Как выбрать твердотопливный котел длительного горения для дома – сравниваем принцип действия и виды топлива
- Виды котлов по принципу действия
- Виды топлива
- Уголь
- Видеоописание
- Древесина
- Торф
- Видеоописание
- Пеллеты
- Видеоописание
- Какой котел лучше
- Заключение
Далеко не все новые пригороды и коттеджные поселки могут похвастаться снабжением природного газа, кроме того, еще старые стоят в очереди на газификацию. В таких случаях твердотопливные котлы для отопления частного дома – оптимальное решение с учетом стоимости тепла и доступности энергоносителей. Но это не газовые котлы, у которых конструкция принципиально не отличается друг от друга (кроме «обвеса» автоматикой), а надо лишь выбрать мощность и торговую марку, имеющую хорошую репутацию. Твердотопливные котлы имеют внутривидовую классификацию по принципу действия, и их эффективность во многом зависит от топлива, на котором они работают. Рассмотрим на что обратить внимание при выборе и небольшой своеобразный рейтинг твердотопливных котлов.
Виды котлов по принципу действия
В зависимости от способа сгорания топлива выделяют четыре типа котлов:
- Классический котел прямого горения (или естественной тяги). Это традиционная и наиболее распространенная конструкция. Главные достоинства: простое устройство, доступная цена, способность работать на любом виде топлива, энергонезависимость. Последний фактор очень важен для сельской местности с плохим качеством электросетей – как правило, для работы котла не надо электричество, а терморегуляция осуществляется с помощью заслонки и механического привода. Принципиальный недостаток один – неполное сжигание топлива. А уже из этого следуют остальные: невысокий по сравнению с другими видами КПД, большой процент твердого остатка продуктов горения, трудоемкое обслуживание и уход. Исходя из этого. такой вид сложно отнести к категории «лучшие твердотопливные котлы для отопления дома».
- Классический котел с дополнительной тягой. Есть два варианта устройства. В первом случае воздух «вдувают» в топку, что обеспечивает более полное сгорание топлива. Во втором – котел оборудуют дымососом (вытяжным вентилятором перед дымоходной трубой), который создает разрежение в топочной камере и увеличивает естественную тягу. Достоинства такие же как у котла прямого горения, кроме энергонезависимости. Но «зависимость» от электроэнергии компенсируется повышенным КПД и более высокими показателями мощности при таких же размерах топки и виде топлива.
- Пиролизный (или газогенераторный) котел. В какой-то мере это следующая ступень развития котла с дополнительной тягой, но меняется сам принцип горения топлива. Функционально котел разделен на две камеры. В первой, при искусственной нехватке воздуха, дрова тлеют, вырабатывая не только тепло, но и пиролизные газы, которые поступают во вторую камеру, где они полностью сгорают в условиях дополнительной подачи воздуха. По уровню КПД эти котлы самые эффективные, но и «капризные». Главный недостаток – строгие требования к стабильному качеству топлива. Если это дрова (а большинство видов моделей пиролизных котлов «настроены» именно на них), то стандартное требование – влажность древесины должна быть не выше 20%. В противном случае снижается генерация пиролизных газов, превращая котел в разряд обычного с принудительной подачей воздуха, что с учетом высокой стоимости оборудования нерентабельно. Помимо эффективности, к достоинству относится длительность сгорания одной закладки – до 12 часов.
- Котлы длительного горения. Они появились совсем недавно (можно сказать в начале этого века), но уже отвоевали солидную часть рынка. Процесс горения закладки топлива проходит сверху за счет особой конструкции котла. После сгорания верхнего слоя процесс перемещается вниз, а регулировка мощности и поддержание нужного режима осуществляется автоматикой, управляющей турбиной подачи воздуха в зону горения. Топливо сгорает практически полностью, с минимальным количеством твердых остатков. По эффективности котел почти не уступает газогенераторному, но он не такой требовательный к топливу, а время горения одной закладки может достигать 24 часов и выше. Такое оборудование возглавляет рейтинг твердотопливных котлов длительного горения. Но стоит такое удовольствие недешево.
Отдельно надо сказать о котлах с автоматической подачей топлива в камеру горения. По принципу действия – это традиционные котлы с естественной или принудительной тягой, но благодаря отдельному бункеру для топлива, время работы на одной «заправке» может достигать от нескольких суток до нескольких недель (зависит от объема бункера и площади обогреваемого помещения).
Внимание. Иногда продавцы характеризуют их как котлы длительного горения, но это не совсем верно. Хотя лотковые и реторные горелки обеспечивают верхнее горение, принцип подачи воздуха происходит традиционным способом – продувкой снизу.
Котлы с бункером работают либо на пеллетах, либо на каменном угле, измельченным до определенной фракции (обычно не крупнее 25 мм). Есть модели с автоматическим золоудалением, что в сочетании с автоматикой по поддержанию режима работы делает схему отопления частного дома с твердотопливным котлом такой же удобной в пользовании, как и газовую.
Виды топлива
Если не принимать в расчет «всеядные» котлы с естественной или принудительной тягой, большинство остальных видов ориентированы на определенный вид топлива, а некоторые производители даже оговаривают его размеры. Причем независимо от конструкции и принципа действия, мощность, указанная в паспорте, обязательно «привязана» к конкретному виду. Например, к марке угля и размеру фракции или к дровам с указанием породы дерева и влажности.
Все твердое топливо отличается между собой теплотворностью, и это надо также учитывать перед тем как выбрать твердотопливный котел для частного дома.
Уголь
Каменный уголь отличается высокой теплотворной способностью – плотная структура и низкий собственный уровень влажности обеспечивает хорошие эксплуатационные характеристики.
Антрацит не уступает, чаще превосходит каменный уголь по теплотворности, но стоит дороже. А температура горения у него выше, что сказывается на долговечности оборудования (колосников, топочной камеры, дымохода).
Бурый уголь характерен высоким содержанием несгораемого остатка (балласта), а иногда и высоким уровнем влажности. Поэтому теплотворная способность может быть ниже чем у дров или древесного топлива.
Видеоописание
Работа котла на угле показана в видео:
Древесина
Помимо дров твердотопливные котлы могут работать на отходах деревообработки: коре, щепе, опилках. Но дрова остаются наиболее популярным и доступным видом твердого топлива. А если в доме есть еще камин, то в этом случае выбор однозначный. Кроме того большинство моделей современных энергоэффективных котлов, таких как пиролизные или длительного горения, ориентированы на сжигание именно дров.
Теплотворная способность дров в среднем на 10-20% ниже чем у каменного угля, но у них есть свои достоинства, «благотворно» сказывающиеся на сроке службы оборудования:
- низкое содержание непрогоревших твердых остатков (особенно у котлов длительного горения и газогенераторных);
- относительно невысокая температура горения;
- высокий выход пиролизных газов, дожигание которых увеличивает эффективность котла;
- практически полное отсутствие серы в дымовых газах (нет условий появления кислоты при соединении с водяными парами);
- низкая по сравнению с углем температура отводимых продуктов горения.
Торф
Этот вид в натуральном виде используется редко – чаще в составе брикетов. Пожалуй один из самых «щадящих» вариантов топлива для котлов. Но у него довольно низкая теплотворность, если сравнивать «объемные единицы» – в среднем в два раза ниже чем у дров, и в три раза ниже чем у угля. Хотя килограмм торфа в брикетах дает столько же тепла как древесные пеллеты и на 20-25% больше чем дрова с влажностью 20%.
Примечание. В некоторых источниках сравнивают теплотворность разных видов топлива в перерасчете на 1 кг, что часто вводит потребителей в заблуждение. Правильнее сравнивать в объемных единицах – именно они фигурируют в качестве характеристик емкости топок и бункеров.
Видеоописание
Работа котла на торфяных брикетах в видео:
Пеллеты
Занимая промежуточное место по теплотворности между углем и дровами, этот вид топлива сочетает их достоинства:
- обеспечивает практически полное сгорание с минимальным твердым остатком в виде пепла;
- имеет сравнительно невысокую температуру отводимых продуктов горения;
- позволяет полностью автоматизировать систему отопления, в том числе подачу топлива из бункера в камеру горения, и не требует ежедневного обслуживания.
Если говорить о перспективах, то это один из самых привлекательных видов топлива – возобновляемое и экологически чистое, которое при сжигании не вредит окружающей среде.
Видеоописание
Про работу котла на пеллетах смотрите в видео:
Какой котел лучше
Рассматривая твердотопливные котлы длительного горения, рейтинг лучших в интернете или из уст представителя по их продаже будет несколько неоднозначным. Есть многочисленные рейтинги твердотопливных котлов отопления для частного дома, которые составляют основываясь на разных критериях.
Например, объем продаж на рынке, опросы владельцев, экспертные оценки специалистов надежности и эффективности. Но говорить однозначно, что какая-то модель «лучшая», как минимум некорректно. Хотя бы из-за разного принципа действия и субъективного подхода при выборе котельного оборудования.
Если важна энергонезависимость, невысокая цена и неприхотливость к виду топлива, то это должна быть традиционная конструкция котла с естественной тягой. И в этом случае можно ограничиться выбором среди отечественных производителей, таких как ZOTA, Буржуй К или Лемакс.
Совет! Для того чтобы получить максимальную эффективность системы отопления, надо выбирать пиролизный котел. Но если немного «поступиться» показателями КПД, чтобы получить взамен более надежное и стабильное оборудование с длительным циклом работы от одной загрузки, то лучший вариант – котел длительного горения.
А любителям комфорта, и просто занятым людям, у которых мало времени на уход и обслуживание системы отопления, можно посоветовать пеллетные котлы.
Но даже при таком делении существуют еще и дополнительные критерии. Так например по версии одного из специализированных интернет-изданий рейтинг пеллетных котлов отопления для частного дома выглядит так:
- лучший по соотношению цена/качество – ZOTA PELLET 100А (Россия);
- лучший по надежности и набору опций – ACV TKAN 100 (Бельгия);
- лучшая компактная модель (без бункера) по цене и эффективности (при переходе на дрова может работать как пиролизный котел) – PELLUX COMPACT (Швеция).
Заключение
Котел – это часть системы отопления, пусть и самая важная. И, какой твердотопливный котел лучше, выбирают исходя из целого комплекса требований. Надо учитывать даже такой нюанс, как возможность перехода на другой вид топлива и изменение номинальной мощности. Поэтому выбор котла лучше доверить специалистам, которые будут разрабатывать систему автономного отопления дома. Естественно, при вашем участии.
Такое оборудование работает по принципу верхнего сжигания, при котором топливо горит послойно сверху вниз, а не снизу вверх, как в классических печах. Ограниченная подача воздуха в камеру переводит процесс из активного пламени в режим тления. Это существенно замедляет расход энергоносителя и позволяет одной закладке дров гореть до 24 часов, а угля — до нескольких суток.
Пиролизный котел состоит из двух изолированных камер сгорания. В первой камере при высокой температуре и дефиците кислорода тлеет древесина, выделяя пиролизный газ. Этот газ поступает во вторую камеру, где смешивается со вторичным воздухом и эффективно сгорает с выделением максимального количества тепла.
Выбор зависит от требований к долговечности и условиям эксплуатации. Стальные котлы из котловой стали толщиной от 4-6 мм устойчивы к перепадам температур и дешевле, но подвержены коррозии и служат в среднем 10-15 лет. Чугунные котлы практически не корродируют, служат более 25 лет и долго держат тепло, однако они боятся резких перепадов температур и стоят значительно дороже.
Пеллеты превосходят дрова по калорийности и качеству сгорания за счет минимальной влажности до 10%. Пеллетные котлы позволяют полностью автоматизировать процесс подачи топлива на несколько дней вперед. Дрова обходятся дешевле, но требуют частой ручной загрузки топки и наличия просторного сухого места для их хранения.
Оптимальный показатель влажности дров для эффективного сгорания составляет не более 15–20%. Использование сырой древесины резко снижает КПД котла, так как большая часть энергии тратится на испарение воды, а не на нагрев теплоносителя. Кроме того, влажное топливо приводит к обильному выделению дегтя и быстрому засорению дымохода сажей.
В среднем для отопления дома площадью 100 кв. м в умеренном климате требуется от 3 до 5 тонн угля за сезон. Расчет зависит от теплопотерь здания, температуры на улице и калорийности конкретной марки угля. Для грубых вычислений принято использовать пропорцию: около 1,2–1,5 тонны топлива на каждые 10 кВт тепловой мощности котла на отопительный период.
Главной причиной задымления является слабая или отсутствующая тяга в дымоходе. Это происходит из-за сужения диаметра трубы сажей, недостаточной высоты дымохода или отсутствия приточной вентиляции в котельной. Для исправления ситуации необходимо прочистить дымовой канал и проверить положение шиберной заслонки.
Необходимо немедленно перекрыть подачу воздуха в топку, полностью закрыв поддувало и воздушную заслонку для остановки горения. Строго запрещено тушить огонь водой, так как резкий перепад температур разрушит теплообменник, а пар вызовет ожоги. Для быстрого охлаждения следует открыть двери котла и сбросить излишки тепла через систему отопления или аварийный контур.
Для этого нужно использовать сухое топливо твердых пород дерева и максимально плотно укладывать его в топочную камеру. Рекомендуется установить в систему буферную емкость (теплоаккумулятор), собирающую избыточное тепло для последующей отдачи. Также важно использовать автоматику (контроллер и вентилятор), которая точно дозирует подачу воздуха и не дает топливу быстро прогорать.
Это отопительный прибор, способный работать без подключения к электрической сети. Управление интенсивностью горения в нем осуществляется механическим регулятором тяги на цепочке, который открывает и закрывает поддувало при изменении температуры. Для полноценной энергонезависимости всей системы отопления трубы должны быть проложены под уклоном для естественной циркуляции воды.