Как выбрать твердотопливный котёл

В твердотопливном котле в качестве источника энергии используют вещества твердой фракции, такие как уголь, кокс, дрова, топливные брикеты и пеллеты, торф и т. д. Поскольку температура сгорания разных видов топлива различна, то и время горения одной загрузки, и мощность котла в большой степени зависят от применяемого топлива. Влажность используемого топлива также влияет на мощность котла. Поэтому оптимальная работа котла достигается лишь при использовании указываемого производителем топлива. Рекомендованное топливо обеспечивает длительную безотказную работу.

Выбор оптимального твердотопливного котла связан с определением целого ряда параметров. Остановимся на основных.

Мощность твердотопливного котла длительного горения

Первое на что обратим внимание – это мощность котла. Условно на десять квадратов необходимо 1 кВт мощности. Но это только условно.
Расчет мощности должен осуществляться на основании теплотехнических расчетов, нормативных документов, учета конструкционных, архитектурных особенностей здания, климатических условий, тепловых потерь – факторов очень большое количество.
Поэтому выбор мощности лучше доверить профессионалам.
 

Все твердотопливные котлы, представленные на рынке, по мощности подразделяются на две большие группы:

- для индивидуальных систем отопления мощностью до 100 кВт;

- для общих систем отопления, промышленные котлы мощностью свыше 100 кВт.

Один важный момент. Мощность котла желательно брать с запасом, лучше немного больше, чтобы использовать оборудование в режиме неинтенсивного горения, путем регулировки объема подачи первичного воздуха, это повышает эффективность использования оборудования и упрощает эксплуатацию.
И еще, мощность котла напрямую зависит от калорийности топлива, этот фактор также нужно учитывать.

Виды топлива для твердотопливного котла

Второй параметр, на него необходимо обращать внимание, – это тип топлива на котором функционирует котел.
Современные отопительные котлы могут функционировать на различных видах топлива и/или комбинации видов топлива, выбор которого напрямую зависит от региона, климатических и природных характеристик.
Помимо дров и угля вид отопительного оборудования может работать на твердых отходах сельского хозяйства, лесной промышленности и пеллетах.
Комбинированные котлы сложнее в эксплуатации, стоят дороже, но отличаются высокой универсальностью.

Твердое топливо или виды:

- уголь;

- дрова;

- пеллеты (Это гранулы, которые производятся из древесных отходов, отходов различных сфер сельского хозяйства. Выбрать нужные пеллеты – целая наука, важен и цвет, и форма, и структура).

Пеллеты, пожалуй, один из самых лучших видов твердого топлива, если бы ни одно но – цена и доступность на рынке. Пеллетные котлы и пеллеты стоят дороже чем дрова и уголь, но дешевле чем газ и электроэнергия. Нужно понимать, что такие твердотопливные отопительные системы на перспективу. На рынке появляются все новые, и новые производители, растет предложение, а значит, исчезают проблемы с тем, где купить и снижается стоимость топлива.

Пеллетные котлы могут быть автоматическими и полуавтоматическими, отличаются по типу горелки (факельные, объемного горения, каминные). Плюсы – простота в обслуживании, очень высокая производительность (КПД). Минусы – высокая стоимость отопительного оборудования и топлива.

Принцип работ твердотопливного котла

Третий важный момент – принцип работы котла. Существует три основных варианта.

Первый – традиционные котлы, похожи на обычную печь, топливо сгорает снизу вверх. Плюсы – простота конструкции, легкость в обслуживании, невысокая стоимость, низкие требования к качеству используемого твердого топлива, энергонезависимость. Минусы – низкий КПД (70-75%), сложность в поддержании заданного температурного режима теплоносителя, необходимость постоянного ухода, присмотра и закладки топлива (время горения порядка 3-4 часа). Это прекрасное решение для домов с сезонным проживанием, небольших по площади, в системах с естественной, самотекущей циркуляцией теплоносителя и возможностью присмотра за оборудованием. 

Второй – котлы длительного горения. Их принцип работы схож с горением спички или свечки. То есть топливо сгорает сверху вниз. Плюсы такой схемы – длительный период горения (дрова до трех суток, уголь до пяти дней), очень высокая производительность (КПД порядка 80%), в ряде моделей полная энергонезависимость, невысокие требования к твердому топливу (нужен контроллер и нагнетающий вентилятор), автоматизация горения в энергозависимых моделях, экологичность при правильной эксплуатации. Минусы – более высокая стоимость по сравнению с традиционными котлами, в большинстве моделей энергозависимость (без электричества автоматика работать не может), соблюдение технологии загрузки топлива (требуется очень плотная укладка), сложности при неполной загрузке, отсутствие возможности дозагрузки.

Третий – пиролизные котлы. Они состоят из двух камер. В одной из камер из определенного твердого топлива получают газ (он называется пиролизным), затем он попадает в другую камеру и дожигается. Плюсы – высокая производительность (КПД свыше 90%), увеличенный период работы на одной загрузке, экономичность, возможность автоматической регулировки горения.Минусы – высокая стоимость оборудования, энергозависимость, высокие требования к топливу (дрова, как отмечалось выше, должны быть влажностью не выше 20%, иначе сразу упадет КПД процентов на 20-25, а затем и котел выйдет из строя).

Тип загрузки топлива в твердотопливный котел

Ещё один момент. Тип загрузки топлива. Используются три основные схемы.

Первая — традиционная, предполагает ручную загрузку твердого топлива в топку и ручное регулирование, контроль процесса горения. Плюсы – простота конструкции, невысокая стоимость оборудования, энергонезависимость. Минусы – необходимость постоянного ухода и присмотра за оборудованием, сложность в поддержании выбранного температурного режима теплоносителя. Это прекрасное решение для систем с естественной , автономной циркуляцией теплоносителя в небольших по площади домах.

Вторая — полуавтоматическая. Загрузку топлива осуществляет человек, а контроль за горением возложен на автоматику, которая контролирует объем подачи первичного, а в некоторых моделях и вторичного воздуха в систему. Плюсы – возможность точной регулировки температуры теплоносителя. Минусы – необходимость присмотра за оборудованием, энергозависимость.

Третья — автоматическая. Все операции автоматизированы. Котел оборудован бункером, из которого при помощи шнекового механизма (самое распространенное решение, хотя есть и другие варианты) топливо подается в топку. Плюсы — длительный период автономной работы, высокий КПД, возможность точной регулировки температуры теплоносителя, высокая степень безопасности использования. Минусы — высокая стоимость, большие габариты, энергозависимость, сложность в эксплуатации и обслуживании.

Выбор сделать просто. Если есть система с естественной, автономной циркуляцией и время ухаживать за котлом, то выбор за традиционной загрузкой. Если система с принудительной, энергозависимой циркуляцией и есть время присмотра за котлом, то выбор в сторону полуавтоматического алгоритма работы. Автоматическая схема позволяет подходить к котлу один-два раза в неделю для того, чтобы засыпать твердое топливо непосредственно в загрузочный бункер. Но это одни из самых дорогих вариант по стоимости.

Тип теплоносителя в твердотопливном котле

Твердотопливный котел может использоваться для:
- прямого нагрева теплоносителя, классическая конверторная схема, когда греется воздух в нескольких смежных помещениях, используется сейчас очень редко;

- нагрева промежуточного теплоносителя в системах как с принудительной, так и с естественной, автономной циркуляцией;

- комбинированного нагрева, когда одновременно греется и воздух, и промежуточный теплоноситель.

В качестве теплоносителя может выступать пар, это паровые твердотопливные котлы, другое название парогенераторы, бывают жаротрубными и водотрубными. Плюсы — высокая степень теплоотдачи, отсутствие теплопотерь в теплообменнике, быстрый нагрев помещений, низкая степень вероятности размораживания системы.

Минусы — вызывает коррозию металлических труб отопления, сложно установить заданную температуру в помещении, высокая температура труб и батарей, можно получить ожоги. Паровые котлы рационально устанавливать только в больших по площади частных домах. Это решение используется очень редко.
Классический вариант – вода. Плюсы — доступная стоимость (при наличии колодца этот теплоноситель вообще заливается бесплатно. Минусы – необходимость водоподготовки, вероятность размораживания системы, образования накипи и коррозии.
Аналогом воды является антифриз, подходит для домов с сезонной эксплуатацией. Плюсы — не размораживается, не вредит системе отопления. Минусы — высокая стоимость.

Функциональное предназначение твердотопливных котлов

Котел отопления на твердом топливе длительного горения, традиционный или другого типа может использоваться не только для отопления, но и для снабжения горячей водой домов. Такие приборы отличаются по количеству контуров:

одноконтурный котел – применяется исключительно для обогрева помещений (для нагрева горячей воды комплектуется накопительными баками);

двухконтурный твердотопливный котел (другое название – котел отопительный твердотопливный с водяным контуром) имеет два контура, первый отвечает за отопление, второй – за снабжение дома горячей водой.

Котлы на твердом топливе с водяным контуром также могут комплектоваться баком (бойлером-накопителем) для горячего водоснабжения.
 

Температура теплоносителя

Важным моментом является поддержание заданной температуры теплоносителя в системе.

- Температура теплоносителя всегда должна быть выше 65° С, иначе в котле образуется конденсат из водяного пара и продуктов сгорания, это кислоты, которые разрушают теплообменник.
- В системах с принудительной циркуляцией теплоносителя при отключении электричества возникает температурная разница в котле и радиаторах отопления, при повторном включении это может привести к тому, что холодная вода из обратки вызывает «температурный шок», термический удар и приводит к деформации теплообменника, особенно это критично для чугунных теплообменников.
- Инерционность. В твердотопливных котлах очень сложно поддерживать заданную температуру теплоносителя. Особенно это касается традиционных котлов. Поэтому используется несколько решений.
Одно из них – охлаждающий теплообменник. Он может быть либо встроенным в котел, либо внешним.

Второе решение – установка бака-аккумулятора. Это позволяет регулировать температуру теплоносителя в системе, повысить КПД твердотопливного котла и снизить общий расход топлива.

Важную роль в современных установках играют системы защиты от перегрева. В простейшем случае котел оснащается переключающим (отключающим) клапаном, сбрасывающим перегретый теплоноситель и подающим в систему холодную воду. В более сложных устройствах имеется охлаждающий теплообменник или специальный бак-аккумулятор.

Таким образом, выбирая твердотопливный котел, оценивайте его по мощности, виду основного топлива, объему загрузочной камеры, длительности горения, экономичности, наличию систем защиты, автоматического отключения и сигнализации, возможности автоматизации и расширения функциональности, а также по цене.