В наши дни «лошадку, везущую хворосту воз» даже в «студеную зимнюю пору» на дороге не встретишь.
Но сам хворост, точнее, дрова, а также уголь, торф и другие виды твердого топлива, все еще остаются востребованными.
Тем более что современная техника позволяет с их помощью обеспечить работу водяной системы отопления, посредством которой можно эффективно обогреть дом любой площади.
В данной статье мы поговорим о том, как устроен котел на твердом топливе с водяным контуром и что нужно знать для его правильного подключения.
Особенности конструкции
В настоящий момент существует несколько типов твердотопливных (ТТ) котлов с водяным контуром, но в каждом из них можно найти один и тот же набор основных элементов:
- Корпус: может быть стальным (у большинства современных моделей) и чугунным. Корпус снабжен патрубком для подсоединения к дымоходу и дверцами, через которые осуществляются загрузка топлива и извлечение зольного ящика.
- Топка: камера с чугунными или стальными стенками, в которой осуществляется сжигание топлива. У обычного ТТ-котла ее объем составляет 50 – 60 л.
- Колосниковая решетка: расположена в нижней части топки и используется для складирования топлива (у некоторых моделей отсутствует). По мере сгорания топливоЙ превращается в золу и сквозь решетку ссыпается вниз. Специалисты не рекомендуют приобретать котлы, в которых колосниковая решетка набрана из трубок водяного контура. Как показал опыт, на нее сильно налипают мелкие фрагменты топлива.
- Зольный ящик: емкость, в которую ссыпается зола.
- Автоматика: интенсивность горения топлива регулируется за счет увеличения или сокращения подачи воздуха. Самое простое устройство автоматики – биметаллическая пластина, привязанная к воздушной заслонке. Не самый функциональный вариант, но зато он не нуждается в электроснабжении. Более продвинутые версии оснащены электронным контроллером, термодатчиками и вентилятором, осуществляющим принудительную подачу воздуха.
- Теплообменник: собственно, это и есть водяной контур. При подключении к системе отопления через него следует теплоноситель, воспринимающий тепло от сгорающего топлива и разносящий его по всему дому.
Теплообменник может иметь вид набора трубок либо водяной рубашки, окружающей топку. Материалом для этого элемента может служить как сталь, так и чугун. Чугунные теплообменники обходятся несколько дороже (на 15% 20%), но зато являются более надежными и и долговечными, поскольку не имеют сварных швов и в меньшей степени подвержены коррозии.
Единственное, чего боится чугун – это резкие температурные перепады: из-за своей хрупкости материал может лопнуть.
Дровяной котел с водяным контуром
Важной характеристикой теплообменников является предельно допустимое давление теплоносителя. Самые выносливые ТТ-котлы рассчитаны на давление в 3 атм.
Помимо основного теплообменника в ТТ-котле может устанавливаться еще один – для обеспечения горячего водоснабжения. Такие модели называются двухконтурными.
Лучше выбирать котел, в котором вентилятор установлен сверху, так как при нижнем расположении он тянет в котел всю пыль с пола.
Преимущества
Приобретение ТТ-котла в большинстве случаев – вынужденный ход, обусловленный отсутствием централизованного газоснабжения.
Однако, и у него есть свои достоинства:
- Для установки не требуется проект и разрешение каких-либо служб.
- Работа котла не зависит от внешних обстоятельств. Если у вас имеется топливо, вы гарантированно будете обеспечены теплом.
- Топливо для ТТ-котлов во многих регионах является наиболее дешевым, а зачастую и вовсе бесплатным.
В сравнении с газовыми котлы этого типа представляют меньшую опасность, так как используемое в них топливо не может улетучиться и взорваться.
Недостатки оборудования
А вот с чем хозяину ТТ-котла придется смириться:
- Постоянно приходится подкладывать новые порции топлива: для большей надежности лучше выбирать ТТ-котел со встроенным ТЭНом: если из-за форс-мажорных обстоятельств вы не сможете подложить топливо своевременно, ТЭН автоматически включится и предотвратит замерзание системы.
- Дрова по трубам доставлять пока не научились, поэтому придется отвести место под топливный склад.
- Возможности по регулировке мощности котла весьма условны.
- Продукты горения твердого топлива помимо пара и углекислоты содержат множество различных оксидов, которые при конденсации пара вступают в реакцию с водой и превращаются в кислотный коктейль. Из-за этого повышаются требования к дымоходу: в нем обязательно предусматривается установка гильзы из кислотоупорной нержавеющей стали особенно если речь идет об экономично модели ТТ-котла с низкой температурой выхлопа.
- Из-за того же кислотного конденсата нельзя допускать, чтобы в теплообменник поступал теплоноситель с температурой ниже 50 градусов. Поэтому приходится «мудрить» с обвязкой.
Котел твердотопливный
ТТ-котлы имеют сравнительно низкий КПД: от 75% до 85%.
Принцип работы моделей с водяными контурами
По принципу работы ТТ-котлы делятся на несколько типов:
Котлы с прямым горением
Самый простой прибор, который отличается от обычной «буржуйки» только наличием теплообменника. Одной закладки топлива хватает на 4 – 5 часов.
С верхним горением
Такой прибор может работать на одной топливной закладке гораздо дольше обычного (до нескольких суток), за что его также называют котлом длительного горения.
Прежде всего, он отличается увеличенной топкой: ее объем вместо стандартных 50-ти составляет 100 л, а у некоторых гигантов может достигать и 280 л.
Следующий момент: топливо поджигается сверху, благодаря чему оно горит гораздо дольше.
И последнее: воздух подается строго в область горения, для чего используется телескопический воздуховод.
Пиролизные (газогенераторные) котлы
Путем экспериментов на подопытных деревьях химики выяснили, что из органического топлива можно выжать гораздо больше тепла, чем это удается при обычном сжигании.
Оказывается, если уголь или деревяшку сильно нагреть, исключив при этом доступ воздуха, они начнут выделять так называемый древесный газ – смесь, в которую помимо прочего входят метан и некоторые другие горючие газы.
Этот процесс называется пиролизом и именно он происходит в верхней камере пиролизного котла. Образующийся древесный газ через форсунку поступает в нижнюю камеру. Там и происходит его сжигание.
Принцип работы котла с водяным контуром
Такое решение обеспечило ряд положительных эффектов:
- КПД котла удалось поднять до 95%,
- прибором почти так же легко управлять, как и газовым,
После отработки топлива почти не остается золы.
Терморегулятор в отопительной системе является очень важным устройством, которое обеспечивает комфорт в эксплуатации отопительного оборудования. Как установить и сколько стоит термостат для котла отопления об этом пойдет речь в следующей теме.
Пример расчета мощности газового котла вы найдете тут.
Печи длительного горения для дач и подсобок отличный вариант обогрева помещения, ведь для них применяются любые виды твердого топлива, в том числе отходы производства. Здесь https://4air.ru/otopitelnoe-oborudovanie/pechi/dlitelnogo-goreniya-svoimi-rukami-chertezhi.html вы найдете инструкцию по изготовлению такого агрегата своими руками.
Пеллетные котлы
Эти агрегаты ориентированы на применение особого топлива – пеллет (еще называют гранулами). Пеллеты получают путем прессования опилок, измельченной соломы, шелухи семечек и других отходов.
Прессованная гранула получается очень плотной, а значит энергоемкой, но ее главное достоинство состоит не в этом, а в компактных размерах (длина – около 50 см) и в стандартизированной геометрии.
Если оборудовать котел бункером со шнековым питателем и специальной пеллетной горелкой, гранулы можно будет подавать дозированно по мере надобности.
Пеллетный котел в доме
Таким образом, отпадает опасность перегрева теплоносителя, как в случае с другими ТТ-котлами, а пользователю приходится реже беспокоиться о закладке новой порции топлива – нужно только обзавестись достаточно вместительным бункером.
Совмещение котла с отопительной водяной системой
Подключение ТТ-котла к системе отопления имеет свои особенности, обусловленные такими обстоятельствами.
Как уже говорилось, нельзя допускать попадание холодного теплоносителя в котел из-за образования на теплообменнике кислотного конденсата. Для предотвращения подобных явлений трубопроводы подачи и обратки связываются байпасом, на котором устанавливается 3-ходовой клапан с сервоприводом. Последний управляется термодатчиком. Если теплоноситель в обратке остынет, клапан через байпас подбросит в него горяченького из линии подачи.
Усложняется и пуск в эксплуатацию: сначала разогревается небольшой объем теплоносителя в малом контуре, затем в него постепенно подбрасывается холодная среда из основной части системы.
Мощность ТТ-котла невозможно резко уменьшить, если только он не питается пеллетами. В связи с этим возникает опасность закипания теплоносителя с последующим разрывом теплообменника или труб.
Проблема решается несколькими способами:
- на трубу у котла устанавливается предохранительный клапан,
- к системе отопления подключаются аварийные радиаторы, устанавливаемые во второстепенных помещениях (лестница, прихожая и т.д.) и запускаемые в работу автоматически при достижении температурой теплоносителя критического значения,
- стальные теплообменники подключаются к линии холодного водоснабжения, из которой в них при необходимости поступает холодная вода (с чугунными теплообменниками этот прием применить нельзя, так как чугун может лопнуть от перепада температур).
При уменьшении интенсивности горения путем прикрытия воздушной заслонки КПД ТТ-котла сильно падает, а в продуктах горения резко увеличивается доля вредного угарного газа.
Из-за этой особенности систему отопления приходится оснащать теплоаккумулятором – наполненной водой емкостью, через которую проходят трубы с теплоносителем (для отапливаемой площади в 200 кв. м понадобится 1 куб. м воды). Она позволяет эксплуатировать котел на полную мощность, а затем перевести его в режим ожидания (заслонка закрыта, топливо тлеет) и постепенно расходовать запасенное тепло.
Если в доме есть отопительный котел, то должен быть и дымоход. Чем отличается коаксиальный дымоход для газового котла от обычного и в чем его преимущества, читайте внимательно.
Какие особенности нужно учитывать при покупке комбинированного котла отопления, рассмотрим в этой статье.