Твердотопливный котел для дома: виды, оборудование

Что представляют собой твердотопливные котлы

Отопление газом – не всегда самый выгодный вариант получения тепла в жилище с экономической точки зрения.

Электричество – тоже не является панацеей, ведь напряжение в городской сети еще более-менее стабильное, а за городом «скачет» так, что полагаться на него не стоит.

Выхода из такой ситуации всего два: установить дома камин или твердотопливный котел.

Такой вид отопительного оборудования надежен, долговечен и не зависит от переменчивых внешних условий.

Но, если камин, являясь помимо прочего, элитным декоративным элементом, стоит дорого, то котел на дровах доступен по цене и универсален, т.к. может быть установлен где угодно без изматывающей бумажной волокиты.

Основное топливо для твердотопливных котлов это уголь, дрова, дровяные брикеты и прессованные гранулы.

Это основное топливо. Отклонение от этого условия влечет за собой заметное ухудшение процесса горения и коэффициента полезного действия котла на твердом топливе. Также может случиться поломка самого котла и безвозвратный его выход из строя.

Установка в жилом доме твердотопливного котла — задача одновременно проста и понятно, однако при детальном рассмотрении, связана с многочисленными техническими и технологическими сложностями.

Сегодня многие граждане стремятся оборудовать свой дом нагревательным прибором, работающим на твердом топливе. Это объясняется хорошими эксплуатационными характеристиками отопительного оборудования данного вида, отсутствием необходимости получать разрешение на монтаж твердотопливного нагревательного прибора.

Не последнюю роль в плане выбора отопительной техники играет стоимость топливного ресурса и его относительная доступность.

Однако выбрать котел и установить его в доме – этого мало.

Для нормальной работы системы автономного отопления потребуется дополнительная установка различных устройств, приспособлений и механизмов.

Большая часть таких приспособлений обеспечивают нормальное функционирование всего отопительного комплекса и его безопасность.

Буферная емкость или теплоаккумулятор, для твердотопливного котла как раз относится к разряду таких устройств, без которых ни один нагревательный агрегат не сможет полноценно работать.

К преимуществам твердотопливных отопительных котлов относятся следующие качества:

  • экономичность;
  • высокая надежность;
  • длительный срок службы;
  • невысокая стоимость;
  • обширный модельный ряд;
  • возможность использования любых видов твердого топлива.

Недостатками котлов являются такие показатели:

  • требовательность к качеству горючего материала;
  • необходимость в свободном пространстве для хранения топлива;
  • ручная загрузка топлива;
  • необходимость постоянного контроля работы устройства.

Внедрение котла в систему отопления

Автономное отопление и водоснабжение от одного твердотопливного котла, является наиболее простым и разумным решением. Остаётся только разобраться, каким образом осуществляется его обвязка, и как вообще работают такие системы.

Чтобы отопление было не только экономичным и максимально производительным, но и долгие годы функционировало безаварийно, очень важно не только правильно осуществить монтаж, но и не пренебрегать включением в систему дополнительных устройств, предохраняющих её от всевозможных форс-мажоров.

Рядом с котлом – бойлер для горячего водоснабжения

Рядом с котлом – бойлер для горячего водоснабжения

И потом, комфорт, который человек получает с применением дополнительного оборудования, тоже чего-то стоит. Например: такой прибор, как теплоаккумулятор, решит проблему конденсации влаги на стенках котла из-за перепада температур. А для того чтобы не только обогреть дом, да ещё и обеспечить его горячей водой, необходимо дополнительно установить бойлер.

Не станем утверждать, что всё это легко сделать своими руками, но для успешной эксплуатации, ознакомиться с нюансами устройства систем всё-таки нужно.

Выполнение обвязки

КПД твердотопливных котлов, зависит от температуры горения носителя тепла. Это создаёт определённые сложности управления процессом сгорания топлива. Чтобы отопление было эффективным, она должна быть стабильной, и не отклоняться в ту или иную сторону от диапазона в +60 +65 градусов.

При неправильном внедрении котла в отопительную сеть, нагрев может быть весьма неэкономичным. Его работа зависит не только от типа системы, но и количества в ней контуров, а так же наличия или отсутствия дополнительных точек потребления тепла. Схемы не обязательно должны быть типовыми — ведь дома-то все разные.

Обвязка твердотопливного котла

Обвязка твердотопливного котла

Зная особенности отопительных систем и принципа их работы, можно создать какой угодно проект, учитывающий все индивидуальности объекта. Простая инструкция, конечно, не сможет дать всех необходимых знаний, для этого нужно серьёзно штудировать тему.

Зато о типовых схемах, используемых в малоэтажных домах чаще всего, мы с удовольствием расскажем. А так же предложим для ознакомления видео в этой статье.

Открытые системы с естественной циркуляцией

Система, основанная на естественном притоке воздуха, необходимого для поддержания горения, для твердотопливных моделей является наиболее оптимальной. Самое ценное то, что она не зависит от электричества, тогда как дополнительная тяга в виде вентилятора, требует подключения к сети.

Открытая гравитационная система с твердотопливным котлом

Открытая гравитационная система с твердотопливным котлом

Итак:

  • Данную систему ещё называют гравитационной. Она максимально проста, вполне надёжна, и не требует больших вложений. Поэтому народ её активно использует, несмотря на имеющиеся недостатки. А без них, конечно, не обходится.
  • Из-за свободного доступа кислорода, трубы в открытой системе сильнее поддаются коррозии. Так же, в результате испарения циркулирующего теплоносителя (воды или антифриза) возникает необходимость в его постоянном пополнении. Из-за этого же, температура реагента в противоположных концах контура неравномерна.
  • Однако больших проблем всё это не создаёт, так как попадание кислорода в систему, довольно просто устранить. В расширительный бак доливают небольшое количество масла на минеральной основе. Оно, кстати, помогает так же снизить скорость испарения теплоносителя. Естественно, для горячего водоснабжения метод не годится, а для отопления – вполне приемлем.

Основные требования для монтажа такой системы можно изложить так:

  • Чтобы теплоноситель мог нормально циркулировать, вход в котёл должен быть расположен ниже входа в радиаторы примерно на 50 см.
  • Так как циркуляция теплоносителя в открытых системах происходит за счёт гравитации, трубы подачи и обратки должны быть смонтированы с уклоном в сторону направления его движения.
  • Расширительный бак, без которого автономная система отопления обходиться не может, должен располагаться как можно выше.

Системы закрытого типа

Избежать негативного воздействия кислорода в закрытых системах, помогает всё тот же расширительный бак. Здесь он может быть установлен в любом удобном месте, но наиболее оптимально всё же отдать предпочтение обратной трубе.

Только теперь бак будет иметь несколько другую конструкцию, а потому должен быть предназначен именно для закрытых отопительных систем.

Расположение приборов в закрытой системе

Расположение приборов в закрытой системе

Если баки, устанавливаемые в открытых системах, работают только на воде, то баки закрытого типа позволяют использовать и другие рабочие жидкости – например, антифриз. Чаще всего закрытые системы монтируют при установке котла с принудительной тягой. Они намного проще  регулируются и быстрее прогреваются при запуске.

Расширительный бак для закрытой системы

Расширительный бак для закрытой системы

Обратите внимание! По сравнению с открытой системой, здесь меньше разница температур на входе и выходе из котла, что для всего отопительного оборудования очень важно. Это позволяет использовать для монтажа системы трубы меньшего диаметра – а это уже прямая экономия. Закрытая система вообще универсальна, и позволяет подключать не только радиаторы любого типа, но и тёплые полы, а так же дополнительный бойлер для горячего водоснабжения.

Узел безопасности закрытых систем отопления: предохранительный клапан, манометр и вантуз

Узел безопасности закрытых систем отопления: предохранительный клапан, манометр и вантуз

При устройстве закрытой системы нужно учитывать несколько очень важных моментов:

  • Бак должен иметь такую ёмкость, которая позволит вместить как минимум 10% общего объёма теплоносителя. На подающей трубе обязательно ставится предохранительная арматура: вантуз и клапан.
  • Вантуз – это воздухоотводчик, через него из системы автоматически удаляется воздух. Что касается клапана, то при критическом повышении давления в системе, это устройство позволяет быстро сбросить из неё часть теплоносителя.
  • Обычно клапан аварийного сброса настраивают на давление в 3 атм, тогда как нормальным рабочим параметром сети считается 2 атм.

Байпас с циркуляционным насосом и обратным (противосливным) клапаном

Байпас с циркуляционным насосом и обратным (противосливным) клапаном

И ещё одно существенное отличие: в закрытых системах, теплоноситель движется принудительно – то есть, за счёт внедрённого в сеть циркуляционного насоса. Работает он, естественно, от электричества, и чтобы в случае его простоя система не отключалась, на ней следует предусмотреть обходную ветку (байпас).

Этот узел обеспечивает теплоносителю движение естественным способом. Насос может быть расположен как на байпасе, так и на обратке, у входа в котёл. На подающей трубе его не ставят, чтобы в случае закипания воды, пар не попал в насос.

Читайте также:  Котлы Сиберия: модельный ряд, функциональные особенности, отзывы о работе котлов Siberia

Способы подключения котла

Когда к котлу, работающему на твёрдом топливе, необходимо подключить не одну, а несколько веток (контуров), в числе которых могут быть не только радиаторы, но и горячее водоснабжение, водяной пол — системе требуется точная балансировка количества теплоносителя. Если её не предусмотреть, жидкость будет двигаться только туда, где найдёт меньшее сопротивление, а остальные ветки системы нагреваться не будут.

Через коллектор или гидрострелку

Справиться с этой задачей помогают коллекторы, называемые гребёнками из-за своеобразной конфигурации, которые могут иметь как один, так и несколько выходов.

  • Их установка даёт возможность не только равномерно распределять теплоноситель, но и индивидуально регулировать его температуру на ветках системы.
  • Благодаря коллектору, для каждого контура можно установить свой циркуляционный насос, что позволить регулировать так же и подачу тепла.
  • Такая обвязка имеет наибольшую сложность, а соответственно, увеличивается и себестоимость системы в целом. Зато, в плане удобства и надёжности, ей нет равных.

Отопительный коллектор

Отопительный коллектор

Одним из вариантов коллекторной обвязки, можно считать и подключение котла к контурам через гидравлический разделитель – гидрострелку. Это устройство так же является посредником между раздающими трубопроводами и котлом.

Гидрострелка представляет собой отрезок трубы большего диаметра, с двумя входами и несколькими выходами. Входы подключаются к патрубкам котла, а выходы – к контурам сети. Данный элемент наиболее удобен именно в такой системе, где будет много контуров с разными параметрами и температурными режимами.

Гидравлический разделитель (гидрострелка)
Гидравлический разделитель (гидрострелка) Схема: отопление и водоснабжение коттеджа через гидрострелку
Схема: отопление и водоснабжение коттеджа через гидрострелку Клапан трёхходовой смесительный
Клапан трёхходовой смесительный

Регулировать температуру помогает трёхходовой смесительный клапан, установленный после циркуляционного насоса. Подача горячего теплоносителя на вход котла, осуществляется только по сигналу температурного датчика, что предотвращает процесс кипения. У клапана два входа и один выход, что позволяет разбавлять горячий теплоноситель в подающей трубе, более холодным, поступающим из обратки.

Виды твердотопливных котлов

По материалу теплообменника котлы на твердом топливе бывают:

  • стальные;
  • чугунные.

Чугунные более долговечные, но они очень тяжелые и очень неудобны в обслуживании.

Технологически не возможен выпуск многоканальных чугунных теплообменников, так как чугунные детали могут изготовляться только методом литья. Так же невозможно приварить отдельный элемент теплообменника к чугунной секции. Чугунные теплообменники имеют меньшую площадь теплообмена, а значит и меньший КПД.

Стальной котел на твердом топливе имеет меньший запас прочности. Это обусловлено тепловым расширением стали.

В процессе многолетней работы такого котла такой процесс разрушает структуру теплообменника. Но, как правило, качественные стальные котлы на твердом топливе могут работать не менее 15 лет.

Далее котлы отопления делятся по типу загрузки топлива:

  • с ручной загрузкой топлива;
  • с автоматической подачей.

Котел с автоматической подачей топлива работает на специальных гранулах, особенностью которых является низкий процент золы, влаги и их сыпучесть.

Последняя особенность позволяет им легко попадать с бункера в горелку котла отопления с помощью специального винтового привода. Полного бункера хватает на 3 – 5 дней беспрерывной работы.

Существуют системы для накапливания гранул в отдельных специально оборудованных больших помещениях.

Туда наполняется топливо в таком количестве, чтобы хватило на целый отопительный сезон. С этого склада организуется подача с помощью шнекового или пневматического привода прямо в котел отопления.

Такое оборудование также имеет функцию автоматической чистки теплообменника и управления всеми процессами с помощью мобильного телефона. Это дает возможность работать системе отопления целый сезон без человеческого вмешательства.

В основном люди могут позволить себе купить твердотопливный котел небольших габаритов с маленькой камерой для загрузки топлива. Они горят на одной загрузке не более 6 часов. Это и есть их недостаток.

Так как мы не можем отлучится с котельной на очень продолжительное время. Их плюс – это сравнительно небольшая цена и маленькие габаритные размеры.

Есть еще один вид котлов на дровах и угле – это котлы – плиты.

Они подходят не только для отопления помещений, но и для готовки пищи. Принцип их работы такой же как и в простых котлах. Они имеют водяной объем, который передает тепло в систему отопления.

Но их особенность, это наличие варочной поверхности на которой и осуществляется готовка пищи. Как правило они могут гореть не боле 4 – 6 часов и имеют небольшую стоимость и небольшие габариты.

Кроме это отметим 4 основные конструкции котлов для дома:

    • Постоянного горения — котлы бюджетного сегмента.

      Имеют простую конструкцию, когда вокруг камеры сгорания находится водяная рубашка, по которой происходит циркуляция теплоносителя и его распространение по всей системе отопления.

      Иногда комплектуются водоохлаждаемыми колосниками или плитой для приготовления пищи.

    • Котлы длительного горения.

      Этот вид твердотопливных котлов подразумевает более современную конструкцию оборудования.

      Здесь обязательно присутствуют водоохлаждаемые колосники, развитая система дымоудаления (так называемые конвекционные каналы), форсунки подачи воздуха в камеру сгорания и, конечно же, автоматика (блок управления и вентилятор принудительной подачи воздуха).

      Также к котлам длительного горения относятся свечкообразные котлы верхнего горения.

    • Пиролизные котлы.

      Конструкция данного вида котлов имеет сразу две камеры сгорания. В первой сжигаются дрова (влажность не более 25%), а во второй горит выделяемый дровами пиролизный газ. КПД таких котлов достигает рекордных 95%, но есть и, конечно же, ряд своих минусов.

  • Пеллетные твердотопливные котлы.

    Зачастую имеют конструкцию котлов длительного горения, но в нижней дверце расположена специальная пеллетная горелка, на которую, в автоматическом режиме, подаются пеллеты из бункера.

    Запаса такого бункера хватает на 2-5 дней. Иногда комплектуются аварийной чугунной решеткой, на которой можно сжигать обычное твердое топливо — дрова или уголь.

Также котлы могут быть одноконтурными и двухконтурные.

Одноконтурный котел – это устройство, которое предназначено лишь для отопления помещения. То есть, для подогрева воды в данном случае вам необходимо будет предусмотреть что-нибудь другое. Конструкция такого устройства состоит из теплоносителя и спирали. Теплоносителем может выступать вода или специальный антифриз.

Твердотопливные двухконтурные котлы отопления в свою очередь имеют две функции, применяясь для отапливания помещения и нагрева воды. Такие устройства имеют в своем составе две спирали. Нагреваясь в котле, вода проходит по трубам по всему помещению, возвращается в котел и оттуда попадает в водопровод.

Двухконтурные твердотопливные котлы

Предназначаются двухконтурные котлы отопления на твердом топливе для обогрева помещений.

Данные устройства могут функционировать на дровах, угле, биотопливе из древесных отходов и т.д.

На сегодняшний день котлы двухконтурные твердотопливные считаются относительно недорогим и надежным вариантом теплоснабжения дома и обеспечения горячим водоснабжением.

Эти агрегаты производят двух видов:

  • со встроенным в прибор бойлером;
  • со встроенным змеевиком.

Следует отметить такую особенность двухконтурных твердотопливных котлов длительного горения, как отсутствие возможности производить точную регулировку нагрева, позволяющую обеспечивать стабильную температуру теплоносителя для обогрева помещений. Это основной их недостаток, но данную проблему решить можно.

Чтобы регулировка температуры в котле стала возможной, данное оборудование следует подключить вместе с котлом бойлера, так называемого косвенного нагрева, у которого имеется встроенный змеевик, пропускающий сквозь себя горячую воду из агрегата.

В данном случае этот элемент прибора выполняет функцию теплообменника и его монтируют таким образом, что обеспечивается равномерность нагрева жидкости. Поскольку у теплообменника площадь поверхности большая, вода становится горячей за короткий промежуток времени.

Все двухконтурные модели, которые работают на твердом топливе, имеют идентичное строение. Это две цилиндрические емкости, одна из которых расположена внутри второй.

Внутренняя отвечает за отопление жилища, а внешняя – за подачу горячей воды. В самом теплообменнике расположена труба, нагревающая воду. Она же делает возможным отвод газа из топки.

У любого двухконтурного котла есть скобообразная труба, отвечающая за распределение тепла.

Схема твердотопливного котла включает в себя следующее:

  • регулятор тяги;
  • камера сгорания и подогрева; зона горения;
  • заслонка;
  • телескопная труба;
  • распределитель воздуха.

В каждом котле за один раз помещается примерно 30 кг твердого топлива. Это гарантирует бесперебойную работу двухконтурной модели в течение 8 часов. В большинстве случаев теплоносителем выступает вода, поскольку она является недорогим и безопасным сырьем.

Однако нужно учитывать, что зимой, при отсутствии использования двухконтурного аппарата, вода замерзнет. Чтобы избежать этого, необходимо применять антифриз. Его использование не потребуется при ежедневном отоплении жилища.

Двухконтурный котел создается из стали либо чугуна.

Второй вариант считается более долговечным, однако, он отличается повышенной хрупкостью, которая значительно возрастает при сильном нагревании.

Соответственно, во время работы твердотопливного котла необходимо обращать внимание на температуру воды. Чтобы она снизилась, систему отопления заполняют самостоятельно холодной жидкостью. Чугунный твердотопливный котел считается более качественным, ведь его сборка выполняется вручную.

Читайте также:  Оно должно быть на каждой даче: барбекю из кирпича с коптильней

У стального аналога есть множество особенностей.

Хотя такое оборудование более прочное, оно может подвергнуться коррозии из-за контакта с влагой. При превышении уровня температуры, термостатический кран откроется в автоматическом режиме, что приведет к охлаждению системы.

Стоит помнить, что стальной котел создается посредством сварки, а это влияет на цену оборудования.

Как выбрать твердотопливный котёл по мощности?

Самым важным параметром отопительного аппарата на твердом топливе, также как газового или электрического, является мощность!

Мощность выбирается исходя из площади помещения, которое собираются отапливать.

Приближенно считают, что на обогрев 10 кв. метров площади необходим 1 кВт мощности, но для твердотопливных котлов мощность заявленная производителем величина относительная.

Она определяется топливом, то есть если топливо отличается от рекомендованного производителем, то мощность отдаваемая в систему отопления будет отличаться от паспортной величины.

Поэтому я рекомендую брать мощность с запасом где-то на 20-30%.

Например, если вам надо обогреть 100 квадратных метров, то мощность котла должна быть 12 кВт.

Кроме мощности, есть и другие «дополнительные опции»:

  • Контур горячего водоснабжения —  дополнительный теплообменник для приготовления горячей воды.
  • Аварийный теплообменник — защита котла от перегрева.
  • Встроенный блок ТЭНов — помогает поддерживать температуру теплоносителя в системе. Практически получается два котла в одном — электрический + твердотопливный. Для управления блоком ТЭНов необходим специальный пульт, на котором установлены защитные автоматы и термостат.

Из всего вышеперечисленного мне кажется лишним только контур горячего водоснабжения — гораздо выгоднее установить электрический водонагреватель или бойлер косвенного нагрева для приготовления горячей воды.

Есть еще один очень важный параметр определяющий как будет построена система отопления — это рабочее давление котла.

Рабочее давление может быть 1-1,5 или 3 атмосферы.

Расширительный бак закрытого типа (экспанзомат)
Расширительный бак закрытого типа (экспанзомат)

  • Котлы с рабочим давлением 1-1,5 атмосферы, как правило, относительно дешевые и простые. Они более всего подходят для маленьких деревенских домов и дач. Они могут работать только в системах отопления открытого типа, которые обладают рядом недостатков:  1) они должны иметь в самой верхней точке открытую расширительную ёмкость, из которой испаряется вода, поэтому необходимо постоянно поддерживать её уровень; 2) теплоноситель в открытых системах постоянно обогащается кислородом, а это вызывает ускоренную коррозию стали или чугуна в котлах.
  • Котлы с рабочим давлением 3 атмосферы стоят уже гораздо дороже, но они лишены перечисленных выше недостатков. Такие аппараты работают в закрытых системах, где возможна установка стандартной группы безопасности на 3 атмосферы. Также в таких системах используются расширительные баки закрытого типа (экспанзоматы), которые можно устанавливать в любой точке системы. Из-за отсутствия испарения воды из закрытых систем, в нее можно добавлять специальные присадки, которые замедляют процессы коррозии чугунных и стальных деталей котлов.

Расширительный бак открытого типа
Расширительный бак открытого типа

Параметры выбора оборудования для обогрева

Эффективность отопления определяется правильным выбором модели котла. Каждый из критериев влияет на характеристики системы, ее надежность, удобство эксплуатации.

Материал теплообменника

Змеевик может быть стальным или чугунным. Первый вариант привлекает высоким КПД (от 86%), стойкостью к ударным нагрузкам, простотой чистки, большим объемом камеры сгорания в сравнении с аналогами. При этом срок службы и стойкость к коррозии таких моделей меньше. Чугун надежнее, служит от 25 лет, выдерживает высокие температуры, прост в очистке.

Виды топлива

Производители выпускают котлы, работающие на угле, дровах, торфяных брикетах, пеллетах, коксе. Выбор оборудования мультитопливного исполнения повышает универсальность агрегата, позволяет в зависимости от ситуации выбирать оптимальный вид горючего.

Виды топлива
Твердотопливные котлы работают на дровах.

Мощность

Производительность установки определяют исходя из количества отапливаемых квадратных метров (из расчета 1 кВт/10 м²). Для получения более точного показателя учитывают эффективность теплоизоляции здания. Если ее нет, при расчетах вводится коэффициент 60, для утепленных зданий — 40.

Чтобы техника работала без перегрузок, мастера рекомендуют предусматривать 20 %-ный запас мощности. При высоте потолка 2,7 м и площади 150 м² расчет выполняют следующим образом:

150 х 2,7 х 60 х 1,2 = 29160 Вт.

Выбирают ближайший по значению агрегат. В рассматриваемом случае потребуется котел производительностью 30 кВт.

Габариты

Размер корпуса зависит от вида топлива, конструкции, комплектации установки, материала теплообменника, характеристик модели. Для техники классической конструкции, работающей автономно 8‑12 часов, этот показатель составит в среднем 1100 х 600 х 850 мм.

Полезный объем загрузочной камеры

В зависимости от модификации оборудования соотношение размеров топки и мощности составляет для агрегатов со стальным теплообменником 1,6‑2,6 л/кВт, для чугунных аналогов — 1,1‑1,4 л/кВт. Чем величина больше, тем реже нужна загрузка топлива.

Объем загрузочной камеры
Объем загрузочной камеры зависит от мощности.

Потребление электроэнергии

Техника с электронным управлением, оснащенная вентилятором для подачи воздуха и насосом для циркуляции теплоносителя, требует подключения к сети. Для надежности энергоснабжения предусматривают резервирование на случай перебоев питания.

Наличие буферной емкости

Возможность организации ГВС — аргумент в пользу выбора моделей, оснащенных встроенным или внешним теплоизолированным баком для нагретой воды.

По способу сохранения тепла модификации классифицируют на жидкостные, твердотельные, термохимические, паровые.

Долговечность конструкции

Срок службы котла зависит от материала изготовления корпуса, теплообменника, толщины используемой стали. При соблюдении базовых рекомендаций для чугунных моделей он превышает 25 лет, для стальных — 15.

Долговечность конструкции
Долговечность конструкции зависит от материала изготовления корпуса.

Безопасность

Стабильность работы агрегата зависит от качества его сборки, комплектации, точности соблюдения правил монтажа и эксплуатации. Надежность системы повышается с установкой предохранительных клапанов, манометра для контроля давления, воздухоотводчиков, с резервированием питания циркуляционного насоса.

Дополнительные опции

Для повышения КПД в комплектацию включают автоматику с функцией управления подачей воздуха в зону горения, контроля температуры в соответствии с настройками комнатного терморегулятора. Выпускают модели с авторозжигом, конвейерной подачей горючего.

Оборудование для твердотопливных котлов: буферная ёмкость


Работа твердотопливного оборудования всегда сопряжена с определенной цикличностью – пиковой выработкой тепловой энергии, даже в избыточных количествах, во время основной фазы горения топливной закладки, с постепенным снижением практически до нуля в периоды простоя.

Постоянно пополнять топливо в котле неудобно по целому ряду причин, невыгодно, а во многих моделях – и вовсе технологически невозможно.

Можно ли сделать так, чтобы эффективность работы системы отопления не страдала от этой выраженной неравномерности поступления энергии, чтобы в период горения топливной закладки создавался запас избыточного тепла, который можно будет затем полезно применить, а не «выкидывать в трубу»?

Да, это вполне возможно – подобную проблему успешно решает буферная емкость для твердотопливного котла.

Буферная емкость (теплоаккумулятор, аккумулирующая емкость) – это устройство, с помощью которого накапливается и сохраняется тепло.

Он внешне похож на огромный термос, в виде цилиндрического бака с утепленными стенками. Его высота, в несколько раз превышает его объем. Изолирован бак термостойким поролоном, который помогает сохранять и удерживать тепло внутри емкости.

Тепловой аккумулятор, является главным элементом в обогреве и распределении тепла во всем помещении. Его основной задачей, является получение и накопление тепловой энергии, от разных источников тепла (твердотопливный или электрический котел), а затем рациональное распределение по отопительной системе и водоснабжение.

Высокая эффективность буферной ёмкости обусловлена тем, что она способна накапливать и сохранять тепло (определенное количество), а затем постепенно отдавать его. В двух словах буферная ёмкость – это своего рода термос, изготовленная из металла бочка (иногда в утеплителе) объемом от 200 до 7000 литров.

Главным элементом буферной емкости, является термоаккумулирующий материал, который сохраняет и распределяет подачу тепла.

В зависимости от материала, который используется, тепловой аккумулятор может делиться на несколько видов:

  • жидкостные;
  • твердотельные;
  • термохимические;
  • паровые;
  • с дополнительными элементами нагревания.

Обратим внимание на работу теплоаккумулятора с использованием твердотопливного котла.

В трубопроводе между котлом и аккумулятором тепла, находится циркуляционный насос, который запускается, так начинает работать система.

С нижней половины бака, охлажденная вода перемещается в котел, где она и подогревается. Разогреваясь до нужной температуры, жидкость перемещается в верхнюю часть емкости. Горячая вода находится в верхней части бака, а с помощью насоса жидкость, которая находится внизу, перекачивается в котел.

Во время включения циркуляционного насоса, который установлен в обратной магистрали системы, холодная вода потихоньку поступает в нижнюю половину буферной емкости.

Впоследствии, вытесняется горячая вода из бака и направляется в отопительную систему. После остановки работы топливного котла, тепло из буферной емкости продолжает подаваться в систему, до тех пор, пока холодная жидкость из магистрали не заполнит внутренний объем бака.

Время работы теплоаккумулятора, после остановки котла, зависит от температуры воздуха на улице, объема бака и количества приборов обогревания.


Буферная емкость, является уникальным изобретение, которое обеспечивает теплом дом и помогает экономить.

Читайте также:  Датчик тяги газового котла: принцип работы, как проверить

Буферная ёмкость – металлическая бочка с утеплением объемом от 200 литров, устанавливаемая между источником тепловой энергии и системой отопления дома в качестве разделителя тепловых контуров с разной температурой и накопителя тепла.

Аккумулирующий бак необходим, если в одну систему объединяются несколько различных источников тепловой энергии: газовый, твердотопливный, электрический котлы, тепловой насос и солнечный коллектор.

Теплоаккумулятор собирает тепло в любое время работы каждого из источников. Например, днём – от солнечного коллектора, ночью – от теплонасоса или электрокотла, в любое время работы газового или твердотопливного котла.

Раздача тепла происходит в постоянном режиме. Подключение буферной ёмкости в контур передачи тепловой энергии повышает экономичность работы самого твердотопливного котла за счёт сбора и накопления тепла. Это позволяет исключить холостой расход тепловой энергии из системы.

Если температура в буферной емкости упадёт, значит ли это что нужно снова топить котёл. В случае системы без буферной ёмкости температура начинает падать сразу и это падение начинает ощущаться человеком через 0,5 – 3 часа (в зависимости от температуры на улице, утепления дома и т.п.).

В схеме же с буферной емкостью увеличивается количество воды в системе(в зависимости от объема буфера от 500 литров до 2000 и более).

Соответственно и остынет этот объём воды в несколько раз медленнее. Вот и получится, что похолодание после остановки котла вы почувствуете не через 0,5-3 часа, а примерно через 6 – 24 часа.

Вот реальная польза и экономия. То самое время, которое Вы можете не топить котёл.

У большинства видов твердого топлива существует три фазы горения – разгорания, интенсивного горения и затухания. В процессе интенсивного горения топливо отдает тепла больше, чем это требуется системе, а вот начальная и конечная фазы, наоборот, дают недостаточно тепла.

При использовании такого топлива в доме часто бывают большие перепады температур, а комфортный для жизни климат образуется редко и случайно.

Буферная емкость призвана сглаживать эти неровности. Благодаря ей, безо всяких усилий и дополнительного оборудования можно все время видеть на термометре свои любимые +22, +25 или любую другую комфортную для вас цифру.

В фазе интенсивного горения емкость забирает на себя излишки тепла, а после затухания котла продолжает отдавать тепло в систему отопления.

Это позволяет не только поддерживать нужную температуру в помещении, но и экономить до 50% энергоносителей. Точно так же буферная емкость работает и в сочетании с тепловым насосом, только аккумулирует она в этом случае не тепло, а холод.

У аккумулирующей емкости есть еще одна важная функция. Если у вас в системе установлен не один, а несколько отопительных приборов, вы можете подсоединить их к одной буферной емкости.

Благодаря этому можно:

  • отказаться от лишних деталей системы;
  • настроить отопительные приборы для работы по приоритетности;
  • избежать ненужных включений одних приборов или отключений других.

Преимущества и недостатки использования буферной ёмкости

Существует достаточно много причин, по которым стоит использовать эту конструкцию:

  1. График работы котла.

    Твердотопливные котлы необходимо регулярно оснащать топливом. Ночью такой процесс, совсем неудобен и в таком случае спасает теплоаккумулятор. Теплая вода сохраняется в буферной емкости. А затем распространяется по системе.

    Установка теплового аккумулятора позволяет увеличить интервалы между топкой котла и поможет значительно уменьшить расход топлива.

  2. Если применяется электрический котел, то экономия происходит ночью.

    Так как стоимость на электричество днем и ночью отличается в несколько раз. Монтаж буферного бака позволит запрограммировать работу котла только в ночной период работы.

  3. Неравномерная подача тепла.

    Практически у всех котлов существует три фазы работы: разгорание, интенсивное горение и затухание. Из-за такого процесса происходят сильные перепады температуры. Буферная емкость поможет избежать такого явления.

    В период интенсивного горения бак забирает в себя лишнее тепло, а во время затухания постепенно отдает его в систему отопления.

  4. Механическая регулировка работы котла, не позволяет сжигать все вредные вещества.

    В период работы твердотопливных котлов выделяются вредные вещества (кислоты, деготь). Стандартные котлы обустроены воздушным клапаном, который блокирует подачу кислорода к топливу и провоцирует выделение вредных веществ.

    Устанавливая буферную емкость можно не только обеспечить дом теплом, но и сохранить здоровье и уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

  5. Защита от перегрева.

    Интенсивно работая, котел может перегреться, что повлечет за собой плачевные последствия (выход системы из строя, взрыв). Тепловой аккумулятор надежно защищает котельную установку и систему отопления от перегрева.

  6. Экономия.

    Устанавливая тепловой аккумулятор можно сэкономить до 30% топлива и электроэнергию.

К достоинствам автономных твердотопливных систем отопления с теплоаккумулятором можно отнести следующее:

  • Энергетический потенциал твёрдого топлива используется в максимально возможной степени. Соответственно, резко возрастает КПД котельного оборудования.
  • Работа системы будет требовать гораздо меньшего вмешательства человека – начиная от сокращения числа загрузок котла топливом до расширения возможностей автоматизации управления режимами работы различных контуров отопления.
  • Сам твердотопливный котел получает надежную защиту от перегрева.
  • Работа системы становится более плавной и предсказуемо, обеспечивается дифференцированный подход к обогреву различных помещений.
  • Появляются широкие возможности модернизации системы, в том числе – с запуском дополнительных источников тепловой энергии, без демонтажа старых.
  • В большинстве случаев одновременно решается и проблема горячего водоснабжения дома.

Имеется также ряд недостатков:

  • Система отопления, оснащенная буферной емкостью, характеризуется очень большой инерционностью. Это означает, что от момента первичного розжига котла и до выхода на номинальные режим работы потребуется весьма немало времени.

    Вряд ли это будет оправдано в загородном доме, который в зимний период хозяева посещают только на выходные дни – в таких ситуациях требуется быстрый нагрев.

  • Теплооаккумуляторы – это громоздкие и тяжеловесные (особенно – в заполненном водой состоянии) конструкции.

    Для них требуется достаточно места и хорошо подготовленное надежное основание. Причем – поблизости от котла отопления.

    Не в каждой котельной это возможно. Плюс к этому – сложности с доставкой разгрузкой, а нередко – еще и с заносом ёмкости в помещение (может не пройти в дверь). Все это следует учитывать заранее.

  • К недостаткам можно отнести и весьма высокую цену таких приборов, которая порой даже превосходит стоимость котла. Этот «минус», правда, скрашивает ожидаемый эффект экономии от более рационального использования топлива.
  • Теплоаккумулятор в полной мере раскроет свои положительные качества только в том случае, если паспортная мощность твердотопливного котла (или суммарная мощность иных источников тепла) будет хотя бы вдвое выше, чем расчётное значение, необходимое для эффективного обогрева дома.

    В противном случае приобретение буферной емкости видится нерентабельным.

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.

Источники

  • https://bestpechi.ru/tverdotoplivnyj-kotyol
  • https://moikolodets.ru/tverdotoplivnyj-kotel-na-otoplenie-i-vodosnabzhenie-722
  • https://znayteplo.ru/otoplenie/tverdotoplivnye-kotly/kak-vybrat-tverdotoplivnyj-kotel-dlya-chastnogo-doma/
  • https://stroyhelper.ru/tverdotoplivnyy-kotel/
  • https://ZnatokTepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/printsip-dejstviya-i-osobennosti-dvuhkonturnyh-kotlov-na-tverdom-toplive.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию