Устройство и принцип работы твердотопливного котла

Понятие твердотопливный чугунный котел прежде всего подразумевает установку в котел чугунного секционного теплообменника — наиболее важного элемента конструкции, передающего тепловую энергию сгорания топлива теплоносителю. От материала изготовления теплообменника и его исполнения, зависят свойства и характеристики котлоагрегата в целом.

Особенности использования твердотопливных котлов

В основе отопления дома агрегатом, работающем на дровах, угле, торфе, лежит повышение температуры жидкости в магистрали за счет процесса сжигания энергоносителя. Вода, нагреваясь, двигается по трубам к теплообменникам в комнатах.

Разработаны приборы, в которых в качестве топлива используются пиллеты, представляющие собой небольшие гранулы, изготавливаемые из отходов деревообработки.

Разновидности оборудования

Существует несколько типов твердотопливных аппаратов для обогрева помещений.

Они различаются по:

  • виду энергоносителя и способу его подачи;
  • количеству контуров;
  • уровню мощности и теплоотдачи;
  • наличию варочной поверхности;
  • габаритам.

Твердотопливное оборудование имеет только напольный вариант монтажа. Для снабжения жилого дома ГВС выбирают агрегаты, имеющие 2 контура. Если планируется использовать котел для приготовления пищи, то нужно покупать модель с варочной поверхностью.

Особенности использования твердотопливных котлов

Созданы для обогрева пиролизные и газогенераторные устройства. Для работы этих аппаратов используется твердое топливо, из которого выделяются горючие газы, поступающие в камеру для сжигания.

Такие котлы имеют следующие преимущества:

  • удобство регулировки мощности прогрева;
  • высокий КПД;
  • практически полное сгорание энергоносителя.

Присутствие в устройстве нагнетательного вентилятора позволяет снизить требования к дымоходу.

Недостаток оборудования — необходимость использовать только сухое топливо. Это заставляет владельца дома обеспечить хранение энергоносителя в таком месте, где он не будет отсыревать.

Цена пиролизных и газогенераторных установок выше по сравнению с классическими моделями твердотопливных агрегатов. Приобретать оборудование имеет смысл, если нужно обогревать большие площади. Аппарат окупается за счет экономного использования энергоносителя.

Выбор материала изготовления

Твердотопливные агрегаты могут изготавливаться с применением разных теплообменников. Этот элемент конструкции производится из чугуна или стали.

Если планируется самостоятельное обслуживание прибора, то лучшим выбором будут котлы, в которых установлены чугунные змеевики. Такой материал менее требователен к условиям эксплуатации и не подвержен коррозии, но он имеет несколько недостатков.

Среди них:

  • высокая цена;
  • чувствительность к перепадам температур.

Чугунные котлы не особо прихотливы к чистке и незначительно снижают КПД при образовании нагара.

Аппараты, имеющие стальные змеевики, более устойчивы к температурным изменениям благодаря пластичности материала. Кроме того, масса теплообменника в таком котле меньше, что ускоряет прогрев жидкости.

Особенности использования твердотопливных котлов

Достоинства и недостатки

Преимущества эксплуатации оборудования:

  • автономность — не зависит от наличия напряжения в электросети;
  • отсутствие дополнительных энергозатрат;
  • простота обслуживания;
  • доступность топлива;
  • безопасность.

Недостатки аппаратов:

  1. Необходимость регулярной загрузки энергоносителя. В зависимости от размеров прибора это делают от 2 до 5 раз в сутки.
  2. Для нормальной работы котла необходимо обустройство дымохода с хорошей тягой для разгорания и полного сжигания топлива.
  3. Вода в системе должна быть постоянно теплой, это нужно для предотвращения образования нагара на элементах конструкции.
  4. При загрузке энергоносителя возможен выброс дыма в комнату.
  5. Необходимость регулярной чистки топочной зоны от накоплений золы и копоти.
  6. При работе сложно обеспечить контроль тепловыделения.

Стальной теплообменник

Сталь — сплав железа с углеродом и другими элементами. Количество углерода в стали до 2,14%. Если больше, то это уже чугун. Сталь отличается хорошей пластичностью, свариваемостью, а с легированием никелем, марганцем, хромом, молибденом также приобретает коррозионную стойкость, жаростойкость и другие полезные свойства.

Преимущества стального теплообменника

  1. КПД стального котла, ввиду более тонких стенок и поочередного размещения водяных полок, на несколько процентов выше, чем у чугунного. Обычно у стальных он в пределах 86-92%.
  2. Устойчивость к ударным нагрузкам. Сталь прочнее чугуна и воспринимает ударные нагрузки намного проще. Риск повредить стальной теплообменник при механическом ударе, во время погрузочно-разгрузочных работ практически равен нулю.
  3. Более устойчивы к тепловому удару — резкой смене температуры. Риск повредить перегретый котел холодной водой из обратки или снаружи для стального намного меньше, чем для чугунного.
  4. Проще в чистке. У стальных котлов нет часто расположенных ребер, как у чугунных, и чистить их намного проще. Многие современные модели имеют поворотные колосники и чистка осуществляется простым перемещением рычага.
  5. Полезный объем камеры сгорания стального котла больше, чем у чугунного такой же мощности. А значит топлива можно заложить больше и гореть оно будет дольше.
  6. Большой выбор моделей. Можно выбрать традиционный, пиролизный, верхнего горения или пеллетный стальной котел. Последние на одной загрузке бункера могут работать и несколько недель.
Читайте также:  Виды автоматики для газовых котлов отопления

Недостатки стального теплообменника

  1. Коррозионная стойкость стали меньше, чем у чугуна. Правильная обвязка — залог долгосрочной службы стального котла. При частом образовании конденсата из дымовых газов он может “заплакать” и в первый сезон.
  2. Склонность к прогару. Этот недостаток больше относится к изделиям безответственных производителей. Нужно понимать, что большинство производителей делают свои изделия из конструкционных сталей, поэтому важной является толщина внутренней стенки теплообменника. Она должна быть не менее 4 мм. Лучше больше.
  3. Мощность агрегата со стальным теплообменником нельзя изменить.

Ниже полезное видео по теме: "Какой котел лучше выбрать — стальной или чугунный?":

С каким теплообменником выбрать котел на твердом топливе, стальным или чугунным? Можно порекомендовать следующее. Современное оборудование достаточно быстро морально устаревает. Скорее всего через десять лет появятся новые технологии и вам захочется поменять свой котел, даже если он еще будет в рабочем состоянии. Исходя из этого, можно порекомендовать первоначально обратить внимание на котел со стальным теплообменником — он дешевле чугунного, больше выбор моделей, выше КПД. Но очень важно купить качественное изделие и правильно его обвязать, чтобы исключить перегрев и коррозию. Если же моральное устаревание продукта вас не пугает или у вас есть источник дешевого твердого топлива, то котел с чугунным теплообменником будет хорошим, долговечным решением. Но опять же, его важно правильно смонтировать.

Нюансы системы управления котла верхнего горения

В котлах длительного горения с верхним горением основным принципом управления является регуляция воздушных потоков, поступающих в камеру сгорания. Стандартные агрегаты для этого оснащены механическим приспособлением. Заслонка с цепным приводом приводится в действие в результате работы термостата.

Термостат в котле настраивается на определенный температурный режим. Когда теплоноситель нагревается до нужного уровня, заслонка автоматически устанавливается в определенное положение, снижая интенсивность нагрева. Резко снизить температуру невозможно, т.к. теплоноситель будет по инерции продолжать нагреваться, отапливая помещение.

Увеличить температуру воды, когда захочется также невозможно. До тех пор пока котел не «разгонится», температура будет расти очень медленно.

Устройства с вентиляторами работают несколько иначе. Если понадобится увеличить силу теплоотдачи, то сделать это можно именно за счет вентилятора. Прибор будет нагнетать воздух. За счет него же можно и снизить инерцию котла. Управление происходит автоматически, а датчики фиксируют малейшие изменения температуры теплоносителя.

Твердотопливные чугунные котлы отопления

В наше время чугунные котлы на твердом топливе предназначены для полноценного обогрева жилых, производственных, учебных, административных и складских помещений.

С их помощью всегда можно создать необходимый температурный режим. Мощность агрегатов определят размеры отапливаемых площадей.

Зарубежные и отечественные производители предлагают широкий ассортимент моделей, цена которых зависит от эксплуатационных характеристик агрегата.

Обратите внимание

Читайте также:  Виды электрических обогревателей Рекомендации по выбору

Купить чугунный твердотопливный котел можно в наших магазинах в Москве и Санкт-Петербурге, так же у нас есть доставка во все регионы. К основным конструктивным элементам оборудования относится корпус, вентилятор, теплообменник, отсек для загрузки топлива, камера горения, дымоход, через который отводятся отработанные газы.

Чтобы купить качественный и эффективный чугунный твердотопливный котел рекомендуется обращать внимание на его эксплуатационные характеристики. К основным параметрам и критериям выбора модели агрегата относятся:

Твердотопливные чугунные котлы отопления
  • размеры и вес отопительного оборудования;
  • мощность, и значение КПД;
  • количество секций чугунного теплообменника;
  • тип топки: закрытый или открытый;
  • назначение котла; одноконтурный или двухконтурный, дополненный функцией подогрева водопроводной воды;
  • вид топлива: опилки, пеллеты, дрова, брикеты, кора, уголь, кокс или их сочетание;
  • диаметр дымохода;
  • номинальный расход сырья;
  • размеры, объем камеры сгорания;
  • компания производитель;
  • стоимость котла.

Преимущества изделий

Твердотопливный котел с чугунным теплообменником по праву относится к популярному виду отопительного оборудования, заслуживает внимание потребителей СПб, Москвы и других населенных пунктов страны, принявших решение купить именно такую модель отопительного оборудования. В перечень его преимущественных характеристик внесены:

  • широкие сферы применения;
  • надежность, практичность, длительный срок использования без проведения капитального ремонта;
  • применение разнообразных видов горючих веществ, находящихся в твердом агрегатном состоянии;
  • простота установки, ухода, эксплуатации, обслуживания;
  • компактность и ремонтопригодность агрегатов;
  • повышенная устойчивость к химическому, электрохимическому, низкотемпературному водяному коррозионному воздействию;
  • возможность купить чугунный твердотопливный котел в самое удобное для потребителя время;
  • разнообразный ассортимент моделей отечественного и зарубежного производства;
  • возможность гарантийного обслуживания на протяжении 30 месяцев;
  • демократичная цена.

Покупка чугунных твердотопливных котлов является рациональным и экономически выгодным решением, сочетающим в себе отменные эксплуатационные характеристики, доступную многим слоям населения стоимость и длительный эксплуатационный срок отопительного оборудования.

Какой твердотопливный котел лучше

Замена отопительного оборудования в разгар зимнего сезона может привести к серьезным проблемам. Чтобы этого не произошло – необходимо внимательно отнестись к покупке котла. Техника должна работать на доступном топливе, иметь простой и надежный функционал, высокий КПД. В этом случае владелец недвижимости сможет существенно снизить расходы на отопление.

Наши эксперты проанализировали продукцию лучших производителей и, в зависимости от специфики эксплуатации, рекомендуют следующие модели:

  • Zota Тополь-16ВК – простая и экономичная модель для частного дома;
  • Лемакс Форвард-12,5 – надежная техника для дачи;
  • Protherm Бобер 20 DLO – эффективный котел для загородного дома;
  • Везувий Эльбрус-10 – компактное оборудование для дачи;
  • Atmos DC 32 S – экономичный котел с высокой степенью автоматизации для роскошного особняка.

Каким должен быть котел, способный ежедневно поддерживать уют и комфорт в доме на протяжении всей зимы? Только лучшие модели с простым обслуживанием и высокой энергоэффективностью могут справиться с этой задачей.

Buderus Logano S131-H

Немецкий стальной котел Logano S131-22 H, выпускаемый под торговой маркой Buderus – простой в устройстве и обслуживании агрегат, способный сжигать древесину и уголь. Энергонезависимый, рассчитан на отопление помещений площадью до 200 м². Подходит для открытой и закрытой систем отопления. Увеличенный до 38 л объем топки обеспечивает длительное горение на одной загрузке – до 8 часов. За счет фронтальной загрузки, съемным верхней крышке и заслонкам, изделие просто эксплуатировать и обслуживать. Инженеры сделали ставку на то, чтобы чистка удаленных узлов была удобной: многие из них можно обслуживать даже во время работы котла. Двери имеют перенавешиваемые петли, поэтому оборудование легко подстраивается к условиям эксплуатации. Открывая дверцу работающего котла, дым удаляется из камеры сгорания – пользователь не рискует погрузиться в дымовую завесу. Расположенная наверху ручка делает удобным контроль над положением заслонки при розжиге. В устройстве установлены колосниковые решетки с выпуклыми ребрами для лучшей подачи воздуха, предусмотрены многочисленные отверстия в решетках. Их две, они съемные и взаимозаменяемые. При необходимости их можно быстро выдвинуть крюком. Для сбора золы предусмотрен зольный ящик на всю ширину корпуса.

Посмотреть видеообзор Buderus Logano S131-22 H:

Подключение аварийных систем

Элементы аварийных систем в схеме обвязки используются в целях:

  • защиты от повышения максимального рабочего давления в системе;
  • защиты от превышения максимально допустимой выходной температуры теплоносителя, перегрева котла и элементов системы отопления;
  • предотвращения образования конденсата в котле вследствие большого перепада температур теплоносителя на входе и выходе устройства.

Предохранительный клапан

Защита котла и элементов системы при превышении рабочего давления теплонесущей жидкости обеспечивается предохранительным клапаном, устанавливаемом на подающей линии при выходе из котла. Такой клапан может входить в группу безопасности котла, которая встраивается в сам котел или подключается отдельно.

Как работает предохранительный клапан

К патрубку сброса давления клапана подсоединяется сливной шланг. При срабатывании клапана лишняя теплонесущая жидкость из системы через шланг сливается в канализацию.

Аварийный теплообменник

Авариный теплообменник нужен для защиты котла и элементов системы от перегрева.

Перегрев оборудования может произойти в двух случаях:

  1. при превышении вырабатываемой котлом мощности свыше необходимой для потребителей тепла;
  2. при прекращения работы циркуляционного насоса вследствие его поломки или отключения электричества.

Теплообменник состоит из охлаждающего модуля и термоклапана с выносным тепловым датчиком, настроенным на определенную температуру. Устанавливаться они могут внутри самого котла или отдельно на линии подачи теплоносителя в систему отопления.

Как работает теплообменник

При превышении допустимой температуры по сигналу теплового датчика срабатывает термоклапан.

Он подает холодную воду от магистрали водоснабжения в модуль охлаждения, в котором происходит отбор лишнего тепла от теплоносителя. Из модуля охлаждения отобравшая тепло вода поступает в канализацию.

Дополнительный контур

Защита котла от перегрева в системах с принудительной циркуляцией может быть также обеспечена с помощью дополнительного контура с естественной циркуляцией, к которому подключается накопительная емкость для ГВС.

Обвязка котла с дополнительным контуром

При нормальной работе системы давление, создаваемое циркуляционным насосом в основном контуре, запирает дополнительный контур при помощи обратного клапана, не давая циркулировать в нем теплонесущей жидкости.

При выключении по какой-либо причине насоса прекращается принудительная циркуляция теплоносителя в основном контуре и начинается естественная циркуляция в дополнительном контуре. За счет этого происходит охлаждение теплонесущей жидкости в системе до необходимой температуры.

Термостатический смеситель

Поддерживание минимально необходимой температуры на входе в котел, чтобы предотвратить образование в нем конденсата, обеспечивается термостатическим смесителем.

Устройство устанавливается на обратном трубопроводе и подключается к подающей линии при помощи перемычки (байпаса).

Установка термостатического смесителя

При низкой температуре теплоносителя в обратной линии термосмеситель открывается и подмешивает в нее горячую жидкость. После достижения нужной температуры термосмеситель закрывается и перестает подавать через байпас в обратку горячий теплоноситель.

Эту схему можно использовать в системах с любым видом циркуляции.

Можно ли сделать твердотопливный котел своими руками из подручных средств?

Сравнение стальных и чугунных котлов

Выполнение сравнения двух видов котлов необходимо проводить по реальным условиям эксплуатации и тепловой нагрузки.

Котел Kentatsu

Для сравнения используют следующие показатели:

  1. Габариты, они ограничены условиями размещения на конкретном объекте, здесь лучшие показатели у чугунных модификаций, которые намного компактнее.
  2. Вес — лучшие показатели у стальных котлов, особенно газовый, в связи, с чем они могут быть настенного размещения.
  3. Стоимость — преимущество у стальных вариантов.
  4. Срок эксплуатации — преимущество у чугунных агрегатов 50 лет против 20 для стальных котлов.
  5. Коррозионная стойкость — преимущество у чугунных устройств, собственно данный параметр и влияет на продолжительность эксплуатации агрегатов.
  6. Стойкость против температурных перепадов и гидроударов — преимущество у стальных котлов.