Экономный котел твердотопливный двухконтурный длительного горения

Особенности двухконтурного котла на твердом топливе

Твердотопливные двухконтурные котлы длительного горения сочетают в себе как минимум два преимущества: во-первых, обеспечивают и отопление, и горячее водоснабжение, а во-вторых, позволяют существенно увеличить интервалы между посещениями котельной.

Конструкция

Устройство таких агрегатов отличается наличием двух контуров.

Основные элементы аппарата такие же, как и у обычных:

• топка;
• зольник;
• теплообменник;
• автоматика и приборы контроля.

Для обеспечения длительного горения может использоваться система автоматической загрузки топлива, которая включает в себя бункер для пеллет или другого сыпучего топлива, а также шнековый или пневматический механизм подачи топлива в горелку.

Принцип действия

В основе работы котлов лежит довольно простой принцип: топливо при сгорании передает энергию теплообменнику, который, в свою очередь, через систему труб, радиаторов, бойлера и других приспособлений, обогревает помещения и дает горячую воду для различных бытовых нужд.

По такому же принципу работают и котельные обогревающие не частный дом, а целые города. Таким образом, собственный котел — это мини-котельная.

Чем отличается от котла с одним контуром

Количество контуров напрямую влияет на количество возможных функций. Каждый контур, это, по сути, отдельная труба, выполняющая свою задачу. Если она одна, то и выполняет одну задачу, как правило, обогревает помещение. В большинстве одноконтурных систем крайне нежелательно изымать воду из оборота для других нужд.

Если трубы две, то вторая может обеспечивать горячее водоснабжение для кухни или душа. Бывают котлы и с тремя трубами, в таком случае еще один контур может использоваться, например, для системы теплых полов, что является дополнительным плюсом в отопительный сезон.

В частном секторе из многофункциональных котлов наиболее распространены 2-контурные.

Принцип действия и особенности твердотопливного котла

В отличие от традиционной печи на дровах или угле, агрегат модернизирован и оптимизирован под реалии каждого дома – требуемое отопление и нагрев воды для бытовых нужд. Котлы отличаются по принципу горения:

1. Пиролизные. Кроме основного действия – сжигания топлива, система собирает выделенный газ – обычно это СО, и смешивает его с кислородом, а затем воспламеняет. В результате горения смеси, снова выделяется энное количество температуры, идущее на обогрев носителя.
2. Камера верхнего сгорания. Принцип работает не снизу вверх, а, наоборот, позволяя процессу идти медленно и с большей отдачей.

Устройство теплообменников у агрегатов разное. У первого варианта он расположен горизонтально над камерами сгорания, у второго – вертикальный теплообменник полностью окружает топку. Как правило, ёмкости выполнены в виде змеевиков.

Преимущества и недостатки котлов

Двухконтурный твердотопливный котел обладает следующими плюсами:

• экономичность;
• надежность;
• большой срок эксплуатации;
• небольшая стоимость, если сравнивать с другими отопительными котлами;
• широкий выбор моделей;
• возможность работы без электричества и газа в помещении;
• простота и удобство в использовании;
• возможность использовать в качестве топлива различные материалы: дрова, уголь, пеллеты, торф и другие;
• легкая доступность топлива и его дешевизна.

Недостатки котлов на твердом топливе:

• необходимость в предварительной сушке топлива;
• организация места для хранения топлива;
• отсутствие возможности регулировки температуры горячей воды;
• периодические дозаправки котла вручную, это может понадобиться несколько раз в день;
• отсутствие автоматического режима эксплуатации, за таким котлом необходимо следить.

Также котел имеет особенности в установке, лучше всего, чтобы эту работу выполняли специалисты, они точно смогут сделать все в соответствии с правилами и дадут гарантию. Особенности установки твердотопливного котла:

1. Не рекомендуется установка котла на деревянный пол, но если этого избежать нельзя, то необходимо делать хорошую негорючую подставку.
2. Котел должен обязательно находиться на расстоянии не меньше 20−25 см абсолютно от всех посторонних поверхностей.
3. Подсоединение всех труб отопления должно быть выполнено максимально качественно и надежно, так как при протечке воды, котел может выйти из строя.
4. Выводной канал должен быть не более одного метра от котла до дымохода.
5. К такому котлу возможно подключение дополнительной емкости — бойлера, он сможет обеспечить в доме стабильное водоснабжение, которое не будет зависеть от напора воды в системе.

Виды котлов по типу топлива

Простота котла обратно пропорциональна его возможностям работать на любом виде топлива. Сложные системы зачастую капризны, имеют ряд ограничений и требований к качеству используемых материалов.

К твердым видам относят:

• дрова;
• уголь;
• отходы деревообработки.

Дровяные

Самые неприхотливые аппараты работают на дровах. Часто они могут работать и на всех остальных видах. У некоторых производитель указывает дрова в виде основного вида, а также возможность использования других при небольших технических модификациях котла.

Дрова — не сыпучее вещество, поэтому здесь невозможно использовать традиционную систему автоматической подачи топлива. Это означает необходимость довольно частой ручной дозагрузки.

При этом эффективность таких аппаратов может быть существенно увеличена за счет разного рода технологических доработок, принципа горения, качества топлива.

Пеллетные

Пеллеты являются переработанными отходами деревообрабатывающей промышленности. Это прессованные в гранулы опилки и щепа. За счет такой обработки теплоотдача и КПД выше.

Пеллетные котлы имеют горелки, зачастую не приспособленные для использования других видов топлива, и представляют собой металлический конструктивный элемент в виде чаши.

Именно такие агрегаты оборудуются бункерами, куда засыпаются гранулы, а также системой автоматической подачи пеллет, состоящей из шнекового или пневматического транспортера, и автоматики, определяющей периоды и интенсивность подачи. Бункер зачастую имеет объемы от 200 до 400 литров, что позволяет котлу работать без участия человека от 3 до 7 суток.

Критерии выбора

Несмотря на большой ассортимент изготавливаемых моделей, подобрать для своего дома котел с контуром ГВС нетрудно. Необходимо учитывать несколько основных особенностей, которые связаны с работой и конфигурацией оборудования:

1. Наличие установленного ТЭНа — дополнительного обогревательного устройства в качестве запасного источника тепла. После сгорания топлива тепловой носитель со временем охлаждается. На обратку монтируется специальный датчик, фиксирующий изменения, он подключен к ТЭНу. После охлаждения жидкости ниже заданной температуры автоматически срабатывает включение ТЭНа, и поддерживается требуемый температурный показатель нагрева воды. Когда заново растапливается котел, нагревательный элемент автоматически выключается.
2. Вид теплообменника. Предлагается чугунное и стальное оборудование. Последний вариант дешевле примерно в два раза, имеет незначительную массу и хорошую стойкость к разнице температур на подающем и обратном контуре теплоносителя. К минусам относится относительно небольшое время эксплуатации, не более 20 лет. Минимальное время работы чугунного оборудования составляет 50 лет. Чугунные модели характеризуются высокими теплотехническими показателями, в отличие от стальных устройств.

Кроме вышеописанных характеристик, во время выбора котла нужно сделать расчет мощности, а также выбрать модель с учетом стоимости и компании-изготовителя.

Правила расчета мощности

Расчет традиционного одноконтурного оборудования производится по формуле 1 кВт = 10 м². Вычисления позволяют подобрать примерное значение мощности и могут использоваться для комнат с высотой не больше 2,8 м. Котел с контуром для ГВС должен рассчитываться с учетом затрат на нагрев воды.

Для дома площадью 150 м² расчет производится так:

1. Только для отопительной системы требуется котел мощностью 15 кВт.
2. Для обогрева ГВС требуется дополнительная мощность, которая равняется 50% от общего КПД котла.
3. Для дома на 150 м² необходим котел мощностью 22−25 кВт. Округление в показателях производят в бо́льшую сторону. Если у компании-изготовителя нет 22 кВт котлов, то нужно выбрать устройство на 25 кВт.
4. Установленный ТЭН не применяется в качестве главного источника отопления и используется лишь для периодической эксплуатации.

Точные подсчеты с учетом вероятных тепловых потерь производят с помощью специального калькулятора.

Рекомендации по выбору

Выбор должен основываться на доступности топлива, а также на практических и эстетических соображениях. К первым можно отнести необходимость горячего водоснабжения и обогрева определенной площади, наличие помещений для хранения топлива надлежащего качества, то есть все критически необходимые параметры. Ко вторым — необязательные, но увеличивающие комфортность использования.

Определите:

• какие виды топлива доступны;
• периодичность использования котла;
• какое количество контуров необходимо;
• какая площадь будет отапливаться;
• как часто возможна загрузка топки;
• какое количество топлива одновременно вмещает хранилище;
• ценовой диапазон возможностей (как приобретения, так и монтажа).

Определение этих параметров поможет сформировать довольно узкий запрос, в рамках которого можно будет ввести дополнительные требования.

Например, такие как:

• наличие автоматики;
• модуля GSM-оповещения;
• системы аварийного отключения;
• защита от перегрева;
• защита от замерзания.

После того как круг очерчен, изучите советы специалистов и отклики покупателей выбранных моделей. Кто лучше недовольного покупателя выдаст всю правду.

Обязательно обратите внимание на условия гарантийного и сервисного обслуживания, а также доступность наиболее востребованных запасных частей.

Как рассчитать мощность

Мощность котла измеряется в киловаттах, обычно 1 кВт достаточно для обогрева 10 м² площади дома. Если помещения не утеплены либо расположены в суровых климатических зонах, запас должен составлять 20—30 % от минимального.

Необходимо отметить, что не стоит приобретать котел с большим запасом, так как постоянно малая загрузка может привести к его выходу из строя. В основном это относится к зарубежным моделям, оснащенным автоматикой.

Если высота потолков в доме более 2,7 метров, необходимы дополнительные расчеты. Делается это довольно просто: вычислите коэффициент разницы между минимальным потолком и реальным, и умножьте его на мощность, исходя из площади помещения.

Например, если потолок 3,0 м, а площадь помещения 100 м²: 3 м / 2,7 м * 10 кВт = 11 кВт.

Также необходимо учитывать климатические особенности.

Коэффициенты климатических зон:

• 1,5—2 для северных районов;
• 1,0—1,2 для средней полосы;
• 0,7—0,9 для южных районов.

При наличии второго контура, добавляется 20—25 %, а также необходимо добавить запас на пиковые холодные температуры — 10 %.

Цены на котел Wiessmann Vitoligno 100-S

Wiessmann Vitoligno 100-S

Таким образом, мощность в 11 кВт должна быть увеличена сначала на 25 %, а затем еще на 10 %: (11 кВт * 25 %) * 10 % = 15 кВт.

Для точного расчета необходимо взять величину возможных теплопотерь здания, а также коэффициент запаса. Произведение этих двух показателей и будет являться расчетной мощностью котла. Определить реальные теплопотери можно пир помощи тепловизора: для этого желательно обратиться в профильную организацию.

Из важных факторов, способных повлиять на теплопотери можно выделить наличие окон и их общую площадь, этажность, а также толщину и материал кладки.

На сайтах продавцов встречается калькулятор расчета мощности, которым можно воспользоваться для подтверждения расчетов.

Производители ТОП лучших твердотопливных котлов с водяным контуром

Российский рынок отечественных котлов насыщен твердотопливными котлами как отечественного, так и западного производства. Серьезная конкуренция на рынке заставляет производителей, вносить инновационные изменения в конструкцию и снизить потребительские цены. По оценкам покупателей наибольшими преимуществами обладают следующие марки.

Каракан 16ТПЭВ 3 16кВт

Популярный в сельской местности двухконтурный котел, использующий любое твердое топливо. Прежде всего приобрел популярность благодаря глубокой топке, позволяющей использовать дрова длиной до 50 см и варочной поверхности. Для котлов классического горения имеет достаточный КПД 75%, горячей воды производит 250 л/час. Подготовка санитарной горячей воды осуществляется с помощью встроенного ТЭНа мощностью 9 кВт. При работе на отопление котел абсолютно энергонезависимый, с механическим управлением посредством терморегулятора. Масса агрегата составляет 120 кг.

Стоимость: 25 000-27 000 руб.

Dragon Tа-15 Гв

Один из лучших двухконтурных твердотопливных котлов для отопления частного дома. Более совершенный, эффективный, практичный и удобный в обслуживании, но и гораздо более дорогой котел. КПД достигает 88%, достичь его позволило устройство топочной камеры с более долгим отводом газов, за счет чего теплообменником аккумулируется больше тепла. Также из особенностей стоит отметить немалый объем топки – 60 л, производитель заявляет о 6-10 часах горения одной закладки. На практике это действительно так, но при использовании в качестве топлива угля с низкой зольностью.

Конструкцией дверцы предусмотрена доустановка жидкотопливной горелки, однако делать мы это советуем лишь в крайнем случае: эффективность сжигания газа, дизельного топлива или отработки в большой камере сгорания твердотопливного котла будет крайне низкой. Владельцы также отмечают чугунную колосниковую решетку. Недостатком является лишь крайне высокая цена.

Стоимость: 53 500-62 000 руб.

Wirbel ЕСО СКB 20

Разработка Австрии, производство обычно в РФ. Еще более совершенная модель со сложным отводом газов, за счет чего аккумулируется больше тепла. Основным серьезным отличием является организация второго контура посредством встроенного в основной контур накопительного бойлера на 65 и более литров, что позволяет всегда иметь в запасе определенный запас горячей воды, но снижает эффективность, если котел используется лишь для отопления дома. Также стоит отметить надежность теплообменника из толстой 5 мм печной стали, на практике других моделей такие теплообменники служат более 15-17 лет.

Водяной контур – что это и зачем нужен

Водяной контур – это известная всем система отопления с помощью радиаторов. Она необходима в домах с не очень удачной планировкой, уменьшает теплопотери от окна, равномерно греет помещение.

Традиционные котлы без водяного контура обогревают локализовано, и, если в доме помещений, не соприкасающихся с котельной, больше двух, водяной контур просто необходим, ведь в его отсутствие удаленные комнаты не будут достаточно прогреваться.

Теплопотери в них будут весьма высоки, а температуры нередко не достигают даже оптимальных для проживания и длительного нахождения.

Кроме того, в домах с печным отоплением нередко промерзают углы. Водяной контур позволит избежать подобной проблемы.

Принцип работы

Печь с водяным контуром для отопления дома имеет достаточно простую технологию действия. Она функционирует по принципу замкнутого круга. В качестве теплового проводника выступает вода или специальная жидкость, используемая для водяных систем. При помощи котла происходит её нагрев, откуда она движется по трубопроводу к приборам отопления. Именно эти элементы всей цепочки способствуют обогреву всех помещений дома.

Когда жидкость полностью остыла, она снова направляется в котел для осуществления повторного нагрева. Любая печь-камин для дачи с водяным контуром имеет уникальную конструкционную особенность – наличие теплообменника. Он является главным звеном отопительной системы, по которому циркулирует теплоноситель. Это дает возможность снизить расходы на топливо, и за минимально короткое время обогреть воздух в доме.

Теплообменник

Немаловажна надежность котла – на это влияет материал изготовления теплообменника. Чугун долговечен, может прослужить до 20 лет, но может повредиться от механических ударов и резких перепадов температур. Сталь устойчива к таким нагрузкам, но прослужит стальной теплообменник около 6 лет. Для частных домов рекомендуют чугун.

Помимо этого различают пластинчатые и трубчатые теплообменники:

• Пластинчатые встречаются чаще всего, отличаются дешевизной и высокой площадью теплоотдачи. Недостаток – требования к чистоте воды. В контур обязательно включается система водоочистки.
• Трубчатые обладают небольшой площадью теплоотдачи на единицу веса, что компенсируется массивной конструкцией и медным исполнением, а это существенно повышает цену.

Классификация по материалу теплообменника

И последний немаловажный критерий, который нужно учитывать при выборе котла длительного горения — это материал, из которого изготовлен теплообменник. Существует три разновидности этого технического узла — стальной, керамический и чугунный.

Устройство твердотопливного котла

Использование стальных деталей позволяет уменьшить стоимость установки. Они хорошо переносят перепады температур, но очень быстро поддаются коррозии. Срок службы у стального теплообменника — не более 15 лет. Поэтому стоит выбирать твердотопливный котел с таким техническим элементом, если необходим дешевый вариант, способный обеспечить временные потребности.

Керамический теплообменник тоже изготавливается из стали, но имеет керамическое напыление. Подобные детали используются при изготовлении котлов длительного горения нового поколения. По качеству, надежности и долговечности пока ничто не может сравниться с подобными образцами.

Чугунный теплообменник собирается вручную. Этот материал не боится коррозии, но подвержен механическим нагрузкам и дорого стоит. Максимально возможный срок его службы — 30 лет.

Сравнение с электрическими и газовыми котлами

Многие люди, которые строят дом вдали от города, становятся перед выбором — поставить автономный твердотопливный, газовый или электрокотел.

Для того чтобы сравнить эти варианты между собой, потребуется рассмотреть три важных параметра: стоимость подключения, безопасность обслуживания и экология.

Стоимость подключения. Хотя твердотопливный котел стоит не дешево, но его эксплуатация имеет самые низкие стоимостные показатели среди всех сравниваемых моделей.

Стоимость газового котла намного дешевле твердотопливного, но для того чтобы его подключить потребуются многочисленные разрешения государственных надзорных органов.

Для чего потребуют от собственника проект газоснабжения, выполнения монтажных работ по установке котла и счётчика, а также оплатить за подключение.

Сегодня по скромным оценкам, для подвода газа к дому, выполнения монтажных работ и получения разрешения на эксплуатацию потребуется от 600 тыс. рублей и выше. Намного меньше обойдется монтаж электрокотла, но тоже не дешево.

В большинстве случаев такое подключение потребует изменения мощности питающей электролинии на 380 В. Для этого также потребуются значительные финансовые вливания, на реконструкцию внутридомовых электросетей и согласования с РЭС.

При этом не факт, что поставщик электроэнергии согласится на замену технических условий. Твердотопливный котел не требует никаких согласований, а затраченные средства на приобретение котельного оборудования окупятся уже за 2-3 года, в то время, как подключение к газовой сети и установка новой электролинии не раньше чем через 6-9 лет.

Безопасность обслуживания.

Всем известно, что самыми опасными являются газовые котлы, поскольку при нарушении в эксплуатации и отрыве пламени от горелки может создаваться в доме взрывоопасная смесь.

Электрокотлы представляют опасность из-за возможного возникновения очагов горения в кабельных линиях при перегрузках. Кроме того может произойти взрыв пароводяной смеси в теплообменнике, при нарушении циркуляции теплоносителя.

Любой котел нужно вовремя обслуживать. Источник фото: termo-star.ru

Твердотопливный двухконтурный котел, тоже представляет собой источник пожароопасной ситуации, но реальность ее возникновения намного ниже.

Поскольку все конструктивные узлы котлоагрегата рассчитаны таким образом, что устройство было энергонезависимым. Встроенная автоматика защиты, при нарушении допустимых параметров работы котла, перекрывает подачу воздуха в топку, после чего процесс горения прекращается. Кроме того сегодня паллеты являются самым безопасным топливом.

Экология.

Здесь на первом месте электрокотлы, которые вообще не имеют выбросов в атмосферу, за ними идут твердотопливные двухконтурные котлы длительного горения и завершают список газовые котлы, с самыми большими выбросами СО.

Учитывая все перечисленные особенности рассмотренных видов можно сделать вывод, что наиболее удобным и простым в эксплуатации считается электрический котел, затем идет — газовый агрегат, а твердотопливный уступает им по этим требованиям.

Зато по уровню себестоимости выработанной тепловой энергии, самый лучший вариант — твердотопливный пиролизный котел, за ним следует газовый агрегат и завершает список — электрокотел. Себестоимость тепла последнего агрегата разы превышает, аналогичный показатель твердотопливного агрегата.

Стоимость базовых вариантов твердотопливных котлов

Твердотопливные котлоагрегаты выпускаются для работы на различных видах топлива. Больше всего применяются древесные породы, пеллеты из прессованной древесной стружки и различные виды угля.

Стоимость котлов от 30 до 200 тысяч рублей. Источник фото: avtokotel.ru

В последнее время с появлением биотоплива из отходов древесного и аграрного производства, многие пользователи, перешли на его сжигание в отопительных котлах. Встречаются модели, которые могут работать на любом из этих видов топлива.

Цена таких модификаций отопительных агрегатов очень сильно зависит от металла топочного пространства — чугун или сталь.

Котлы, работающие на дровах сегодня можно приобрести за 55 тыс. руб. Угольные агрегаты от 40 до 80 тыс. руб. Пеллетные двухконтурные твердотопливные котлы длительного горения самые дорогие от 120 до 200 тыс. руб.