработки отходов древесины — брикеты или «евродрова»

Это также продукт переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, обладающий высокой энергоемкостью и очень удобный в использовании.

Принципы работы котлов длительного горения

Принцип работы обычной печи на твердом топливе известен, наверное, каждому. В топочную камеру закладываются дрова (уголь, брикеты), а из расположенной ниже поддувальной камеры идет поток воздуха, содержащий кислород, необходимый для процесса горения. Интенсивность горения ограничивается только лишь объемом поступающего воздуха и площадью внешней поверхности топливной закладки.

По сути, это обычный костер , только заключенный в каменные или металлические стены, и требующий постоянного пополнения запаса топлива. При этом продукты сгорания практически напрямую отводятся в дымоходную систему, лабиринты и повороты которой только лишь улучшают теплоотдачу на элементы конструкции и, в определенной стене приводят к повышению КПД, но никак не могут повысить общую энергетическую отдачу от конкретного вида топлива. Процесс термического разложения древесины проходит очень интенсивно, скоротечно, оставляя достаточно много отходов и выбрасывая в атмосферу неиспользованные возможности.

А эти возможности заключаются в особых свойствах древесины, которые обусловлены ее биохимическим составом. В процессе нагрева этот материал не просто окисляется до состояния угля с выделением обычного углекислого (СО2 ) и угарного газа (СО). Высокотемпературное воздействие всегда приводит к синтезу летучих углеводородных соединений со сложной химической формулой, а они сами по себе являются отличным газообразным топливом, которое в обычных печах попросту выбрасывается в атмосферу.

Процесс термического разложения древесины называют пиролизом, соответственно, выделяемые при этом горячие газообразные составляющие – пиролизным газом. Характерно, что температура его сгорания, а значит – и теплоотдача, несопоставимо выше, чем получаемые при обычном горении дерева. При этом процессы окисления древесины настолько глубокие, что после них практически не остаётся отходов в виде золы, а в атмосферу после сгорания газообразной составляющей выбрасываются в основном водяной пар и углекислый газ.

Значит, с точки зрения технологии наиболее рационального использования древесного топлива целесообразно минимизировать процесс открытого горения, добиться максимального выделения пиролизного газа, который и будет при сжигании, по сути, являться основным источником тепловой энергии. Именно эти принципы заложены в конструкцию котлов длительного горения.

Разновидности твердотопливных котлов длительного горения

Итак, как, наверное, стало уже понятно из принципа действия котла длительного горения, основная технологическая задача, которая должна быть решена для его корректной работы— это дозирование поступление воздуха в камеру предварительного термического разложения дров и регулировка потоков полученных пиролизных газов и вторичного разогретого воздуха для их сжигания в основной камере сгорания, где, собственно, и организован основной теплообмен с контуром отопления.

При общности задачи, в различных моделях она технически решается по-своему.

1. Одним из вариантов являются конструкции, в которых нагнетание воздуха осуществляется с помощью встроенного вентилятора, а регулировка потоков производится блоком автоматики.

Большинство из подобных котлов скомпонованы таким образом, что камера загрузки и предварительного горения топлива у них расположена сверху.

После розжига заложенных дров подача воздуха к ним сводится к минимуму, а вентилятор обеспечивает воздушный поток через нижнюю камеру основного дожига , которая выполнена из жаростойких материалов (шамота или керамобетона ), не допускающих быстрого прогорания металлических деталей и становящихся, кроме того, хорошими аккумуляторами тепла. Создавшаяся тяга постоянно «подсасывает» образующийся пиролизный газ в нижнюю камеру. На входе в нее установлены керамические сопла, способные выдерживать экстремальные температуры – более 1000 градусов Цельсия.

Сгорающие пиролизные газы обеспечивают основной теплообмен с трубами или «рубашкой» водяного контура. Циркуляционный насос, который обычно также завязан с блоком автоматики котла, обеспечивает движение теплоносителя по трубам и радиаторам системы отопления.

Если посмотреть на представленный видеоролик, то даже визуально можно сравнить очень интенсивность горения дров в камере загрузки (практически на уровне вялотекущего тления) и несопоставимую с ними мощь сгорания пиролизного газа в основной камере сгорания.

Видео: устройство и работа пиролизного котла длительного горения « Мотор Сич «

Подобная компоновка камер вовсе не является «догмой» для этого вида котлов длительного горения. Так, например, в котлах модельного ряда «Gefest-profi» камера дожига вынесена назад.

Она имеет сложную лабиринтную конструкцию, что способствует наиболее эффективному теплообмену с контуром отопления. За счёт этого достигается очень высокий КПД – до 90 ÷ 93 % , практически все тепло расходуется на на грев теплоносителя. Об этом говорит и тот факт, что температура газов на выходе в дымоходную трубу – всего около 70 – 110 градусов.

Упомянутые котлы с электронным регулированием всем хороши, однако, имеет очень существенный недостаток. Они полностью энергозависимы – при выключении подачи электроэнергии вентиляторы и блок автоматики не действуют, а значит, и вся отопительная система становится неработоспособной, даже если в доме в возможность естественной циркуляции теплоносителя по контуру. Выход, конечно, есть — это установка системы бесперебойного питания, но она хороша для экстренных случаев. Если перебои в электроснабжении – частое явление, то придется избрать какой-либо другой вариант.

Весьма привередливы подобные котлы и к перепадам сетевого напряжения – автоматика может работать некорректно, и часто для них требуется установка отдельного стабилизатора.

2. Подобных недостатков лишены энергонезависимые котлы длительного горения, в которых организована регулируемая циркуляция воздуха за счет естественной тяги. Примером подобных нагревательных приборов могут служить популярные у потребителей модели «Траян» одноименной российского торгово-производственного объединения и «Буржуй-К» Костромского завода «Теплогарант ».

Основное достоинство подобных котлов — полная энергонезависимость

У них обширная загрузочная камера находится снизу, а под ней размещен зольник-поддувало – все, как в классической печи. Заслонка на расположенной внизу дверце для доступа воздуха механически (через цепочку) связана с биметаллическим терморегулятором.

После загрузки дров и их розжига заслонка открыта по максимуму – это необходимо, чтобы началось уверенное горение топлива и запустились процессы пиролиза, для которых нужна температура не ниже 200 градусов.

Затем заслонка закрывается таким образом, чтобы минимизировать поступление кислорода в зону горения дров, и камера переходит на режим тления. Воздух же, пройдя по специальным каналам для необходимого нагрева до нужной температуры, поступает в верхнюю камеру. Подача его осуществляется через специальные трубки, в которых имеются откалиброванные отверстия. Выходя через эти своеобразные горелки, кислород воздуха вступает в окислительную реакцию с поднимающимся из топочной камеры пиролизным газом. Происходит эффективный его дожиг с выделением большого количества тепла, которое расходуется на на грев теплоносителя, циркулирующего по трубам и водной «рубашке» котла.

Видео: схема устройства и работы котла длительного горения типа «Траян »

Котёл полностью энергонезависим, поэтому он может вполне использоваться при отсутствии электроэнергии в системе отопления открытого или закрытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя.

Справедливости ради надо отметить, что подобная схема все же вызывает немало критики со стороны специалистов. Спорить здесь сложно – действительно, по своему КПД и экономичности расхода дров она серьезно уступает котлам с электронным регулированием и принудительным созданием потоков воздуха и пиролизных газов. Однако, независимость от электроэнергии и простота в эксплуатации делают такие котлы весьма популярными у российских потребителей.

3. Еще один технологический подход обеспечения длительность горения твердого топлива с последующим дожигом пиролизного газа – создание таких условий, чтобы процесс с жигания дров шел сверху вниз, только в относительно тонком слое загрузки. Этот принцип, например, применен в популярных и доказавших свою эффективность котлах модельного ряда «Stropuva» одноименной литовской компании.

Эти котлы имеют характерную форму вертикально расположенного цилиндра. Они могут использовать практически любой вид твердого топлива – дрова, опилки, щепу, уголь, брикеты и т.п . Внушительная камера загрузки позволяет им работать на одной закладке весьма длительное время. Так, на одной загрузке дров котел , в зависимости от конкретной модели, способен функционировать от 1 до 3 суток , а на угле этот срок еще более впечатляющий – от 3 до 7 суток .

Секрет кроется в конструкции котла:

• Через окно (6) осуществляется загрузка имеющегося топлива в камеру сгорания (8). Затем производится поверхностный розжиг с помощью обычным легковоспламеняющихся печных жидкостей. Как только горение началось, на топливную закладку опускается распределитель воздуха (7) – он будет дозировано подавать кислород только в верхний горящий слой. В его конструкции предусмотрены специальные каналы, способствующие равномерному распределению воздушного потока по площади горения.
• Для того, чтобы процесс поверхностного горения с сопровождающим его пиролизом шел максимально эффективно, воздух нуждается в предварительной подготовке – нагреве до определенной температуры. Для этого предусмотрена специальная камера (2). Она связана с распределителем телескопическим воздуховодом. Таким образом, распределитель постепенно опускается по мере сгорания топлива под силой собственной тяжести и постоянно находится в верхнем горящем слое.

• Выделившиеся пиролизные газы дожигаются в верхней части камеры (5). Для этого предусмотрена подача дополнительного воздуха через заслонку (4). Она имеет несколько положений, рассчитанных на разные виды топлива – уголь или дрова.
• После дожига газов остаточные продукты сгорания выводятся в дымоход через патрубок (3).
• Общая регулировка интенсивности горения, а значит , и выделяемой тепловой мощности котла производится воздушной заслонкой (1), связанной с биметаллическим регулятором, на котором устанавливается заданное значение.
• Котел заключен в водяную «рубашку» для теплообмена с контуром отопления – для этого имеются патрубки подачи разогретого теплоносителя (10) и «обратки » (11).
• Ревизионное окошко (9) служит для регулярной очистки топки от зольных отложений.

Видео: устройство и работа котла длительного горения « Stropuva »

Некоторые мощные модели котлов «Stropuva» могут оснащаться вентилятором для принудительной подачи воздуха. Однако, все они вполне способны функционировать и на естественной тяге, что делает эти обогревательные приборы полностью независимыми от наличия электроэнергии.

Конструкция котла настолько эффективна, что стала основой для многочисленных самостоятельных разработок, производимых народными умельцами. Так, именно «Stropuva» наверняка стала прототипом популярно в настоящее время . Об ее устройстве, правильном расчете и технологии самостоятельного изготовления подробно рассказано в соответствующей публикации нашего портала.

4. Длительность автономной работы котла может быть обеспечена и автоматизацией подачи твердого топлива в камеру сгорания. Эта схема реализована в котлах, использующих в качестве топлива гранулированные древесные отходы – пеллеты .

По сути, это тот же котел длительного горения, имеющий несколько камер сгорания, но дополнительно оборудованный специальным бункером для загрузки гранулированного топлива. Непрерывная подача пеллет в топку осуществляется посредством вращающегося гибкого или жесткого шнека.

Специальные фото- и термодатчики отслеживают интенсивность горения и наличие топлива, вырабатывая соответствующие управляющие сигналы для своевременной подачи пеллет в область горения в необходимом количестве.

Подобная схема считается очень эффективной и имеющей широкие перспективы. К ее основному недостатку можно отнести полную зависимость от электроснабжения. Впрочем, такие котлы вполне могут быть переведены и на обычную ручную загрузку дров или угля. Система достаточно сложна в монтаже и регулировке. И еще один минус, который пока что ограничивает широкое распространение подобных котлов – ненасыщенный на текущий момент рынок гранулированного топлива, могут возникнуть определенные проблемы с его приобретением. Перед установкой подобного котла, чтобы не тратить немалые деньги попусту, следует гарантировано заручиться надежной поставкой пеллет от их производителя.

Видео: достоинства пеллетного котла с автоматической подачей топлива

Подведем итоги

Итак, котлы на твердом топливе рано списывать в разряд устаревшей, неактуальной отопительной техники. Благодаря современным инновационным технологиям они получили «второе дыхание» и свободно конкурируют с другими типами котлов – газовыми и электрическими.

• Котлы длительного горения имеют солидный КПД, доходящий у некоторых моделей до 90 – 95 % . Тепловые потери, благодаря продуманным процессам дожига пиролизных газов и конструкции теплообменников, сведены к минимуму. По эффективности и экономичности они ничуть не уступают газовым.
• Выброс от подобных котлов в атмосферу не представляет угрозы для окружающей среды, все составляющие – водяные пары и углекислый газ, легко усваиваются растениями.
• Доступность топлива и автономность, независимость от наличия газовых магистралей – одно из основных преимуществ подобной техники. Нет необходимости в утомительных разрешительных процедурах при установке котла. В регионах, где нет недостатка дров – это оптимальный вариант дл я организации отопления дома.
• Котлы могут иметь встроенный второй контур для горячего водоснабжения дома. Даже если его нет, несложно подключить к ним бойлер косвенного нагрева.
• Котлы длительного горения – достаточно неприхотливы и просты в обслуживании. При правильной эксплуатации они рассчитаны на несколько десятилетий работы.

Основными недостатками подобных котлов можно считать следующее:

• Каким бы продолжительным ни был срок работы от одной загрузки, все равно придется периодически вмешиваться в этот процесс дл я пополнения запасов топлива к камере сгорания.
• В отличие от газовых или электрических, обязательными профилактическим мероприятием является регулярная очистка котла от скопившейся золы во избежание ее коксования на стенках камер.
• Под котел на твёрдом топливе обязательно требуется отдельное помещение с хорошей вентиляцией и дымоходом. Эти приборы всегда – достаточно массивные, поэтому под них необходимо подготовить усиленную площадку.
• Необходимо дополнительное место для создания запасов твердого топлива с обязательным соблюдением правил его хранения. Подобные котлы достаточно чутко реагируют на уровень влажности дров. Считается предельной величиной влажность до 20% — при ее превышении возможна резкая потеря КПД пр ибора.

Одним из популярных агрегатов для создания системы отопления частного дома остается твердотопливный котел длительного горения на дровах. Особенно он удобен для обогрева большого здания, к которому невозможно подвести магистральный газ.

Современные агрегаты с конструкцией длительного горения способны функционировать в автономном режиме на протяжении многих часов, что упрощает эксплуатацию системы отопления. Но чтобы правильно выбрать котел, который будет полностью отвечать потребностям в тепле, необходимо хотя бы примерно представлять его устройство и принцип работы. Кроме того, при выборе учитывается немало специфических критериев, о которых тоже важно помнить.

Почему дровяной котел порой становится лучшим вариантом?

Безусловно, оптимальным вариантом как по удобству эксплуатации, так и по стоимости энергоносителя, признаны газовые агрегаты. Но, к сожалению, не все населенные пункты страны (и особенно это касается сельской местности) охвачены газификацией. Кроме того, подведение газа к дому, даже при наличии центральной магистрали, является довольно непростой и затратной задачей, связанной с оформлением многочисленных документов. Получение всех разрешений и согласований, составление проекта, а также закупка всего необходимого для подведения индивидуальной газоснабжающей линии потребует немало времени, нервов, денег.

Электрические отопительные агрегаты, казалось бы, могут быть применены для обогрева любого строения, к которому подведено электричество. Такие котлы просты в монтаже, регулировке и эксплуатации. Однако, их использование тоже имеет свои «подводные камни».

Например, для установки приборов большой мощности (выше 7÷9 кВт) необходимо проведение трехфазной линии питания. А это – опять походы по инстанциям, составление проекта, его согласование, утверждение и прочие «радости». Еще одним фактором, который нельзя не учитывать, является высокая стоимость электроэнергии, причем, с каждым годом она растет. Поэтому и оплата за отопление с использованием электрического котла может стать неподъемным бременем для бюджета семьи.

Кроме этого, необходимо помнить, что если при аварийной ситуации произойдет отключение электроэнергии, то дом останется не только без света, но и без отопления.

Закономерный вывод – при невозможности использования газа твердотопливный котел более надежен и выгоден при отоплении частного дома. Тем более что отопление жилья дровами на протяжении многих десятилетий является традиционным, так как недостатка в этом топливе нет. Особенно проблем не возникает в регионах, богатых лесными массивами, в которых всегда достаточно сухостоя. Да и закупка готовых дров в масштабе отопительного сезона обойдется куда дешевле, чем оплата электроэнергии.

Именно поэтому, даже установив газовое отопительное оборудование, очень многие хозяева старых домов вовсе не спешат избавляться от печей и каминов, которые поддерживаются в рабочем состоянии «на всякий случай».

Однако, печь - это не тот вариант, который способен обогреть большие площади дома. Поэтому, чтобы добиться комфортных температур, в здании приходилось устанавливать несколько печей, которые протапливались несколько раз в сутки. Конечно же, это не только затруднительно, но и крайне неэкономно.

Этот дискомфорт устраняется созданием полноценной системы отопления, работающей от твердотопливного котла длительного горения, позволяющим снабдить весь дом теплом из одного места. В отличие от обычной печи, такие агрегаты способны работать от одной закладки топлива до 12 и даже более часов. Таким образом, подобный котел будет требовать внимания два раза в сутки, когда в топку закладывается необходимое количество дров.

Кстати, существуют также и такие модели твердотопливных агрегатов, которые способны работать на одной закладке топлива и сутки, и более.

Преимуществом твердотопливных котлов является и то, что практически все модели могут работать не только на дровах, но и на других видах твердого топлива. Для этой цели из древесных отходов в промышленных масштабах производятся пеллеты, торфяные брикеты, а также так называемые «евродрова».

В качестве топлива для этих агрегатов используются и некоторые сорта каменного угля, однако, рассчитаны на него не все модели. Поэтому если планируется применять для отопления уголь, то следует выбирать соответствующую модель, изучив ее характеристики при приобретении.

Конструкция и принцип работы отопительных котлов длительного горения

Чтобы разобраться в том, как функционирует котел, а также облегчить процесс его будущего обслуживания, необходимо ознакомиться с конструкцией и принципом работы.

Принцип длительного горения заключается в том, что, во-первых, такие котлы имеют очень объёмную камеру загрузки дров. А во-вторых, что сгорание топлива происходит не сразу, а как бы разбивается на два этапа.

• В топочную камеру закладываются дрова (или иное допустимое для данной модели твёрдое топливо). Этот отсек должен быть заполнен практически на весь свой объем. Только у самого загрузочного окна стараются выложить тонкие поленья, щепу, ветки и т.п. – для облегчения первичного розжига.

• Далее, с помощью лучины или бумаги производится розжиг закладки топлива. На этой стадии в камеру подается достаточное количество воздуха, необходимое для возникновения интенсивного горения.
• После того как топливо занялось, подача воздуха в камеру этого первичного горения сводится к минимуму. Благодаря этому обычное активное горение дров прекращается и переходит в стадию термического разложения, иными словами – тления.
• В таких условиях тлеющая древесина при своем разложении выделяет очень значительные объемы горючих газов с высоким энергетическим потенциалом. Это процесс получил название пиролиза, а сами газы (в составе которых преобладает метан) соответственно часто именуются пиролизными.
• Если в обычных печах полученные пиролизные газы просто уходят в дымоходную трубу, то в котлах длительного горения они поступают в камеру дожига особой конструкции. Здесь под воздействием высокой температуры и избытка подаваемого кислорода (воздуха) газовая смесь воспламеняется, полностью прогорает с очень значительным выделением тепла. В результате полного цикла от дров практически не остается отходов, так как их твердая составляющая уничтожается тлением до мельчайшей золы, а газообразная - интенсивно догорает в камере дожига. Это в сумме обуславливает высокую теплоотдачу котла, его высокий КПД.

Именно образованные пиролизные газы являются главным источником получения тепловой энергии, и именно на камеру их дожига приходится основная часть теплообменника водяного контура. Хотя, конечно, отбор тепла начинается еще в камере первичного сгорания.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие характеристики имеет

Чтобы было более понятно, как примерно устроены такие котлы, можно рассмотреть следующую схему:

1 – корпус котла с надежным слоем термоизоляции.

2 – окно загрузки дров с плотно закрывающейся дверцей.

3 – камера первичного термического разложения древесины (пиролиза).

4 – зольник, в котором собираются непрогоревшие отходы.

5 – канал дозированной подачи первичного воздуха, необходимого для обеспечения тления дров

6 – канал подачи вторичного воздуха, необходимого для полного дожига выбеленных пиролизных газов.

7 – камера дожига пиролизных газов.

8 – патрубок для подключения котла к дымоходу для отвода газообразных отходов сгорания.

9 – патрубок для подключения трубы-«обратки» отопительного контура.

10 – патрубок для подключения к трубе подачи отопительного контура.

11 – дополнительный теплообменник, который часто используется для подключения к бойлеру косвенного нагрева системы горячего водоснабжения дома

Безусловно, такая схема вовсе не является какой-то догмой. Количество предлагаемый в продаже моделей велико, и компоновка может иметь весьма серьезные различия. В частности, может отличаться и строение камеры загрузки, и направление горения топливной закладки, и расположение и принцип конструкции камеры вторичного дожига пиролизных газов. У каждой модели своя конструкция «водяной рубашки» или дополнительных теплообменников. Но принцип работы котла все же остается схожим.

Перед началом эксплуатации выбранной модели необходимо внимательно изучить схему ее устройства, которая в обязательном порядке входит в документацию, сопровождающую этот прибор отопления.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие преимущества имеет

Разновидности конструкций твердотопливных котлов длительного горения

Из выше представленной информации уже понятно, что основная задача при эксплуатации котлов подобной конструкции заключается в достижении правильного дозирования воздушных потоков: первичного, поступающего в топливную камеру, и вторичного воздуха, ответственного за качественное полное прогорание пиролизных газов.

В моделях разных производителей эти задачи решаются различными способами. То есть конструкция котлов может быть укомплектована дополнительными приборами, уравновешивающими происходящие процессы.

Котлы с принудительной подачей воздуха

Одним из вариантов конструкций являются котлы со встроенным в них вентилятором, который используется для нагнетания воздуха. Распределение воздушных потоков по камерам по внутренним каналам осуществляется при помощи автоматичного блока управления.

Практически все котлы, оснащенные вентиляторами, скомпонованы так, что основная загрузочная камера расположена в центральной части конструкции.

Благодаря наличию вентилятора топливо быстро разгорается, а жаростойкие материалы, которыми, как правило, облицованы ее внутренние стенки (керамобетон или шамот) отлично аккумулируют тепло. Созданная в топке тяга постоянно поставляет выделяемый топливом пиролизный газ в камеру дожига, которая в некоторых моделях и вовсе расположена снизу. На входе это пространство установлены специальные керамические сопла, выдерживающие воздействие температур, доходящих до 1000 градусов.

Сгорая, пиролизные газы нагревают трубы водяной «рубашки». В свою очередь, установленный в отопительный контур и также связанный с автоматическим блоком, обеспечивает требуемую интенсивность перемещения теплоносителя по всей системе отопления.

В некоторых моделях твердотопливных котлов, камера дожига может быть расположена в задней или верхней части конструкции котла.

В случае если камера дожига расположена в задней части котла, она имеет достаточно сложную конструкцию теплообменных элементов, что способствует быстрому нагреву теплоносителя. Благодаря этому достигается высокий КПД прибора, доходящий порой до 90÷95%.

Подобные конструкции котлов с электронным управлением имеют большое количество преимуществ, но есть у них и свой существенный недостаток - это энергозависимость. В случае отключения электроэнергии вентиляторы, насос, и естественно, весь автоматический блок не функционируют, что приводит к приостановке или полной остановке движения теплоносителя по отопительному контуру. Если отключение электроэнергии не редкость для района, где расположен дом, то необходимо иметь систему обеспечения автономного питания - это может быть электрогенератор, который необходимо всегда держать в состоянии полной готовности. От нечастых и не слишком длительных перебоев помогают специально предназначенные для этого UPS – аккумуляторные блоки бесперебойного питания.

Еще одним серьезным недостатком котла с электронной системой управления является высокая чувствительность к перепадам напряжения. Поэтому приходится обеспечивать им защиту, устанавливая отдельный стабилизатор напряжения.

Стабилизатор напряжения – гарантия корректной работы электроники котла

Не стоит жалеть на этот прибор деньги – его стоимость несопоставима со стоимостью котла, насыщенного электроникой, и манкирование такой мерой предосторожности может вылиться в куда большие затраты! Как подобрать – читайте в специальной публикации нашего портала.

Энергонезависимые приборы отопления

Чтобы избежать зависимости от стабильности электроснабжения, стоит выбирать агрегаты длительного горения с организацией естественной тяги воздуха и оснащённые механический системой управления. Таких моделей на рынке представлено немало. Например, это знакомые всем котлы отечественного производителя с названием «Буржуй-К» или «Траян».

Эти приборы имеют объемную топливную камеру, расположенную в нижней части конструкции, под которой находится поддувало, одновременно выполняющее функцию зольника. Заслонка для доступа воздуха, находящаяся внизу дверцы, связана цепочкой с терморегулятором.

При розжиге загруженных в топку дров, необходимо максимально открыть заслонку для обеспечения активного возгорания топлива и запуска пиролизного процесса. Для его достижения необходима температура не менее 200 градусов.

После возгорания заслонку следует закрыть, сокращая до минимума доступ кислорода в топливную камеру, переведя горение в стадию тления. Далее, как уже было описано выше, происходит выделение пиролизных газов, которые поступают и возгораются в камере дожига.

Благодаря такой конструкции отопительный прибор полностью энергонезависим, поэтому даже при отсутствии электроэнергии дом будет по-прежнему снабжаться теплом.

Подобный тип котлов уступает по своему КПД и экономии топлива энергозависимым приборам, однако, именно его независимость от наличия электричества делает его популярным среди потребителей. Кроме того, платить за потребление энергии также не придется, что также поможет сэкономить на эксплуатации системы отопления в целом.

Твердотопливные котлы с верхним горением

Еще один вариант конструкции отопительных агрегатов - это орининальные технологические системы с направлением горения дров сверху вниз. Подобный принцип используется не только во многих моделях твердотопливных котлов, но и в печах, работающих по принципу длительного горения.

Котлы, имеющие верхний розжиг, как правило, имеют форму цилиндра, расположенного вертикально. Для этого типа отопительных агрегатов подходят практически все виды твердого топлива - это дрова, брикеты, уголь, щепа, опилки и др. Камера в таких котлах имеет весьма большой объем, что позволяет им функционировать на одной загрузке топлива длительное время: эта длительность зависит от конкретной модели и вида топлива. Например, некоторые из них способны работать на дровах от 24 часов до трех суток, а при использовании угля - даже от трех до семи суток.

Рабочий цикл такого котла можно представить в следующем порядке:

Итак, такой котел имеет цилиндрический вертикально расположенный корпус (поз. 1).

Через специальную дверцу (поз. 2) осуществляется загрузка выбранного топлива (поз.3) в камеру. В самом низу расположена дверца (поз. 4), служащая для очистки камеры от золы перед очередной загрузкой.

Если для отопления используются дрова, то поленья большого диаметра укладываются вниз и середину закладки, а вокруг них и сверху загружается щепа. Затем, с помощью бумаги производится розжиг верхних тонких дров. Для поджигания топлива можно использовать специально предназначенные для розжига печей жидкости.

В верхней части корпуса расположен канал подачи воздуха (поз. 5) в котел, оснащенный задвижкой. Задвижка может быть ручной или полуавтоматической, работающей по принципу изменения конфигурации биметаллической пластины под действием температуры. Воздух из этого канала поступает камеру подогрева (поз. 6), где нагревается под действием выработанного котлом тепла.

Как только начнется поверхностное горение дров, на закладку опускается специальный распределитель воздуха (поз. 7). Это довольно массивная деталь из металлического профиля, внутри которой имеются каналы для равномерного распределения воздуха по поверхности горящего топлива. Своей тяжестью распределитель ложится на горящую закладку, и по мере ее прогорания постепенно опускается вниз. Для этого он связан с камерой подогрева воздуха трубой особой телескопической конструкции (поз. 8).

В камере подогрева воздуха имеется заслонка (поз 9), которая регулирует поток вторичного воздуха в верхнюю часть камеры сгорания (поз.10).

Пиролизные газы, выделенные при тлении верхнего слоя закладки, поднимаются в верхнюю часть топливной камеры, где встречаются с поступающим сверху потоком горячего вторичного воздуха. То есть создаются все необходимые условия для их полного дожига с большим выделением тепла. После этого газообразные отходы отводятся через патрубок (поз. 11) в дымоход.

Выработанное тепло передаётся водяной рубашке котла (поз. 12), которая через патрубки «обратки» (поз. 13) и подачи (поз. 14) связаны с отопительным контуром системы.

Как видите, по сути, в данной конструкции нет очевидного разделения на камеру предварительного горения дров и окончательного дожига газов – общее пространство разделяется на эти зоны положением распределителя воздуха, и размеры этих зон меняются по ходу работы агрегата.

Такие модели котлов могут быть оснащены и встроенным вентилятором, который осуществляет подачу воздуха принудительно. Однако, даже их работа может осуществляться и при наличии только естественной тяги. Поэтому, отопление дома будет работать даже при отсутствии электроэнергии.

Эта конструкция показала свою эффективность, поэтому некоторые домашние умельцы берут ее за основу при создании собственных изделий. Яркий пример тому – популярная дровяная печь с необычным названием «Бубафоня».

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет в системе отопления

Небольшой обзор моделей твердотопливных котлов длительного горения

В этом разделе будет рассмотрено несколько популярных у российского потребителя моделей твердотопливных котлов, зарекомендовавших себя надежными и удобными в эксплуатации приборами отопления.

Твердотопливный котел «Stropuva S40P»

Отопительный котел «Stropuva S40P» - это модель литовской компании «STROPUVA», предназначенная для отопления довольно больших площадей и способная работать на угле, дровах, а также на древесных и торфяных брикетах.

Котел имеет конструкцию с верхним горением и состоит из двух цилиндров, один из которых находится внутри другого. Пространство между цилиндрами является, по сути, водяной рубашкой, то есть теплообменником для теплоносителя системы отопления. Во внутреннем цилиндре находится объемная топочная камера, в которую воздух, поддерживающий поверхностное горение топливной закладки, автоматически подается через телескопический распределитель. По мере прогорания топлива распределитель опускается, создавая оптимальные условия для его тления. В верхней части камеры происходит окончательный дожиг пиролизных газов.

Котел имеет цикличный режим работы, загрузка топлива в камеру горения осуществляется вручную.

Агрегат за счет своей формы имеет компактные размеры в плане, но обладает немалой высотой - 1900 мм. Поэтому помещение для его установки должно иметь достаточно высокий потолок.

Технические характеристики «Stropuva S40P» определяются следующими параметрами:

Наименование параметра	Показатели
Тип котла
Тип используемого топлива	дрова, уголь, брикеты, «евродрова», пеллеты
Число контуров	один (только отопительный)
Мощность, кВт	40
	400
КПД, %	85
Наличие вентилятора для нагнетания воздуха	есть
Встроенный уиркуляционный насос	нет
	60
	95
	1.5
	сталь
Диаметр дымохода, мм	200
Термометр	есть
Тип управления	механический
Энергозависимость	да
Наличие предохранительного клапана	есть
Вес прибора, кг	308
	2120×680×680

Средняя стоимость прибора на 2018 год составляет 105 000 ÷110 000 рублей.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют

Твердотопливный котел «Buderus Logano G221-20»

Модель «Buderus Logano G221-20» - это твердотопливный котел немецкого производства, отличающийся высокой стабильностью надежностью в работе. Функционировать отопительный прибор может на разных видах топлива - это дрова, уголь, брикеты и кокс. Использование более теплоемких видов топлива допустимо, так как котел оснащен чугунным теплообменником.

Особенностями твердотопливного котла «Buderus Logano G221-20» можно назвать следующие моменты:

• Большой загрузочный объем топливной и зольной камеры.
• Возможность переустановки дверцы топки на другую сторону - иногда это необходимо сделать для комфорта эксплуатации.
• Легкий доступ к очистке топочного и поддувального пространства.
• Эту модель котла легко встроить в уже существующую систему отопления, например, в качестве резервного источника обогрева.

На российский рынок поставляется целая линейка твердотопливных отопительных приборов «Buderus» серии «Logano G221» с разными техническими характеристиками. Поэтому из них можно выбрать агрегат, имеющий требуемую мощность для отопления как для жилого, так и для производственного строения.

Технические характеристики «Buderus Logano G221-20» выглядят следующим образом:

Наименования параметров	Показатели
Тип котла	твердотопливный котел длительного горения
Тип используемого топлива	дрова, брикеты, «евродрова», уголь, кокс.
Число контуров	один (отопительный)
Мощность, кВт	20
Максимальная отапливаемая площадь, м²	200
КПД, %	78
Расход кокса, кг/ч	3.9
Расход угля, кг/ч	3.6
Расход дров, кг/ч	5.6
Максимальная температура теплоносителя, ˚С	90
Максимальное давление в контуре системы отопления, бар	4
Материал первичного теплообменника	чугун
Диаметр дымохода, мм	150
Термометр, манометр	есть
Тип управления	механический
Энергозависимость	да
Вес прибора, кг	210
Линейные параметры (высота, глубина, ширина), мм	1370×820×605

Средняя стоимость такого прибора на 2018 год составляет 110 000÷115 000 рублей.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать дровяную

Твердотопливный котел «Protherm Бобер 50 DLO»

«Protherm Бобер 50 DLO» - это котел длительного горения словацкого производства, изготовленный из чугуна. Прибор предназначен для отопления как жилых, так и промышленных объектов.

Эффективная работа отопительного прибора гарантируется при качественном проведении его монтажа, а также при регулярном обслуживании на протяжении всего периода эксплуатации. Котел «Protherm Бобер 50 DLO» предназначен для работы в системе как с естественной, так и с принудительной циркуляцией теплоносителя. Поэтому данная модель вполне может функционировать и при полном отсутствии энергоснабжения.

Благодаря чугунному теплообменнику нагревание секций происходит равномерно, что и увеличивает КПД котла до 90%.

В корпусе предусмотрен охладительный контур, препятствующий повышению температуры теплоносителя выше 110 градусов.

В качестве изоляции корпуса, которая способствует повышению теплоемкости агрегата и безопасности его эксплуатации, использована фольгированная минеральная вата.

Прибор оснащен специальным термостатом, регулятор которого выведен на его крышку, Установка необходимого температурного режима осуществляется вручную..

Технические характеристики «Protherm Бобер 50 DLO» показаны в таблице:

Наименования параметров	Показатели
Тип котла	твердотопливный котел длительного горения
Тип используемого топлива
Число контуров	один (отопительный)
Мощность, кВт	35
Максимальная отапливаемая площадь, м²	265
КПД, %	90
Максимальная температура теплоносителя, ˚С	85
Минимальная температура теплоносителя, ˚С	30
Максимальное давление в контуре системы отопления, бар	4
Материал первичного теплообменника	чугун
Диаметр дымохода, мм	150
Термометр, манометр	есть
Тип управления	механический
Энергозависимость	нет
Вес прибора, кг	380
Линейные параметры (высота, глубина, ширина), мм	935×740×440

Средняя стоимость прибора на 2018 год составляет 95 000 ÷ 105 000 рублей.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать

Твердотопливный котел длительного горения «Теплодар Куппер ОК30»

Агрегат, производимый отечественным производителем, особенно популярен для использования в жилых домах частного сектора с небольшой площадью. Его востребованность объясняется не только высокими техническими характеристиками, но и доступной ценой.

«Теплодар Куппер ОК30» имеет компактные размеры, поэтому не занимает много места, и для него не придется возводить отдельного вместительного помещения. Прибор способен нагревать эффективно теплоноситель уже через 20 минут с начала топки, что обеспечивает за короткий срок достижение в комнатах комфортной температуры. Преимуществом этого отопительного агрегата является также то, что он может работать на любом твердом топливе, а при необходимости его можно перевести также на электричество или природный газ – предусмотрены возможности установки стандартных модулей.

На практике было проверено, что оптимально длительный срок работы на одной закладке этой модели достигается при использовании одновременно двух видов топлива. Например, в топочную камеру сначала производится горизонтальная закладка дров, производится их розжиг, а затем через верхний загрузочный канал производится засыпка угля.

Технические характеристики «Теплодар Куппер ОК30» сведены в таблицу:

Наименования параметров	Показатели
Тип котла	твердотопливный котел длительного горения
Тип используемого топлива	дрова, брикеты, «евродрова», уголь.
Число контуров	один (отопительный)
Мощность, кВт	30
Максимальная отапливаемая площадь, м²	300
КПД, %	90
Объем водяного контура, л	50
Максимальная температура теплоносителя, ˚С	95
Минимальная температура теплоносителя, ˚С	30
Максимальное давление в контуре системы отопления, бар	2
Материал первичного теплообменника	сталь
Диаметр дымохода, мм	150
Термометр, манометр	есть
Тип управления	механический
Энергозависимость	нет
Вес прибора, кг	145
Линейные параметры (высота, глубина, ширина), мм	1000×645×420

Средняя стоимость прибора на 2018 год составляет 24 000 ÷30 000 рублей.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие характеристики имеет

Подводим итоги – несколько слов о достоинствах и недостатках дровяных котлов

Итак, несмотря на широкий ассортимент приборов, использующих иные виды топлива, дровяные котлы не теряют своей популярности. Производители постоянно совершенствуют свои изделия, дополняя их инновационными решениями, упрощающими процесс эксплуатации и повышающие эффективность агрегатов. Благодаря этому, многие из моделей вполне могут конкурировать с электрическими и газовыми приборами.

Достоинствами такого оборудования можно считать следующее:

• Твердотопливные котлы длительного горения имеют высокий КПД, который у некоторых моделей доходит до 95%, так как благодаря системе дожига потери энергетического потенциала используемого топлива практически сведены к минимуму.
• Приборы вполне можно назвать экологически чистыми, так как для их топки используются природные ресурсы, выбросы от которых хорошо перерабатываются растениями.
• Автономность работы большинства котлов делают их независимыми от наличия электроснабжения.
• При установке агрегатов этого типа нет необходимости проходить длительные процедуры для получения различных разрешений и согласований.
• Твердотопливные котлы могут иметь и двухконтурную схему, которая будет не только отапливать помещения дома, но и снабжать семью горячей водой. Если эта функция не предусмотрена в конструкции агрегата, то к нему несложно подключить бойлер косвенного нагрева.
• Эти приборы рассчитаны на весьма длительный срок эксплуатации, измеряемый десятилетиями. Они неприхотливы в эксплуатации и обслуживании.

К недостаткам твердотопливных приборов отопления относят следующие факторы:

• Приборы требуют постоянного контроля за работой, а также своевременной загрузки топлива в камеру горения.
• Требуется обязательная очистка топливной и зольной камеры от продуктов горения перед очередным циклом работы.
• Необходимость обустройства качественной вентиляционной системы в помещении, где устанавливается котел, продуманной конструкции дымохода.
• Практически все дровяные котлы имеют крупные габариты, поэтому для них необходимо обустраивать отдельное помещение или же выделять достаточно много места в одном из нежилых помещений дома.
• Кроме этого, потребуется оборудованное место для хранения твердого топлива. Перед каждой загрузкой дрова, хранящиеся на улице, должны быть занесены в помещение для просушки на определенный период. Слишком влажное топливо значительно снизит КПД котла, так как процесс пиролиза может быть неполноценным.

Все больше горожан стремятся вырваться на постоянное проживание за пределы мегаполисов. Подальше от шума, пыли и суеты. Теперь практически каждый может ездить по делам на собственном автомобиле, расстояния перестают быть преградой. Единственное, что останавливает многих - уровень комфорта, который предоставляет деревенский дом. В первую очередь, это касается отопления. А если поблизости нет газа, тогда приходится искать альтернативные методы решения вопроса. Одним из таких решений вполне может стать котел на твердом топливе с улучшенными характеристиками, который мы рассмотрим сегодня.

Что такое котел длительного горения

Никакой фантастики и космических инноваций в конструкции устройства нет. Только грамотная разработка и тонкое знание физических процессов позволили разработать такой котел. Дровяной котел, который может гореть очень долго, не требуя к себе особого внимания и обладая хорошим КПД. Это основные характеристики устройства. К тому же дрова - довольно доступный вид топлива, они намного дешевле, чем газ, а объем котла можно подобрать любой и для любого помещения.

Принцип работы прост и понятен - твердое топливо не просто сгорает в топке, как в обычной печи, а медленно тлеет, постоянно вырабатывая тепло. Процесс горения искусственно замедляется благодаря тому, что доступ кислорода к очагу горения может регулироваться в довольно широких пределах. Чем медленнее горит топливо и чем больше его объем, тем больше тепла мы получаем на выходе из устройства.

Такой котел в несколько раз экономичнее, чем обычный котел на твердом топливе, а период его работы может вообще ограничиваться рамками отопительного сезона. В октябре можно его разжечь, а в конце апреля потушить, при этом раз в 5-7 дней проводить новую закладку топлива. Такие устройства производятся как для бытового применения, так и для обогрева промышленных объектов, разница только в размерах. Промышленный котел на твердом топливе длительного горения цены на который в десятки раз превышают бытовой, может занимать отдельное помещение и отапливать целые цеха.

Классификация устройств

Дрова, опилки, уголь и торф – это основные виды топлива для этих устройств, а по способу теплообразования котел проектируют только двух типов:

Пиролизный котел потребляет только сухое топливо, при этом он может показать высокий КПД и экономичность. Малый расход топлива обусловлен тем, что оно выгорает в камере сгорания практически безостаточно, сокращая при этом расходы на отопление и уменьшая время на уход и обслуживание процесса горения.

Характеристики пиролизных котлов

Все пиролизные котлы, которые выпускаются промышленностью, похожи между собой по показателям, поэтому можно говорить о средних значениях такого оборудования, незначительно отличающиеся между собой, в зависимости от модели. Так, практически каждый котел длительного горения имеет рабочее давление порядка 1 атм, температура теплоносителя на выходе может быть от 70 до 90˚С, при этом КПД таких устройств составляет 85-90%. Для котлов бытового назначения средняя мощность составляет не менее 80 кВт, а температура отработанных газов может достигать 250˚С и выше.

Пиролизные котлы могут иметь массу положительных преимущественных достоинств перед другими видами отопительной техники, в частности, отмечают:

• отличную теплоотдачу;
• высокую производительность;
• безопасность, возможность установки прямо в жилом доме;
• многообразие дизайнерских находок в исполнении корпусов устройств;
• регулировка температуры проходит просто и без применения дополнительных дорогих устройств;
• простая настройка всех параметров;
• возможность установки средств автоматизации, сигнализации и автоматических регулировок;
• низкие цены на топливо по сравнению с электричеством и газом, к тому же это единственный выход, когда поставки газа или электричества ограничены или отсутствуют.

Принцип действия и чертежи котла длительного горения на твердом топливе

Отопители могут работать по нескольким схемам, что отражается на их конструкции. Котлы, которые основаны на принципе верхнего горения устроены несколько проще, чем котлы с нижним очагом, тем не менее, эффективность работы у них практически одинаковая. Верхнеочаговые котлы впервые пошли в серийное производство только в 2000 году и с тех пор их конструкцией пользуются многие при изготовлении котлов своими руками.

Камера сгорания такого котла может быть довольно объемной, вплоть до 500 кубических дециметров. Поэтому, чем больше камера сгорания, тем дольше котел может работать без закладки, вплоть до нескольких суток. Топливо сгорает сверху вниз, а шахтный ограничитель подачи кислорода автоматически уменьшает камеру сгорания по мере выработки топлива. Тепло, образующееся при тлении, передается в теплообменник.

Цены на котлы длительного горения

Котлы длительного горения производятся как отечественными предприятиями, так и многими зарубежными фирмами. Наибольшей популярностью пользуются литовские котлы длительного горения Stropuva. Компания производит широчайший ряд моделей, различные как по мощности, так и по площади отапливаемого помещения.

В зависимости от бюджета можно купить котел длительного горения на 10 кВт с отапливаемой площадью до 100 квадратов. Такой котел обойдется в 90 тысяч. Он может работать на дровах и древесных отходах. Модель Stropuva S 40 может работать как на угле и торфе, так и на дровах, при этом отапливать площадь до 400 квадратов. Цена такого котла составит от 130 тысяч.

Надежные и неприхотливые котлы длительного горения станут стабильным источником тепла в доме, независимо от его размеров. Они просты в регулировках и обслуживании и позволят наслаждаться уютом и комфортом за скромные деньги и без дополнительных хлопот.

Требуют регулярного обслуживания и загрузки топлива - это их основной недостаток. Дешевые и простые модели необходимо заполнять дровами раз в несколько часов. Поэтому для отопления жилого дома чаще используют котлы длительного горения, которые могут работать на одной партии топлива несколько суток .

За счет чего достигается столь долгий срок работы этих моделей? Значительные габариты обычно подсказывают покупателю, что дело в большем объеме загрузочной камеры. Отчасти это так, но в основе длительной работы лежит не количество топлива, а принцип его горения «сверху вниз» .

При сжигании топлива горит только верхний его слой, причем горение происходит при дозированном поступлении воздуха. Яркого пламени при этом не образуется, топливо длительно и равномерно тлеет, нагревая при этом нижние слои. Поэтому котлы длительного горения не так требовательны к влажности дров и фракции угля .

Устройство котла длительного горения имеет свои особенности . Дверца загрузочной камеры расположена высоко - в верхней трети корпуса. Топливом заполняется практически все внутреннее пространство, этим объясняется большой объем загрузки. В верхней части корпуса находится дымовой патрубок, который соединяют с дымоходом.

Внизу камеры - зольник, он необходим для чистки котла. Роль поддувала, как в обычных печах, в этих моделях зольник не играет, поэтому дверца его герметична. Воздух поступает из воздушной камеры, расположенной вверху, она одновременно является рекуператором: дымовые газы нагревают ее стенки, благодаря чему в зону горения воздух поступает уже нагретым. Вверху камера оснащена заслонкой.

Чтобы дозировано поставлять воздух к поверхности горения топлива, котлы оснащены распределителем воздуха, соединенным с воздушной камерой посредством телескопически удлиняющейся трубы. По мере прогорания загрузки топлива распределитель опускается вместе с верхним горящим слоем, что обеспечивает длительный устойчивый режим подачи воздуха.

В исходное положение распределитель воздуха возвращается с помощью троса с кольцом - просто вытягивается наверх. По положению троса можно определить остаток топлива в камере загрузки.

Теплообменник в моделях длительного горения представляет собой водяную рубашку, расположенную по всем боковым поверхностям, благодаря чему теплосъем довольно эффективен. Для подачи теплоносителя в систему отопления и возврата ее в котел предусмотрены штуцера. Штуцер подачи воды в систему находится в верхней части теплообменника, возврата - в нижней, это обеспечивает естественную циркуляцию.

Могут быть оснащены автоматическим или термомеханическим регулированием . В первом случае они энергозависимы и требуют подключения к электросети. Во втором управление процессом горения происходит с помощью биметаллического . Такие котлы не нуждаются в электроэнергии и могут бесперебойно работать в любых условиях.

Достоинства котлов длительного горения

• время работы на одной загрузке - до 7 суток;
• простая и надежная конструкция;
• невысокие требования к качеству топлива;
• большинство моделей не требует подключения к сети;
• цена на котлы сопоставима с ценой на .

Недостатки:

• значительные габариты;
• потребность в регулярной чистке - при тлении выделяется большое количество сажи.

Виды топлива для котлов длительного горения

Котлы длительного горения не требовательны к качеству топлива . Наибольшую эффективность они дают на антраците и буром угле, но могут работать и на дровах, брикетах и пеллетах.

Важный нюанс, на который нужно обратить внимание при покупке - максимальная длина дров. Готовые колотые дрова обычно имеют длину 40-45 см, если модель имеет меньшую длину загрузочной камеры, то дрова придется заготавливать самостоятельно или пилить на заказ.

Влажность дров не имеет столь важного значения для этого типа котлов, как для пиролизных, но при сгорании сырой древесины КПД котла будет значительно ниже , а количество сажи и копоти сильно увеличится. Кроме того, при высокой влажности дыма водяные пары способны конденсироваться на стенках дымохода и взаимодействовать с сажей, образуя угольную кислоту. Со временем кислота разрушит стенки дымохода, и он потребует замены.

Пеллеты и топливные брикеты в котлах длительного горения можно использовать без предварительной подготовки, размер гранул значения не имеет, а влажность этого топлива находится в рамках 20%, что для этих моделей вполне приемлемо. Бурый уголь и антрацит средней фракции также не требуют дополнительной подготовки, крупные куски перед загрузкой нужно раздробить.

Не рекомендуется использовать в котлах длительного горения влажный опил и строительный мусор - топливная камера и дымоход при их использовании !

Обзор моделей котлов длительного горения

На рынке представлены котлы различных производителей, и заявленные характеристики у них похожи, поэтому сделать выбор порой сложно. Ниже приведен обзор наиболее популярных моделей.

Котлы Liepsnele, Литва

Модельный ряд котлов длительного горения от этого производителя включает универсальные модели с мощностью от 10 до 40 кВт, они могут работать на угле, дровах, опилках, стружке, топливных пеллетах и прессованных брикетах.

Конструкция котлов относится к классическому шахтному типу с верхним горением. Котлы Liepsnele энергонезависимы, обладают высоким КПД - он составляет не менее 90% на любом из режимов работы и при любом топливе.

Видео: монтаж и подключение отопительного оборудования Liepsnele

Котлы SWaG, Украина

Шахтные универсальные модели длительного горения, оснащенный электронным блоком управления, позволяющим точно регулировать режимы горения. Ряд мощностей - от 10 до 50 кВт. Котлы оснащены турбиной, нагнетающей воздух в зону горения, что повышает его эффективность при розжиге и в режиме разогрева системы. Котлы укомплектованы группой безопасности, включающей клапан сброса давления и воздухоотводчик, а также термометром.

Краткие технические характеристики:

В котлах SWaG, наряду с основным топливом, можно сжигать опил, солому, щепу и другие отходы, смешивая их с углем или дровами. Нельзя использовать пыльный мелкий уголь, склонный к спеканию и коксованию - работа котла будет неустойчивой и неэффективной.

Видео: описание котлов SwaG

Котлы Stropuva, Болгария

Классические агрегаты верхнего горения, шахтного типа для отопления жилых и промышленных объектов. Оснащены биметаллическим регулятором тяги, что избавляет от необходимости подключения к электрической сети. Модельный ряд универсальных котлов представлен моделями от 8 до 40 кВт.

Краткие технические характеристики:

Котлы Stropuva отличает повышенная безопасность и устойчивость к гидроудару - при резком перегреве стенки корпуса не повреждаются, деформация направлена вовнутрь.

Видео: модели длительного горения Stropuva

Котлы Неделька, Россия

Котлы отечественного производства, способные работать на одной загрузке угля в течение 6-7 суток. Обладают высоким КПД - до 92%, автоматика котла позволяет точно регулировать температуру сетевой воды и микроклимат в помещениях дома.

Котел имеет прямоугольную форму с загрузочной дверцей в верхней плоскости. Тип горения в котле верхний, для более полного теплосъема предусмотрен дымооборот - каналы, по которым проходят нагретые дымовые газы.

Теплообменник котла «Неделька» многоходовой, что обеспечивает максимальный отвод тепла от наиболее нагреваемых поверхностей. Топка оснащена колосниковой решеткой и двумя прочистными дверцами: через одну, расположенную в топливной камере, удаляют продукты горения из топки, через вторую - из зольника.

В верхней части расположен микропроцессорный блок управления, управляющий вентилятором наддува. Он регулирует подачу воздуха в камеру, а следовательно, и режим горения. При отключении электроэнергии котел затухает, при ее включении способен разгореться вновь без вмешательства человека. Управление простое - достаточно выставить желаемую температуру в помещениях, в которых установлены датчики.

Требования к качеству топлива у агрегатов «Неделька» невысоки: в них можно сжигать уголь и дрова, пеллетные гранулы, щепу, отходы строительства. Наибольшая эффективность и длительность горения достигается при работе на угле, к качеству которого не предъявляется особых требований - эффективный наддув способен разжечь любую фракцию угля.

Для частных домов рекомендованы три модели котлов : КО-60 - для дома площадью от 100 до 300 квадратных метров, КО-90 - от 200 до 400 квадратных метров и КО-110 - от 250 до 600 квадратных метров. При этом чем больше площадь, тем меньше время горения котла на одной загрузке, поэтому лучше выбирать более мощный котел.

Цены на котлы «Неделька», в зависимости от модификации - от 110 до 220 тысяч рублей .

Котел «Неделька», видео

Правильный выбор подходящей модели твердотопливного оборудования позволит забыть о ежедневной загрузке, чистке и обслуживании отопительного оборудования. Современные котлы надежны, безопасны и не требуют контроля. Достаточно раз в несколько дней прочистить агрегат от золы и пепла и загрузить новую партию топлива, после чего всю неделю в доме будет тепло и комфортно.