Главная / Коммуникации / Водоснабжение / Твердотопливные котлы для отопления и горячего водоснабжения частного дома

Твердотопливные котлы для отопления и горячего водоснабжения частного дома

Котёл, работающий на твёрдом топливе – лучшее решение для загородного дома

У владельцев частных домов, чаще всего загородных, особенно остро встаёт вопрос обогрева помещений. Ведь даже в век высоких технологий, не все населённые пункты – а тем более дачные посёлки, газифицированы.

С электричеством дело обстоит лучше, но оно имеет свойство отключаться в самый неподходящий момент. Да и его регулярно повышающаяся цена, прямо скажем, не располагает к установке лишнего электрического оборудования.

Так что, бытовые котлы отопления и водоснабжения, работающие на твёрдом топливе, являются своеобразной «палочкой-выручалочкой». Именно этот вид оборудования и стал предметом обсуждения в нашей статье.

По общему определению, твердотопливный котел для горячего водоснабжения, представляет собой устройство со стальным или чугунным корпусом, которое выделяет тепло за счёт горения твёрдых видов топлива.

В бытовых моделях, закладка топлива, как и удаление золы, чаще всего производится вручную. В промышленных котлах это, естественно, делается автоматически — хотя, встречаются и бытовые модели с автоматическим управлением.

Теперь давайте разберёмся, что скрывается под термином «твёрдое топливо».

Кроме тех видов топлива, о которых мы упомянули, для таких котлов можно использовать и отходы растительного происхождения: лузгу подсолнечника, сухие стебли кукурузы, спиленные ветки деревьев, и т.д. То есть, наличие котла, работающего на твёрдом топливе, решает для домохозяина так же и вопрос утилизации сельскохозяйственного мусора.
Недостаток твёрдого топлива заключается в том, что оно не может гореть долго, а потому топка котла постоянно нуждается в пополнении. Ручная загрузка и извлечение золы, тоже никому не добавляет оптимизма.
Но зато, если сравнивать стоимость любого вида твёрдого топлива с ценами на другое горючее, то первые всегда окажутся более демократичными.

Плюс ко всему, использование твердотопливного котла позволяет не зависеть от прочих коммуникационных систем. Поэтому, отопление и водоснабжение коттеджей, строящихся в пригородных зонах, чаще всего организовывается именно на основе такого оборудования.

Существуют модели котлов, в которых можно сжигать любые виды твёрдого топлива. Но большинство из них подразделяются на: дровяные, угольные и пеллетные.

Торфяные брикеты можно считать универсальным топливом, так как они подходят для всех вариантов котлов, кроме пеллетных. На представленных далее фото, наглядно показано, как в них устроены приёмники для топлива, которые сконструированы с учётом его формы и фракции.

Но это не единственное их отличие. У разного топлива температура горения неодинакова. У ископаемых видов (угля и каменноугольного кокса) она самая высокая, поэтому и решётки-колосники, и поверхности теплообменника, в угольных и универсальных котлах делаются более толстыми.
В котлах, рассчитанных на топливо растительного происхождения, которое сжигается гораздо быстрее, в камерах сгорания предусматривают жаростойкие элементы, которые несколько притормаживают весь процесс, и делают отдачу тепла более эффективной.
Существуют котлы длительного горения, которые имеют несколько другую конструкцию и объём топки. В них можно загрузить гораздо больше теплоносителя за один приём – и не только. За счёт горения сверху вниз, топливо более равномерно прогревается и дольше горит, что является и существенным отличием, и основным преимуществом котлов данного типа.

Кроме котлов длительного горения, которые чаще всего бывают дровяными, различают ещё такие модели :

В первой топливо горит в среде, содержащей минимум кислорода, и выделяет горючий газ.

Попадая во вторую камеру, он воспламеняется, и поддерживает более длительную работу котла. Чаще всего, по такому принципу устроены дровяные печи.

Котлы, топливом для которых служат пеллеты, отличаются от прочих моделей строением бункера под гранулы, и способом их подачи в топку, которая осуществляется автоматически — посредством движущегося шнека. Человеку остаётся по истечении определённого времени проверять остаток топлива, и своевременно его пополнять. Золы от пеллет образуется очень мало, и сажи практически нет.

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

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.

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

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.

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

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.

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.

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

В системах отопления с твердотопливным котлом, нередко используют схему с буферной ёмкостью (теплоаккумулятором). Такое устройство позволяет избежать необходимости постоянно подкладывать топливо, что наиболее актуально для моделей, работающих на дровах. Установив буферную ёмкость, можно не только спокойно спать, но ещё и экономить топливо.

Теплоаккумулятор представляет собой цилиндрическую ёмкость объёмом от 500л, работающую по принципу термоса. Солидный объём позволяет аккумулировать тепло, и отдавать его в систему по мере необходимости.

Схема организация отопления с буферной ёмкостью

В общих чертах, она функционирует так. Вода, нагретая котлом, с помощью циркуляционного насоса подаётся в теплоаккумулятор. В его верхней части есть выход, откуда горячая вода подаётся вторым насосом к радиаторам. К нему подключен термостат, который и регулирует подачу в зависимости от заданной температуры.
Расход жидкости немедленно возмещается таким же объёмом остывшего теплоносителя, поступающего из обратной трубы. При этом его общий объём тоже остывает — но не так быстро. Если в случае прогорания топлива радиаторы станут холодными уже через пару-тройку часов, то с теплоаккумулятором они остынут часов через 16-18. Это позволяет не топить котёл круглые сутки.
Буфер отделяет систему потребления от котла, образуя два круга трубопровода – малый и большой. Когда котёл не греется, насос номер один не работает, а циркуляция теплоносителя осуществляется только по большому кругу.

В системах, где кроме отопления предусматривается ещё и горячее водоснабжение от твердотопливного котла, роль буферной ёмкости может сыграть и бойлер косвенного нагрева. Только в этом случае, у него должен быть соответствующий объём, а в качестве теплоносителя, естественно, должна использоваться вода.

Для удобства, внутрь корпуса встраивают электротэн, выполняющий функцию резервного источника тепла.

Все бытовые двухконтурные твердотопливные котлы отопления, имеют схожее устройство. Производители меняют принцип работы, видоизменяют топочную камеру, увеличивая объем и конфигурацию, но нагрев теплоносителя происходит по одной и той же схеме:

Нагревательный контур представляет собой две пустые емкости, вставленные одна в другую.
По внутренней полости циркулирует теплоноситель системы отопления, по внешней емкости, вода для ГВС.
Контур окружает дымовой канал, по которому отводятся продукты сгорания. Температуры нагрева достаточно, что обеспечить равномерное прогревание теплоносителя и воды.

Современный двухконтурный котел на твердом топливе, в своей конструкции использует ломаный дымоходный канал, окруженный теплоносителем по всей длине. Разогретый дым выводится не сразу в дымоход, как происходит в классических котлах, а сначала циркулирует внутри котла, отдавая тепло.

В стандартной комплектации, устройство 2-х контурного котла включает в себя следующие узлы:

Регулятор тяги.
Камеру предварительного подогрева воздуха.
Заслонку, регулирующую режим работы.
Топочную камеру и камеру дожига (в некоторых моделях).
Распределитель воздуха.
Колосники.
Чугунный или стальной теплообменник.
Топливный транспортер (модели с автоматической загрузкой).

Твердотопливные котлы с 2-я контурами, имеют встроенную емкость с двумя полостями, по которым циркулирует теплоноситель и вода для бытовых нужд. Во время работы, жидкость нагревается и поступает в систему отопления или горячего водоснабжения.

Старые модели двухконтурных твердотопливных отопительных котлов, не могли работать отдельно для ГВС и системы отопления. В современных конструкциях, предусмотрен режим «лето», позволяющий обеспечить горячей водой, без обогрева здания.

Двухконтурные твёрдотопливные котлы отопления и ГВС, последних моделей, способны работать исключительно на нагрев воды в летнее время года. Обеспечение горячего водоснабжения, осуществляется следующими способами:

Твердотопливный 2-х контурный котел растапливается. С помощью автоматики выставляется летний режим. Система отопления перекрывается, нагретая вода, во избежание перегрева, циркулирует по малому кругу.
Существует возможность получить горячую воду, даже если нет возможности полноценно протопить котел. 2-х контурные котлы на твердом топливе и электричестве, способны подогревать воду исключительно посредством трубчатого нагревательного ТЭНа. Нагрев осуществляется также, как в обычном электрическом бойлере.

Некоторые потребители, помимо приобретения двухконтурного котла, дополнительно, для получения горячей воды летом, покупают и устанавливают бойлер косвенного нагрева.

Преимуществом данного решения является то, что в накопительной емкости, жидкость сохраняет свою температуру в течение нескольких суток. Следовательно, отпадает необходимость протапливать одно- или двухконтурные отопительные котлы на твердом топливе, каждый раз, когда нужна горячая вода. Одной растопки достаточно, чтобы обеспечить потребность в ГВС на несколько дней.

Расчет классических одноконтурных котлов выполняется по формуле 1 кВт = 10 м². Вычисления помогают найти приблизительное значение мощности и подходят для помещений с высотой потолков не более 2,7 м. Котел на твердом топливе с отдельным контуром для горячего водоснабжения, рассчитывается с учетом затрат на нагрев воды.

Для здания с отапливаемой площадью на 100 м², расчет выполняется следующим образом:

Исключительно для отопления потребуется котел с мощностью 10 кВт.
Для нагрева ГВС, нужна дополнительная мощность, равная 30-40% от производительности котла для обогрева.
Зданию на 100 м², потребуется двухконтурный котел с производительностью 13-14 кВт. Округление в параметрах выполняют в большую сторону. Если у выбранного производителя нет 14 кВт котлов, приобретают стандартное оборудование на 15 кВт.
Встраиваемый ТЭН не используется в качестве основного источника тепла и предназначен только для периодической работы.

Строгого предела стоимости для двухконтурных котлов на твердом топливе для отопления и горячего водоснабжения не существует. На цену влияет курс рубля, марка производителя, тип используемого горения и автоматизация работы. Стоимость увеличивает наличие встроенного накопительного бойлера, чугунный теплообменник и т.п.

Котел Конорд КС-ТВ на 30 кВт, обойдется в 30 тыс. руб., приблизительно в такую же стоимость обойдется модель Каракан. CTC Trio, снабженная новейшими разработками и работающая практически на любом виде твердого топлива и газе, будет стоить приблизительно 450-500 тыс. руб. Высокая цена объясняется экономичностью, рекордным КПД 96%, несколькими топочными камерами и практически полной автоматизацией процесса горения.

До недавнего времени, еще одним минусом, с которым часто сталкивались владельцы котлов, являлся частый перегрев теплоносителя. Современные модели подключаются к группе безопасности, предотвращающей возникновение аварийной ситуации и при закипании воды, сбрасывающей давление из системы. Дополнительно устанавливают трехходовые клапаны, подмешивающие холодную воду к теплоносителю и постоянно выравнивающие температуру его нагрева.

В качестве преимуществ, выделяют простоту монтажа, надежность и отсутствие необходимости в регистрации. Для правильного подключения двухконтурного тт котла, достаточно соблюдать рекомендации производителя и требования ППБ и СП. К каждой модели прилагается схема подключения, учитывающая различные нюансы и особенности конфигурации.

Современные котлы работают до нескольких суток от одной закладки топлива. Механизированные станции с автоматической подачей топлива, в состоянии, без остановки функционировать в течение всего отопительного сезона, обеспечивая теплом и горячей водой.

Универсальные модели, помимо твердого топлива, используют природный и сжиженный газ, а также электричество. Все эти моменты объясняют, почему котлы с двумя контурами, востребованы у отечественного потребителя.

16 Апр 2019 admin 12