Котлы отопительные длительного горения. По объему камеры и типу её загрузки

Котлы длительного горения на дровах пользуются спросом у дачников и у собственников коттеджей, предназначенных для круглогодичного проживания. Перед установкой следует разобраться в особенностях, плюсах и минусах данного типа отопления частного дома.

Твердотопливный дровяной котел хорошо подойдет для домовладельцев, которые располагают возможностью закупать дрова хорошего качества

В целом механизм работы строится на длительном тлении топлива за счет ограниченного поступления воздуха - в результате закладки хватает приблизительно на 80 % дольше, чем при работе твердотопливного котла так называемого классического типа.

Плюсы и минусы дровяных котлов для длительного горения топлива

Преимущества:

• отсутствие необходимости в частой заправке топлива - в зависимости от выбранной модели подбрасывать дрова в топочную камеру нужно от одного раза в каждые 3-4 часа и вплоть до 12 часов;
• возможность применения различных типов топлива и их комбинирования;
• работа котла в большинстве случаев автономная и не требует подключения к другим коммуникациям;
• относительная дешевизна топлива.

Твердотопливный котел в частном доме

Недостатки:

• стоимость выше, чем классических котлов;
• из-за малой теплотворной способности дров КПД от 70 до 89%;
• отсутствует механизм регулирования температурного режима.

Также важным недостатком является невозможность работы отопительного оборудования без вмешательства человека

Совет. В основном для дач и частных коттеджей приобретаются дровяные котлы с топочными камерами небольших размеров. Повысить КПД отопления можно путем увеличения топочной камеры, но вместе с тем вырастут и габариты самого котла.

Разновидности по механизму действия

• Отопительный агрегат с удлиненной топкой
  Наиболее простой и распространенный тип дровяного отопления. Главное отличие от стандартных твердотопливных агрегатов - вытянутая форма с удлиненной топкой. Непосредственно в камеру сгорания после розжига дозировано осуществляется воздухоподача, за счет чего значительно увеличивается время работы на каждой закладке дров (до 6–8 ч.).

Твердотопливный котел с удлиненной топкой

• Модель с верхним горением
  В отличие от стандартных котлов для отопления на дровах, в которых осуществляется розжиг снизу, в камерах котлов с верхним сгоранием сжигается топливо под воздействием горелки, движущейся сверху и медленно опускающейся вниз.
• Пиролизный котел
  Газогенераторный, или пиролизный агрегат имеет более сложный, в сравнении с двумя предыдущими моделями, принцип работы и конструкцию, за счет чего может непрерывно работать до 12 часов на каждой топливной закладке. В топочной камере дрова в нем не горят, а очень медленно тлеют, выделяя в свою очередь газ. Он отводится в отсек нижней камеры, где под принудительной подачей кислорода сжигается, выделяя дополнительное тепло.

Твердотопливный котел верхнего горения

Наиболее востребованные агрегаты для частных владений

Разные модели дровяных котлов отличаются между собой:

1. размерами камер сгорания;
2. типом конструкции;
3. материалом изготовления.

Теплообменник зачастую изготавливается из стали либо из чугуна. При этом чугунный прослужит дольше, чем стальной, долго остывает, но может разрушиться при резких температурных перепадах. Сталь термоустойчива, но может подвергаться коррозии и прослужит в среднем порядка 10–15 лет.

Для дачного отопления чаще всего устанавливаются простые одноконтурные модели, для домов с круглогодичным проживанием рационально поставить двухконтурный котел. В последнем случае один контур будет осуществлять обогрев, в то время как второй - обеспечит горячее водоснабжение.

Схема: устройство пиролизного котла

Каждый отдельно взятый агрегат имеет свои особые технические характеристики, усредненные данные:

• мощность порядка 100 кВт;
• температура теплоносителя на выходе 80 град., на обрате - минимум 50 град.;
• рабочее давление в среднем 1 атм.;
• масса котла до 400 кг;
• продолжительность работы на одной загрузке топлива 10−12 часов.

Работа пиролизного котла

Внимание! Покупая отопительный котел, работающий на дровах, нужно принимать во внимание, что большинство агрегатов изначально были разработаны для сжигания бурого или каменного угля. В их технических паспортах указана мощность и время горения одной закладки из расчета работы на угле. Поэтому нужно отдельно рассчитать мощность и время сгорания топлива, если генератор теплоты будет работать на дровах.

Как правильно организовать отопление

В частных коттеджах, предназначенных для круглогодичного проживания, котлы длительного горения, оснащенные теплообменниками, врезаются в отопительную систему. Теплоноситель несет тепловую энергию, получаемую при горении дров, к радиаторам.

Внимание! Если в автономной системе используется циркуляционный насос, необходимо удостовериться, что теплообменник котла выдержит рабочее давление всей системы.

В небольших дачах на 1-2 комнаты нет необходимости в отопительной системе автономного типа, рациональнее использовать печь-конвектор типа «Булерьян». У моделей, работающих по принципу конвекции, стенки топок состоят из открытых металлических трубок, которые приварены друг к другу в вертикальном положении.

Система отопления дома с помощью твердотопливного котла

В процессе сгорания дров нагретый воздух по трубкам поднимается вверх за счет действия конвекции, а на его место поступает холодный воздух.

Выбор топлива

Разместить котел на дровах длительного горения можно как в доме, так и в оборудованной котельной либо в небольшой отдельно стоящей пристройке к частному коттеджу. При этом нужно будет отвести отдельное место для топлива: древесины, угля, торфа и пр.

Самым востребованным видом топлива чаще всего являются отходы деревообрабатывающей промышленности. Но данный вид топлива низкокалорийный, поэтому требуется его большой расход.

Древесина — самый популярный вид топлива для домашней котельной

От выбора и степени влажности сырья будет напрямую зависеть его теплотворная способность. Топливо с самой высокой производительностью - сухие дрова, качество которых в идеале должно быть одинаково высоким от закупки к закупке. Максимальная длина топлива - 40 см.

Важные особенности монтажа

Вес дровяных котлов достигает нескольких сотен килограмм, поэтому перед установкой необходимо удостовериться, что полы выдержат нагрузку. Для прочных полов подойдет чугунное изделие, в остальных случаях стоит рассмотреть вариант покупки котла из стали, который будет весить в разы меньше.

На том месте, где планируется установка агрегата, обычно оборудуют из бетона подушку (ее толщина варьируется в пределах от 100 до 150 мм).

Для бесперебойной работы котла очень важна его правильная установка

В энергонезависимых котлах используются так называемые механические терморегуляторы. Если в модели есть вентилятор, предназначенный для принудительной воздухоподачи, а также электронная система регулирования, то потребуется подвод к электросети.

При этом важно учитывать, что при перебоях с электричеством эксплуатация будет сильно затруднена.

Заключение

Котлы длительного горения заслуживают особого внимания при выборе отопительного оборудования для частных домов и дач. Наиболее эффективными считаются пиролизные агрегаты, которые имеют самый высокий КПД 97 % и длительный срок работы без дозаправки.

Размещение твердотопливного котла

Перед покупкой также следует определиться с материалом изготовления, требуемым объемом топки, подготовить котельную или оборудовать место под котел в помещении дома. Отдельно следует позаботиться о выборе качественного топлива - сухие дрова должны быть заготовлены заблаговременно, для их хранения отводится отдельное место.

Как работает пиролизный твердотопливный котел: видео

Котел длительного горения: фото

Тепло в доме и экономия используемого топлива – вот два показателя, которые хотят получить владельцы частных домов, когда дело касается системы отопления. И если отопительный агрегат в доме работает на дровах или угле, то идеальный вариант для этого – так называемые твердотопливные котлы длительного горения. Уже название говорит само за себя.

Всем известно, что обычные дровяные отопительные котлы обладают массой преимуществ. Но есть у них и недостатки. И один из них – быстрое сгорание твердого топлива в топке. То есть, владельцу частного дома приходится периодически проводить закладку дров или угля, перед этим вычищая зольник. Периодичность зависит от типа используемого топлива. К примеру, уголь горит дольше, чем дрова раза в три. Но он добывается не во всех регионах, поэтому чаще всего приходится сталкиваться именно с дровяными котлами.

Принцип работы

В основе принципа работы котлов длительного горения лежит процесс пиролиза. Это разложение любых веществ под действием температуры при минимальной подаче кислорода. По сути, те же дрова или уголь в топочной камере не горят, а тлеют. При этом выделяется так называемый пиролизный газ, который сгорает в дополнительной топке, куда подается определенный объем кислорода.

В начале эксплуатации в первую топочную камеру, где производится закладка топлива, интенсивно подается кислород. Необходимо всю систему хорошо прогреть. После чего подача уменьшается до минимума, и в первой топке начинает работать процесс пиролиза.

Любой котел длительного горения состоит из двух камер. В первой тлеют дрова, во второй сжигается пиролизный газ. При этом обе топки выделяют тепловую энергию, поэтому коэффициент полезного действия данного вида оборудования составляет в среднем 85%.

Этот показатель можно регулировать в диапазоне 50-105% в зависимости от настройки режима работы прибора. А точнее сказать, от настройки подачи воздуха (кислорода) в обе камеры сгорания.

Отметим, что обычные твердотопливные котлы и печи работают с эффективностью не более 70%.

Конфигурация и внутреннее устройство

Устройство агрегатов длительного горения может быть разным в чисто конструктивном исполнении. Они могут быть прямоугольного сечения или круглого, топки могут располагаться одна над другой или рядом друг с другом в горизонтальной плоскости.

Зона розжига может быть расположена сверху закладки топлива или снизу, кислород подается сбоку или струйно снизу через специальное трубное устройство с отверстиями.

Разновидности агрегатов

Как и в случае с любым отопительным оборудованием, в основе выбора прибора всегда лежит мощность агрегата. И в этом плане разнообразие немалое.

Популярным представителем котлов длительного горения является модель «Стропува». У него оригинальная конструкция в виде вертикальной трубы, внутрь которой устанавливается пресс в виде металлического блина. К нему присоединена труба, через которую внутрь агрегата поступает свежий воздух (кислород). Это так называемая телескопическая система. Пресс устанавливается на закладку топлива.

Между стенками корпуса котла и прессом (блином) есть зазор, через который пиролизный газ поступает во вторую часть корпуса печи. Там и происходит его сгорание. Постепенное тление топлива опускает пресс все ниже, при этом зазор между дровами и прессом остается одинаковым. Котел длительного горения

«Стропува» при одной закладке может работать очень долго: на дровах до 70 часов, на угле до семи суток.

Устройство этой модели практически такое же, как и у вышеописанной. Эту конструкцию разработали российские умельцы, немного упростив и усовершенствовав ее. Отличительная черта – это зона горения, которая располагается в нижнем слое топлива. Розжиг производится со стороны зольника, для чего на его нижней поверхности разжигается небольшой костер или устанавливается емкость с жидким топливом.

Есть у двух моделей один очень серьезный недостаток – это сложность правильно подобрать сечение дымохода и грамотно его установить. Не зная законов теплотехники, самостоятельно подобрать сечение трубы будет сложно. Недостаток тяги или ее избыток вредны для корректной работы отопительного прибора.

Поэтому совет – если есть сомнения, что сечение дымохода подобрано неправильно, необходимо на нем установить заслонку. В течение нескольких часов эксплуатации надо выставить ее так, чтобы тяга была оптимальной. Правда, есть способ лучше – это установка биметаллического регулятора тяги. Это автоматический клапан, который работает без электроэнергии.

И второе. Первая часть дымоходной трубы от котла должна быть горизонтальной (минимум 3 м), небольшой уклон возможен, но не очень сильный. Далее можно поднимать его вертикально.

Газогенераторы

Современные твердотопливные котлы длительного горения – это агрегаты, работающие на принципе пиролиза, с дополнительными функциями. Фактически это дровяные печи, изготовленные из металла. Работают они на угле, дровах, пеллетах и прочих твердых видах топлива.

Производители сегодня предлагают отопительные котлы с автоматизированной закладкой. Правда, в этом случае можно использовать пеллеты или уголь мелкой фракции. В конструкцию агрегата добавляется емкость и шнек. Это усложняет ее, делает более объемной, увеличивает вес и цену оборудования, но при этом упрощается до минимума сам процесс подачи топлива в камеру сгорания. К примеру, пеллеты засыпаются в емкость, оттуда шнеком подаются в топку.

Необходимо отметить, что хотя газогенераторы и относятся к категории печей длительного горения, но они не могут похвастаться таким временем горения, как у «Стропува». Максимальный период сгорания топлива в них – 10 часов. После чего придется, если нет автоматизированной закладки, проводить все вручную, не забыв почистить зольник от сажи и пепла.

Преимущества котлов длительного горения

В первую очередь необходимо указать два основных критерия, которые легли в основу высокой популярности этих агрегатов отопления:

1. Сокращение присутствия человека в процессе эксплуатации и обслуживания.
2. Увеличение эффективности работы.

Именно второй критерий определяет экономическую сторону. То есть, дровяной отопительный агрегат потребляет минимум топлива, при этом выделяя большое количество тепловой энергии.

К достоинствам можно отнести и тот факт, что котел длительного горения, работающий на дровах и угле, практически не выбрасывает в атмосферу оксидов углерода, которые загрязняют окружающую среду. Все дело в том, что топливо сгорает практически полностью. Пиролизный газ (он же угарный) со всеми частицами топлива сгорает. В атмосферу выбрасывается ничтожное количество вредных веществ.

Плюс ко всему тепловая энергия практически 100% остается внутри агрегата. Ее небольшое количество выходит через дымоход. К тому же температура отходящих газов не превышает +50 °С.

Агрегаты длительного горения и водяное отопление

Все вышеописанные модели – это обычные печи, которые отдают тепло от своего корпуса, тем самым нагревая одно или два помещения (небольшой дом). В этой категории есть модели, которые используются и для водяного отопления. В этом случае конструкция самого агрегата усложняется, но ненамного.

Особенности конструкции

Для нагрева теплоносителя практически во всех моделях для водяной системы отопления устанавливается водяная рубашка. К примеру, котел «Стропува». Его корпус состоит из двух цилиндров, между которыми и движется теплоноситель.

В группе газогенераторов водяная рубашка устанавливается вокруг топочной камеры. Есть модели, в которых вмонтирован теплообменник в виде дополнительной емкости сзади или сбоку топки.

Все котлы этого типа, работающие на отопительную систему дома, обеспечены хорошей теплоизоляцией. Это еще один плюс для сохранения тепла и экономия энергоресурсов.

Отличия моделей

О некоторых конструктивных отличиях уже было написано выше. Но есть и другие особенности.Котлы на твердом топливе длительного горения могут быть одно- или двухконтурными. Изготавливают их из стали или чугуна.

Подача кислорода в топочную камеру может быть естественной или нагнетательной (с помощью установленного вентилятора). С автоматической настройкой температурных режимов или полностью без автоматики. То есть, выбор настолько огромен, что каждый потребитель под свои нужды и требования сегодня без проблем подберет необходимую модель.

Все больше горожан стремятся вырваться на постоянное проживание за пределы мегаполисов. Подальше от шума, пыли и суеты. Теперь практически каждый может ездить по делам на собственном автомобиле, расстояния перестают быть преградой. Единственное, что останавливает многих - уровень комфорта, который предоставляет деревенский дом. В первую очередь, это касается отопления. А если поблизости нет газа, тогда приходится искать альтернативные методы решения вопроса. Одним из таких решений вполне может стать котел на твердом топливе с улучшенными характеристиками, который мы рассмотрим сегодня.

Что такое котел длительного горения

Никакой фантастики и космических инноваций в конструкции устройства нет. Только грамотная разработка и тонкое знание физических процессов позволили разработать такой котел. Дровяной котел, который может гореть очень долго, не требуя к себе особого внимания и обладая хорошим КПД. Это основные характеристики устройства. К тому же дрова - довольно доступный вид топлива, они намного дешевле, чем газ, а объем котла можно подобрать любой и для любого помещения.

Принцип работы прост и понятен - твердое топливо не просто сгорает в топке, как в обычной печи, а медленно тлеет, постоянно вырабатывая тепло. Процесс горения искусственно замедляется благодаря тому, что доступ кислорода к очагу горения может регулироваться в довольно широких пределах. Чем медленнее горит топливо и чем больше его объем, тем больше тепла мы получаем на выходе из устройства.

Такой котел в несколько раз экономичнее, чем обычный котел на твердом топливе, а период его работы может вообще ограничиваться рамками отопительного сезона. В октябре можно его разжечь, а в конце апреля потушить, при этом раз в 5-7 дней проводить новую закладку топлива. Такие устройства производятся как для бытового применения, так и для обогрева промышленных объектов, разница только в размерах. Промышленный котел на твердом топливе длительного горения цены на который в десятки раз превышают бытовой, может занимать отдельное помещение и отапливать целые цеха.

Классификация устройств

Дрова, опилки, уголь и торф – это основные виды топлива для этих устройств, а по способу теплообразования котел проектируют только двух типов:

Пиролизный котел потребляет только сухое топливо, при этом он может показать высокий КПД и экономичность. Малый расход топлива обусловлен тем, что оно выгорает в камере сгорания практически безостаточно, сокращая при этом расходы на отопление и уменьшая время на уход и обслуживание процесса горения.

Характеристики пиролизных котлов

Все пиролизные котлы, которые выпускаются промышленностью, похожи между собой по показателям, поэтому можно говорить о средних значениях такого оборудования, незначительно отличающиеся между собой, в зависимости от модели. Так, практически каждый котел длительного горения имеет рабочее давление порядка 1 атм, температура теплоносителя на выходе может быть от 70 до 90˚С, при этом КПД таких устройств составляет 85-90%. Для котлов бытового назначения средняя мощность составляет не менее 80 кВт, а температура отработанных газов может достигать 250˚С и выше.

Пиролизные котлы могут иметь массу положительных преимущественных достоинств перед другими видами отопительной техники, в частности, отмечают:

• отличную теплоотдачу;
• высокую производительность;
• безопасность, возможность установки прямо в жилом доме;
• многообразие дизайнерских находок в исполнении корпусов устройств;
• регулировка температуры проходит просто и без применения дополнительных дорогих устройств;
• простая настройка всех параметров;
• возможность установки средств автоматизации, сигнализации и автоматических регулировок;
• низкие цены на топливо по сравнению с электричеством и газом, к тому же это единственный выход, когда поставки газа или электричества ограничены или отсутствуют.

Принцип действия и чертежи котла длительного горения на твердом топливе

Отопители могут работать по нескольким схемам, что отражается на их конструкции. Котлы, которые основаны на принципе верхнего горения устроены несколько проще, чем котлы с нижним очагом, тем не менее, эффективность работы у них практически одинаковая. Верхнеочаговые котлы впервые пошли в серийное производство только в 2000 году и с тех пор их конструкцией пользуются многие при изготовлении котлов своими руками.

Камера сгорания такого котла может быть довольно объемной, вплоть до 500 кубических дециметров. Поэтому, чем больше камера сгорания, тем дольше котел может работать без закладки, вплоть до нескольких суток. Топливо сгорает сверху вниз, а шахтный ограничитель подачи кислорода автоматически уменьшает камеру сгорания по мере выработки топлива. Тепло, образующееся при тлении, передается в теплообменник.

Цены на котлы длительного горения

Котлы длительного горения производятся как отечественными предприятиями, так и многими зарубежными фирмами. Наибольшей популярностью пользуются литовские котлы длительного горения Stropuva. Компания производит широчайший ряд моделей, различные как по мощности, так и по площади отапливаемого помещения.

В зависимости от бюджета можно купить котел длительного горения на 10 кВт с отапливаемой площадью до 100 квадратов. Такой котел обойдется в 90 тысяч. Он может работать на дровах и древесных отходах. Модель Stropuva S 40 может работать как на угле и торфе, так и на дровах, при этом отапливать площадь до 400 квадратов. Цена такого котла составит от 130 тысяч.

Надежные и неприхотливые котлы длительного горения станут стабильным источником тепла в доме, независимо от его размеров. Они просты в регулировках и обслуживании и позволят наслаждаться уютом и комфортом за скромные деньги и без дополнительных хлопот.

Требуют регулярного обслуживания и загрузки топлива - это их основной недостаток. Дешевые и простые модели необходимо заполнять дровами раз в несколько часов. Поэтому для отопления жилого дома чаще используют котлы длительного горения, которые могут работать на одной партии топлива несколько суток .

За счет чего достигается столь долгий срок работы этих моделей? Значительные габариты обычно подсказывают покупателю, что дело в большем объеме загрузочной камеры. Отчасти это так, но в основе длительной работы лежит не количество топлива, а принцип его горения «сверху вниз» .

При сжигании топлива горит только верхний его слой, причем горение происходит при дозированном поступлении воздуха. Яркого пламени при этом не образуется, топливо длительно и равномерно тлеет, нагревая при этом нижние слои. Поэтому котлы длительного горения не так требовательны к влажности дров и фракции угля .

Устройство котла длительного горения имеет свои особенности . Дверца загрузочной камеры расположена высоко - в верхней трети корпуса. Топливом заполняется практически все внутреннее пространство, этим объясняется большой объем загрузки. В верхней части корпуса находится дымовой патрубок, который соединяют с дымоходом.

Внизу камеры - зольник, он необходим для чистки котла. Роль поддувала, как в обычных печах, в этих моделях зольник не играет, поэтому дверца его герметична. Воздух поступает из воздушной камеры, расположенной вверху, она одновременно является рекуператором: дымовые газы нагревают ее стенки, благодаря чему в зону горения воздух поступает уже нагретым. Вверху камера оснащена заслонкой.

Чтобы дозировано поставлять воздух к поверхности горения топлива, котлы оснащены распределителем воздуха, соединенным с воздушной камерой посредством телескопически удлиняющейся трубы. По мере прогорания загрузки топлива распределитель опускается вместе с верхним горящим слоем, что обеспечивает длительный устойчивый режим подачи воздуха.

В исходное положение распределитель воздуха возвращается с помощью троса с кольцом - просто вытягивается наверх. По положению троса можно определить остаток топлива в камере загрузки.

Теплообменник в моделях длительного горения представляет собой водяную рубашку, расположенную по всем боковым поверхностям, благодаря чему теплосъем довольно эффективен. Для подачи теплоносителя в систему отопления и возврата ее в котел предусмотрены штуцера. Штуцер подачи воды в систему находится в верхней части теплообменника, возврата - в нижней, это обеспечивает естественную циркуляцию.

Могут быть оснащены автоматическим или термомеханическим регулированием . В первом случае они энергозависимы и требуют подключения к электросети. Во втором управление процессом горения происходит с помощью биметаллического . Такие котлы не нуждаются в электроэнергии и могут бесперебойно работать в любых условиях.

Достоинства котлов длительного горения

• время работы на одной загрузке - до 7 суток;
• простая и надежная конструкция;
• невысокие требования к качеству топлива;
• большинство моделей не требует подключения к сети;
• цена на котлы сопоставима с ценой на .

Недостатки:

• значительные габариты;
• потребность в регулярной чистке - при тлении выделяется большое количество сажи.

Виды топлива для котлов длительного горения

Котлы длительного горения не требовательны к качеству топлива . Наибольшую эффективность они дают на антраците и буром угле, но могут работать и на дровах, брикетах и пеллетах.