что такое твердотопливное отопление
Твердотопливный котел для дома: плюсы, минусы, особенности использования
Твердотопливные котлы – устройства для отопления, выполненные, как правило, из стали или чугуна и выделяющие тепловую энергию в процессе сгорания твердого топлива. У таких моделей есть свои индивидуальные особенности, которые отличают их от прочих разновидностей отопительных систем. Для твердотопливных котлов существуют нюансы выбора топлива, а также обязательные к прочтению правила использования. Обо всем этом мне бы хотелось поговорить в данной статье.
Плюсы и минусы твердотопливного котла в доме
Твердотопливное устройство, как и любой другой котел, имеет ряд достоинств и недостатков. Для того, чтобы вы могли лучше разобраться в вопросе покупки данной системы отопления, приведу наиболее значимые особенности котла.
Преимущества твердотопливного котла:
Недостатки твердотопливного котла:
Виды топлива для твердотопливных котлов
Теперь немного поговорим о разновидностях топлива для твердотопливного котла. Наиболее часто используются:
Как вы можете заметить, калорийность топлива разнится, а от этого зависит степень эффективности работы котла. Сжигание менее калорийного топлива может привести к потере мощности до 30%.
Как уже указывалось ранее, производителем указывается оптимальное топливо, которое будет наиболее качественно использоваться при работе системы. Данные рекомендации лучше соблюдать, ведь таким образом вы сможете добиться максимальной отдачи. При несоблюдении этих условий, например, если вы будете топить котлы на угле дровами, потеря КПД может составить до 15%.
Топливо может поставляться в виде паллетов или брикетов. В случае с брикетами для котла лучше использовать те, которые изготавливаются с помощью давления пресса. Если брикет распадается на опилки, то его лучше использовать только как дополнительное топливо. Паллеты для котла также изготавливаются с использованием пресса. Они должны обладать светлым цветом. Это свидетельствует о том, что в них не добавлена кора и песок, который остается в этой самой коре при лесозаготовках.
Стоит также помнить о том, что расход дров будет ниже, если они будут как можно более сухими. Если вы будете следить за этим фактором, то сможете добиться наибольшей мощности котла. Если же топливо будет влажным, то КПД может значительно снизиться. Выбирая место для хранения топлива, учтите этот фактор, помещение должно быть сухим и хорошо проветриваемым.
При выборе твердотопливного котла ориентируйтесь на рекомендации производителя по топливу и местность, на которой находится ваш дом. Если вокруг постройки присутствуют леса, то оптимальным вариантом будут дрова. Для домов в степной полосе подойдут торфяные брикеты для котла. Если же дом находится в универсальной зоне, то подберите наиболее калорийное и доступное по стоимости.
Твердотопливное отопление частного дома
Твердотопливное отопление – одна из распространенных разновидностей систем обогрева, используемых для отопления частных домов. По рентабельности система отопления водяного типа с твердотопливным котлом в своей основе уступает только газовому отоплению, но значительно превосходит 2 других энергоносителя – электроэнергию и жидкое топливо. Твердотопливные комплексы применяются только в частных домостроениях – в квартирах оборудование этого типа не используется, так как решить вопросы строительства дымовой трубы и хранения запаса топлива здесь практически невозможно. В материале данной статьи мы рассмотрим основные способы твердотопливного отопления, применяемое оборудование, его достоинства и недостатки, возможности экономии в потреблении топлива.
Способы отопления твердым топливом
Для отопления частных домов используются 2 основные конфигурации комплекса обогрева – водяная и воздушная. Причем в подавляющем большинстве случаев реализуется водяная схема – использование воздушной системы большого распространения не получило.
Базовыми элементами систем отопления твердотопливного типа являются:
Наибольшее распространение получили твердотопливные теплогенераторы, но и печи используются до сих пор – в основном для обогрева домов небольшой площади или с непостоянным присутствием людей (загородных домов и дач). Основными видами твердого топлива для твердотопливного отопления частных домов являются дрова, различные сорта угля, торф, топливные брикеты, пеллеты и так далее – каждый подвид имеет свои характеристики, теплотворную способность и условия хранения.
Отопление частных домов твердотопливными котлами
По своей конструкции твердотопливные котлоагрегаты делятся на следующие группы:
Традиционные котлы отличаются простотой конструкции и высокой надежностью, обладают длительным сроком службы и простейшими (обычно механическими) системами управления. Изделия этого типа имеют не слишком высокий КПД – от 70 до 80% в среднем, обслуживаются вручную, камеры сгорания у них сооружены по открытому типу и требуют строительства дымовой трубы, реализующей естественную тягу.
Схема не отличается рациональностью, практически не управляется – тем не менее, она неплохо сочетается с классическими котлами – это обусловлено тем, что для ее монтажа используются стальные трубы, способные выдерживать высокие температуры, возникающие в зоне котла при пикоообразном тепловом режиме. Кроме того, интеграция открытой схемы с естественной циркуляцией теплоносителя и традиционного котла, работающего на твердом топливе, не требует для своей работы электроэнергии.
Но все же более популярной по сравнению с открытой схемой является водяная система отопления, сооруженная по закрытому типу. Она обладает целым рядом преимуществ – маневренностью, более экономичным потреблением топлива, равномерным распределением тепла по помещениям, величина отапливаемой площади зависит в основном только от мощности котла и циркуляционного насоса.
Закрытая система водяного отопления может сооружаться из металлических и полимерных труб, в качестве отопительных приборов используются радиаторы и конвекторы из различных материалов, тепло может использоваться различными комплексами – контурами водяных теплых полов, бойлерами косвенного нагрева ГВС, калориферами приточной вентиляции и так далее.
Но реализовать все эти функции напрямую от твердотопливного котла классической конструкции довольно трудно – тепловой режим работы агрегатов имеет очень неровный характер – максимальное количество теплоты выделяется на пике горения топлива, в начале и в конце процесса объем вырабатываемого тепла минимален. Основным решением этой проблемы является включение в схему буферной емкости – теплового аккумулятора.
Теплоаккумулятор в системе отопления твердотопливного типа служит накопительным элементом, принимающим и сохраняющим излишнее количество тепла, вырабатываемое котлом. Распределение теплоты по потребителям (радиаторам, БКН, теплым полам и так далее) производится уже отсюда – по трубопроводам с помощью циркуляционных насосов. Это техническое решение не только позволяет организовать стабильную работу системы, но и снижает общее потребление топлива в среднем на 20 – 30%.
Вторым вариантом обеспечения равномерного теплового режима и экономии топлива является использование более совершенных моделей твердотопливных котлов – пиролизных и агрегатов длительного горения. Пиролизные устройства реализуют более эффективное сжигание всех компонентов топлива, прежде всего пиролизного газа, образующегося в режиме тлеющего горения и обладающего большой теплотворной способностью.
Устройства длительного горения оснащаются крупными загрузочными камерами и реализуют тлеющее горение – это позволяет минимизировать частоту ручного обслуживания, несколько выравнивает тепловой режим. К котлоагрегатам длительного горения относятся и пеллетные котлы – устройства работают на гранулах, сформированных из древесных отходов, топливо здесь подается автоматически. Существуют также модели, оборудованные автоматической подачей угля мелкой фракции, некоторые устройства даже имеют приспособления для удаления зольного остатка.
Тепловые аккумуляторы с пиролизными котлами и агрегатами длительного горения используются редко, оборудование имеет повышенный КПД, расходует меньше топлива, оборудуется более качественными системами управления – но по стоимости превосходит обычные модели в 2 – 3 раза и окупить его не всегда возможно. Чаще всего выбор в пользу более совершенных и дорогих моделей твердотопливных котлов производится из соображений автономной работы оборудования и более высокого уровня комфорта, обусловленного минимизацией обслуживания.
Отопление частных домов печами
Печи по своей конструкции являются прототипами современных котлов, работающих на твердом топливе. Эти устройства производятся в заводском исполнении (стальные и чугунные), могут сооружаться самостоятельно – из кирпича или стали (с применением сварочного аппарата). Принцип работы печей основан на сочетании функций теплогенератора и отопительного прибора – поверхность печи является основной теплоотдающей поверхностью.
Работа печей характеризуется довольно низким КПД – это обусловлено пикообразным режимом горения и необходимостью преодоления термического сопротивления материала изготовления, тепловая мощность печей редко превышает 10 кВт. Металлические печи нагреваются намного быстрее, так как сталь и чугун хорошо проводят тепло, каменные устройства прогреваются медленнее, но дольше сохраняют тепло благодаря частичной аккумуляции теплоты. Печи, в отличие от котлов, обычно ориентированных на какой-то отдельный сорт топлива, отличаются большей универсальностью и могут использовать различные его типы.
Регулирование температурного режима у печей практически отсутствует, небольшой диапазон управления процессом горения осуществляется шибером дымохода или дверцей зольной камеры (поддувала) – но здесь требуется осторожность – при полном прекращении тяги возможно попадание в помещение угарного газа.
Печи отличаются простотой конструкции, очень большим сроком службы (при качественном изготовлении), отлично подходят для периодического обогрева домов с непостоянным проживанием людей. Кроме базовых конструкций существуют печи, более совершенные по устройству и набору функций. Оборудование может оснащаться контурами водяной системы отопления, обычно реализующими открытую схему движения теплоносителя, варочными плитами для приготовления пищи, сушильными шкафами, змеевиками или баками нагрева горячей воды.
Следует отметить, что функция ГВС у всех твердотопливных агрегатов – котлов и печей – отличается низкой эффективностью, процесс приготовления воды нестабилен из-за неравномерного температурного режима.
Кроме печей классического образца можно отметить камины – но эти сооружения не следует принимать всерьез для отопления целого дома, чаще всего они обогревают одно отдельное помещение и выполняют роль больше романтически-эстетического плана.
Твердотопливное отопление частных домов часто реализуется в регионах с хорошим доступом к топливу – в зоне угольных разработок, вблизи крупных лесных массивов и деревообрабатывающих предприятий. Основным достоинством систем отопления, работающих на твердых видах топлива, является рентабельность по платежам за энергоноситель – она ниже, чем у природного газа, но в несколько раз выше по сравнению с электричеством и жидким углеводородным топливом (соляркой, мазутом и так далее).
Да, работа твердотопливного отопления обычно требует постоянного ручного обслуживания – но вместе с этим имеется высочайший уровень автономности – при наличии запаса топлива отсутствует зависимость от стабильности подачи газа и электрической энергии. Твердотопливное оборудование имеет крупные габариты, требует строительства дымовой трубы и хранилища топлива – но может работать в энергонезависимом режиме (большая часть моделей), не требуется разрешений на установку и использование котлов и печей, печное отопление без водяного теплоносителя не боится размораживания.
Выбор твердотопливного котла. Советы форумчан
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Из-за постоянного роста цен на энергоносители и дороговизну подключения газа всё большее число пользователей forumhouse.ru обращают внимание на твердотопливные котлы.
Сегодня рынок предлагает не один десяток моделей, работающих на угле, дровах или топливных брикетах.
Чтобы не ошибиться с выбором, следует знать ряд особенностей этого типа отопительного оборудования.
Твердотопливные котлы работают на следующих видах топлива:
Чтобы подобрать наиболее оптимальный ТТ котёл, необходимо:
1. Определить, какой вид топлива наиболее доступен в вашем регионе проживания. Может оказаться, что где-то выгоднее отапливаться дровами, а где-то – углём или торфом.
Существуют модели, которые работают на двух- трёх типах энергоносителей: дровах и электричестве. Днём агрегат отапливает помещение, работая на дровах, а ночью включается электрический тэн. Такая схема наиболее оптимальна при доступности ночного тарифа на электроэнергию.
2. Подобрать необходимую мощность.
Ориентировочно парамтеры мощности устройства высчитывается так – для отопления 10 кв. м площади необходим 1 кВт. Это пропорция справедлива для хорошо утеплённого дома при высоте потолков до трёх метров.
3. Выяснить, необходимо ли только отопить дом, или также нужна горячая вода для бытовых нужд. В этом случае ставится двухконтурный или одноконтурный ТТ котёл с подключённым к нему бойлером косвенного нагрева.
Бойлер косвенного нагрева нагревает воду, используя тепло системы отопления и электрическую энергию. Это позволяет «не гонять» устройство для приготовления горячей воды по окончании отопительного сезона.
4. Определить цель использования: постоянно (ПМЖ), изредка (дачный режим) или как резервная система.
Если нужно выбирать котел под ПМЖ, то на первое место выходят его надёжность, долговечность и экономичность. Чем реже нужна загрузка топливом, тем комфортнее им пользоваться.
Выбираем твердотопливный котел
Калорийность и теплоотдача разных видов топлива отличаются друг от друга. Поэтому мощность устройства и, соответственно, количество времени его работы на одной закладке могут существенно различаться.
Garifyllin:
– Приобретая ТТ котёл, многие думают, что его мощность не зависит от вида сжигаемого топлива. На самом деле падение мощности при сжигании менее калорийного топлива (отсыревших дров) может достигать 25-30%.
При работе устройства на топливе с влажностью 25-35% потери мощности увеличиваются. Идёт интенсивное образование нагара, и топку придётся чистить раз в 3-5 дней.
В технических описаниях котлов пишется максимальная мощность. При выборе ТТ котла нужно учитывать, что данная мощность указывается при работе на топливе с небольшим содержанием влаги и при оптимальных условиях эксплуатации. В действительности при использовании менее калорийного топлива, или если оно накопило влагу мощность может существенно отличаться от заявленной производителем. Выбирая устройство, необходимо это учитывать.
Glaz2137:
– Первый хороший вопрос, который необходимо задать при выборе котла – какая у него максимальная и минимальная мощность и насколько экономично он работает в этих режимах.
Пример: котёл имеет диапазон мощностей от 5 до 30 кВт. Время его горения на одной закладке составляет от 4 до 12 часов.
Поэтому на максимуме в среднем он отдаст 120 кВт час, а вот на минимуме – только 60 кВт час.
Glaz2137:
– Важно понять, что не весь отопительный сезон котёл работает в номинальной мощности. Простое устройство с такими данными большую часть времени работает неоптимально, и у него плохое КПД.
Плюсы и минусы
Чтобы понять, какой твердотопливный котел лучше выбрать, нужно изучить все его преимущества и недостатки.
У твердотопливных котлов есть ряд неоспоримых преимуществ:
Но классические ТТ котлы не лишены недостатков:
Большинство твердотопливных котлов работает по следующему циклу:
Garifyllin:
– При остановке котла теплоноситель в системе остывает, соответственно, температура в доме падает.
ТТ котлы с теплообменниками из чугуна менее восприимчивы к качеству и жёсткости воды, но этот материал более требователен к температуре теплоносителя обратного потока.
Если в «обратку» системы отопления подать холодную воду, то из-за резкого температурного перепада теплообменник чугунного котла может разрушиться.
Garifyllin:
– Котлы со стальным теплообменником быстрее разогреваются. Они не боятся резкого перепада температуры теплоносителя. Однако они более требовательны к топливу и дымоходу.
Оптимальная схема использования твердотопливного котла
Опираясь на опыт пользователей forumhouse.ru, можно сказать, что наиболее оптимальным вариантом является следующая схема: это связка из твердотопливного котла и ТА (теплового аккумулятора), который устанавливается между котлом и системой отопления.
ТА – это большой, хорошо утеплённый бак с водой.
Тепловой аккумулятор выполняет следующие функции:
Однако в связке ТА и ТТ есть «подводные камни».
Glaz2137:
– Есть теплоаккумуляторы открытые и закрытые. Открытый ТА – это ёмкость с водой, в которую погружен теплообменник. Воду в ТА греет котёл, а теплообменник забирает тепло в систему отопления. Если площадь теплообменника выбрана неправильно (оказалась мала) и он не справлялся с передачей мощности, то это приводит к тому, что ТА кипит, а батареи в доме – едва тёплые.
Меры безопасности при отоплении твердотопливным котлом
Твёрдое топливо, в отличие от жидкого, горит дольше. При горении дрова или уголь выделяют много тепла, а сам твердотопливный котёл, обладая инерционностью, не может мгновенно остыть и прекратить работу даже при полном перекрытии доступа воздуха в топку. Это может стать достаточно серьезной проблемой.
При нагревании теплоноситель значительно увеличивается в объёме, и этот избыток нужно куда-то деть.
Если этого не сделать, то ситуация может выйти из-под контроля: трубы или радиаторы отопления разорвёт, а при грубом нарушении правил монтажа твердотопливный котёл может взорваться.
Чтобы этого не произошло, в систему отопления встраивают расширительный бак для сброса избытка теплоносителя.
Расширительнее баки бывают двух типов:
1. Закрытые – это закрытый бак, оснащённый предохранительным клапаном для сброса избытка давления.
2. Открытые – это открытый бак, имеющий сообщение с атмосферой.
Такой бак обычно монтируется в верхней точке системы отопления на чердаке.
Это обеспечивает беспрепятственный сброс избытка давления из системы.
Iven:
– Для твердотопливного котла лучше использовать открытую систему с естественной циркуляцией теплоносителя.
На FORUMHOUSE собрано множество информации о требованиях к котельным. Познакомьтесь с основными критериями выбора ТТ котла. Пиролизные котлы – миф или реальность. Узнате, чем лучше топить твердотопливный котел. Следите за битвой между пиролизным котлом и обычным твердотопливным.
Смотрите на нашем сайте видео о том, как отопить большой дом при отсутствии газа. А из этого видеоролика вы узнаете, как самостоятельно построить «умную» твердотопливную систему отопления.
Твердотопливное отопление частного дома
Твердотопливное отопление используется в том случае, если применение газа и электричества для этих целей оказывается нецелесообразным. Благодаря твердотопливному отоплению, в доме будет тепло и уютно даже в самые лютые морозы и при перебоях с электричеством.
Твердотопливное отопление частного дома
Котел позволяет обогреть как небольшую дачу, так и крупногабаритный коттедж. Отдельные контуры предназначаются для подачи ГВС в дом и баню, а также для подключения теплого пола.
Достоинства и недостатки
У твердотопливного отопления есть свои минусы и плюсы.
Основные достоинства системы следующие:
Доступная стоимость оборудования и топлива – твердотопливный котел стоит дешевле, чем аналогичный агрегат для газовой или электрической системы. Топливо (уголь, дрова, брикеты, кокс, навоз и отходы промышленной отрасли) так же экономически выгодно.
Независимость от внешних факторов – система отопления действует независимо от подачи газа и электричества.
Экологическая чистота – топливо является возобновляемым ресурсом, а продукты горения не наносят вред окружающей среде.
Простой монтаж, минимальное обслуживание – установка отопительной системы не отнимает много времени и сил. Обслуживание заключается в удалении золы и очищении дымохода.
Высокие показатели КПД – коэффициент полезного действия от 78 до 83%.
Безопасность – котел безбоязненно устанавливается в доме или рядом с ним, угроза взрыва отсутствует.
Недостатков у твердотопливного отопления гораздо меньше:
Объемные запасы топлива – топливо занимает много места, поэтому для его хранения потребуется строительство отдельного навеса или помещения.
Отопление требует периодического наполнения топочной камеры топливом.
Для обеспечения безопасности и бесперебойной работы системы необходима помощь профессионалов, например, для очищения дымохода.
Принцип работы
Оборудование для твердотопливного отопления состоит из следующих элементов:
Твердотопливная система работает следующим образом. Топливо закладывается в топку, разжигается и сгорает. В теплообменнике образуется энергия, которая нагревает теплоноситель. Зола и шлаки остаются в специальном бункере, откуда их необходимо удалять вручную. А теплоноситель подается в систему, нагревая радиаторы, обеспечивая работу теплых полов и т.д.
Схема монтажа
Система твердотопливного отопления
Схема монтажа твердотопливного отопления включает в себя следующие элементы:
Котел – основной генератор тепла (о его разновидностях пойдет речь ниже).
Бак-накопитель – обеспечивает равномерное горение топлива, предназначен для компенсации теплового расширения теплоносителя.
Термостатический смеситель – смешивает горячую и холодную воду для обеспечения равномерной температуры.
Группа безопасности – предохранительный клапан, манометр, кран Маевского. Благодаря трем приборам система отопления защищается от избыточного давления и завоздушивания.
Циркуляционный насос – перемещает воду, исключает при подаче воды перепад температур.
Дымоход – выводит продукты горения.
Радиаторы отопления, отопительный контур – отдают тепло непосредственно в помещения.
Классические и пиролизные котлы
В зависимости от принципа работы, выделяют 2 основные разновидности твердотопливных котлов: классические и пиролизные.
Классический котел
Представляет собой простую конструкцию. Твердое топливо сжигается в топке и отдает тепло теплоносителю через стальные или чугунные стенки. В составе топки котла присутствует две стенки, между которыми циркулирует теплоноситель. Сегодня классические котлы не пользуются популярностью, поскольку для отопления дома с их помощью требуется слишком много топлива, а КПД оборудования низкое по сравнению с иными разновидностями котлов. Эксплуатация неудобна, т.к. заданные теплотехнические параметры довольно тяжело поддерживать на одном уровне.
Пиролизный котел
Принцип работы пиролизного котла
В основе работы лежит процесс пиролиза. Для функционирования оборудования требуется газ, выделяемый твердым топливом в процессе сгорания. КПД пиролизных котлов выше, чем у классических, а конструкция сложнее. Топочные газы появляются не в процессе горения, а когда благодаря кислороду в зоне горения поддерживается тление. Топочные газы обогащаются кислородом, и образуется воздушно-газовая смесь, аккумулирующая тепловую энергию.
Пиролизные котлы обладают высокой экономичностью, т.к. для отопления дома требуется меньшее количество закладок топлива (примерно 1 загрузка на 7-12 часов). Оборудование работает с любым видом топлива, не наносит ущерб окружающей среде.
Другие разновидности котлов
Помимо указанных выше основных видов отопительного оборудования, существует разделение на подвиды в зависимости от иных факторов.
По типу тяги: с естественной тягой (за процесс сгорания отвечает термостатический регулятор) и с дополнительной тягой (воздух подается в топку посредством вентилятора).
В зависимости от автоматизации процессов: автоматические (топливо подается автоматически) и с ручной закладкой.
По длительности горения: котел длительного горения (процесс горения производится сверху вниз при минимальном притоке воздуха, чем обеспечивается медленное тление топлива) и со стандартными характеристиками.
По виду топлива: на дровах, на угле, на пеллетах, на смешанном.
В зависимости от материала теплообменника: стальной и чугунный.
Какой котел выбрать?
Виды топлива для твердотопливного котла
Выбор твердотопливного оборудования зависит от многих факторов. В первую очередь необходимо ориентироваться на площадь дома, в котором устанавливается система. Учитывать следует мощность котла, его стоимость и будущую экономическую выгоду. Например, пиролизное оборудование стоит дороже, чем классическое, но в дальнейшем для его работы требуется меньший объем топлива. Мощность котла оценивается просто. Считается, что 1 кВт мощности необходим для обогрева 10 кв.м. площади. Так же следует учесть длительность работы оборудования от одной загрузки, вид потребляемого топлива и его доступность. Для работы некоторых котлов требуется электрическая энергия. Например, для агрегатов с дополнительной тягой. И этот момент тоже следует учесть.