Как устроены твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром

Твёрдотопливные котлы длительного горения с водяным контуром пользуются огромной популярностью. Это не удивительно, поскольку одно устройство и дом обогреет, и теплой водой обеспечит для бытовых потребностей. К тому же такие агрегаты экономичны и дают возможность сжигать в котлах отходы садоводческого хозяйства, все это сделало твердотопливные котлы довольно популярными среди владельцев загородного жилья. В этой статье мастер сантехник расскажет как они устроены.

Виды твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром для дома

К сожалению, существует еще много населенных пунктов и дачных поселков, где проведение газовых магистралей только планируется. В таких условиях альтернативой становится оборудование, топливом для которого являются уголь, дрова или топливные гранулы (пеллеты). Чтобы обеспечить комфортный микроклимат и наличие горячей воды для бытовых нужд прибегают к использованию твёрдотопливных котлов длительного горения с водяным контуром для дома. Удобство их использования состоит в том, что загрузка оборудования осуществляется один раз в сутки (в некоторых моделях встречается загрузка раз в неделю). Твердотопливный котел длительного горения благодаря этому обладает высоким (до 95%) КПД.

Устройство одноконтурной и двухконтурной модели

По своей конструкции различают котлы с одной камерой сгорания с применением нижнего дутья и котлы с топкой из двух частей с нижним и верхним дутьем (пиролизные котлы). Виды корпуса твердотопливного отопительного котла с водяным контуром: чугунный или стальной.

Устройство одноконтурного котла, предусматривающего нагрев теплоносителя для труб отопительной системы, имеет такую конструкцию:

• Топка — камера сгорания твердых видов топлива;
• Зольник — сборник отходов, образующихся при горении;
• Дымоход — канал для вывода отработанных газообразных продуктов горения;
• Рубашка — встроенный в топку теплообменник с водой.

Принцип действия котла следующий: в камеру сгорания делается закладка топлива, которое при сгорании выделяет тепло. Теплообменник аккумулирует тепло и отдает его теплоносителю, который циркулирует по змеевику. Теплая вода поступает в трубы, а остывшая возвращается обратно в котел.

Отличие двухконтурного котла для дома состоит в том, что в нем предусмотрен дополнительный теплообменник (змеевик), использующийся для горячего водоснабжения. Этот теплообменник подсоединяют к трубам водопровода, обеспечивая поступление бытовой горячей воды.

Существуют два метода подключения и расположения контура ГВС:

• Проточный режим нагрева. При этом способе змеевик водогрейного контура встроен в рубашку. Водогрейный змеевик нагревается за счет энергии теплоносителя отопительной системы. Вода, перемещаемая по змеевику, нагревается до 45 градусов. Эффективность такой системы — до 8 литров в минуту.
• Накопительный режим нагрева. Такая система предусматривает бойлер (водонагревательный бак), встроенный в канал дымохода или основной теплообменник. Нагрев осуществляется горячим воздухом или теплоносителем отопительной системы. В зависимости от расхода горячей воды, в бойлер из водопровода подается холодная вода и нагревается там до 90 градусов. При такой схеме контур ГВС способен обеспечить объем воды в 2 раза превышающий объем бойлера, что будет способствовать перерасходу топлива.

Дополнительная комплектация котлов

При нагревании воды, благодаря расширению, происходит ее естественная циркуляция: нагреваясь, она перемещается вверх, а охлаждаясь, опускается вниз. Дровяные котлы длительного горения способны нагреть лишь определенное количество воды. Этот параметр следует учесть, выбирая котел.

Чтобы повысить КПД оборудования, предлагается оснастить котел циркуляционным насосом. С его установкой эффективность возрастет в два раза, но тогда функционирование котлов становится энергозависимым. Если электроэнергия подается с перебоями, рекомендуется укомплектовать котел переключателем (байпасом), способным перевести принудительное перемещение воды в естественное.

Обратите внимание! Приобретая котел, следует выбирать модель, которая обеспечит бытовое горячее водоснабжение без подачи воды в систему отопления. Это позволит пользоваться горячей водой в летний сезон.

Чтобы котел длительного сгорания топлива не работал на нагрев радиаторов, но обеспечивал подогрев воды для бытового использования, он оснащается электрическим тэном. Такой котел называется гибридным и является многофункциональным оборудованием.

Оснащение котлов дополнительным оборудованием (например, вентилятором для обеспечения тяги в дымоходе, насоса для подкачки горячей воды в трубах) делает оборудование энергозависимым, с другой стороны, подключение к сети делает возможным автоматическое управление процессом.

Видео

В сюжете - Мнение специалиста о котлах длительного горения

Устройство пиролизного твердотопливного котла с водяным контуром

Особенностью функционирования пиролизных котлов является то, что в них камера сгорания состоит из двух раздельных отделов. В одном отделе топки сгорает твердое топливо, в другом — продукты горения. Когда в холодный сезон в первый отдел закладывают дрова (часто сырые), при их сгорании появляется пар. Чтобы исключить его негативное воздействие на процесс горения, используют второй отдел топки. Именно в него перемещается горячий газ, который удаляет избыточную влагу, используя вторичную струю воздуха. Такой способ называют способом двойного дутья. Два отдела камеры разделяются колосником, где лежат дрова, сквозь которые проходит первичный поддув. Функционированию пиролизного котла способствует принудительная тяга, создаваемая дымососом.

Порядок работы пиролизного агрегата:

• На колосник укладывается твердое топливо (дрова);
• производится розжиг котла, закрывается дверца топки и включается дымосос;
• В процессе горения внутри камеры создается высокая температура, что способствует образованию древесного угля, угарного газа и летучих образований водорода и азота;
• Все эти продукты поступают во второй отдел камеры, где к ним подмешивается вторичный поток воздуха и эти продукты сгорают;
• Тепло от сгорания этих продуктов повторно подается в первый отдел камеры.

В результате такой конструкции котла, в нем поддерживается достаточно высокая температура, отходы от сгорания дров разлагаются термическим способом, образуя пиролизный газ. Таким образом, твердое топливо используется рационально, а тепло от сгорания отходов пускается в ход повторно.

Сравнительный анализ моделей твердотопливных котлов с водяным контуром для дома

Для безошибочного выбора котла на твердом топливе для отопления частного дома, необходимо проанализировать его характеристики:

• В пиролизных агрегатах используется повторная подача воздуха, что обеспечивает длительность прогорания закладки топлива, продлевая его до 10-12 часов, а время горения аналогичной закладки в обычном котле 4 часа. С точки зрения экономичности, пиролизные котлы загружаются реже и топлива уходит меньше;
• В пиролизных котлах происходит сгорание дров практически без отходов. Золы остается минимум. Это в свою очередь облегчает уход за оборудованием: не так часто требуется выгребать из котла золу и прочищать газоход;
• Двухступенчатое сжигание, снижающее избыток воздуха в камере, повышает производительность пиролизного котла;
• При наличии двух камер сгорания появляется возможность контроля и регулирования процесса горения. Пиролизные котлы можно автоматизировать, что совершенно невозможно в обычных котлах;
• Пиролизные котлы могут принять для розжига поленья довольно больших размеров, что, в свою очередь, экономит время на рубку дров;
• Легкий и доступный монтаж — не требует разрешительных документов, возможна установка оборудования своими руками.

Преимуществ у пиролизных котлов на твердом топливе для отопления частного дома много, но есть и некоторые недостатки, о которых следует упомянуть:

• Высокая стоимость;
• Зависимость от электроэнергии — ввиду использования дымососа;
• В некоторых случаях несоответствие заявленным характеристикам мощности;
• Использование котлов в неполную мощность приводит к образованию дегтя, забивающего газоход;
• Для корректной работы пиролизных отопительных твердотопливных котлов с водяным контуром, требуется подмес горячей воды к жидкости, поступающей вторично в котел;
• Температура обратки должна быть не меньше 60ºС, иначе в газовом тракте появится конденсат, что приведет к коррозии.

Обратите внимание! Прежде чем приобрести твердотопливный котел длительного горения, ознакомьтесь с отзывами о его производителе. Очень часто встречаются модели с малоэффективным процессом пиролиза.

Как правильно выбрать твердотопливный отопительный котел

На что следует обратить внимание при выборе подходящей модели твердотопливного котла:

• Мощность агрегата. Если вы приобретаете двухконтурный котел для обеспечения горячим водоснабжением, следует выбирать агрегат, мощности которого хватит и на нагрев бытовой воды;
• Производительность контура горячей воды. Необходимо рассчитать, хватит ли объема нагреваемой котлом воды для бытовых нужд всей семьи;
• Удобство и периодичность обслуживания. Обращайте внимание на то, как часто придется загружать дрова и очищать зольник. Отдавайте предпочтение моделям с объемным бункером, где очистка производится один раз в три месяца, а длительность горения доходит до пяти дней;
• Материалы, из которых выполнен котел. Долговечным является оборудование, выполненное из чугуна (срок службы составляет до 30 лет). Змеевик для горячего водоснабжения должен быть выполнен из стали или меди.

Обратите внимание! Для обеспечения горячим водоснабжением дома, где проживает большая семья, следует приобрести модель котла со встроенным бойлером или предусмотреть установку теплового аккумулятора.

Современные модели твердотопливных котлов длительного горения могут полностью заменить газ. К тому же, за счет высокой производительности, они являются экологичными и экономичными. Приобретение твердотопливного котла с водяным контуром станет выгодным, если учесть все требования и параметры данного оборудования.

Видео

В сюжете - Как сделать твёрдотопливный котел длительного горения своими руками

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как соединить два котла - электрический и твердотопливный