Выбираем котлы отопления на угле: особенности работы, выбор топлива, популярные модели

Принцип работы котла длительного горения

Котлы на твердом топливе появились сравнительно давно, но все они, независимо от модели и производителя, имели один существенный недостаток. Топливо приходилось постоянно добавлять, по мере того, как оно сгорало. Это было малоэффективно и не экономично. Такая ситуация продолжалась ровно до 2000 года, пока компания Stropuva не нашла способ устранения этой проблемы. Именно инженеру Эдмунтасу Штропайтис мы обязаны таким изобретением, как котел длительного горения.

На сегодняшний день это наиболее практичное и функциональное устройство для обогрева частного дома или дачи, уровень производительности которого достигает 70, а иногда и 100%. Но, в отличие от классических пиролизных котлов, которые также отличаются хорошим КПД, такие агрегаты могут поддерживать тепло в течение 7 суток всего лишь на одной партии топлива!

В чем же его основные технические особенности и за счет чего этот прибор так экономичен и эффективен?

Устройство котла длительного горения

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения похож на пиролизные агрегаты. Основное тепло образуется не от сгорания дров или угля, а от газификации твердого топлива. Процесс горения происходит в закрытом пространстве, откуда через специальную телескопическую трубу, высвобождается древесный газ.

После этого, газ направляется в сопло грелки, где происходит диффузия (смешивание) с вторичным воздухом, закаченным вентилятором. Таким образом, беспрерывный процесс будет происходить до тех пор, пока полностью не сгорят угли или дрова. При этом температура горения порой достигает 1200 градусов.

Внутренне устройство котла длительного горения

Эффективность такого принципа заключается именно в том, что твердое топливо расходуется очень медленно, по мере необходимости, что существенно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Но не только высокая производительность является преимуществом такой конструкции.

Как правило, вся суть долгоиграющего горения заключается в том, что прогорает одновременно не вся закладка угля или дров, а только верхний слой. Из-за того, что воздух подается сверху, а не снизу, прогорание топлива происходит постепенно, в верхнем его слое.

Принцип длительного горения

Когда этот слой сгорает, включается подача воздуха, причем ровно столько, сколько нужно для сгорания верхнего слоя. Это и обеспечивает такую продолжительность горения и возможность контроля над процессом.

Следует сказать, что такой вариант отопительного прибора приемлем исключительно в качестве отопительной системы. Если вам необходимо продумать систему нагрева воды для бытовых нужд, то следует искать другие варианты.

Если же вариант подбирается именно для отопления большого дома, то такой аппарат является отличной альтернативой электрическим и газовым приборам.

Чем оборудованы современные котлы

Большинство моделей отечественного и зарубежного производителя оборудованы теплоизоляцией, которая способствует уменьшению потерь тепла. В таких котлах оснащенный вентилятором блок управления нередко заменяет автоматический регулятор тяги.

Для регулировки интенсивности горения можно выбрать автоматический или ручной регулятор подачи воздуха в камеру сгорания. Маломощные котлы с ручной регулировкой удобны в работе тем, что позволяют регулировать тягу в соответствии с выбранным температурным режимом.

Большим спросом пользуются и двухконтурные твердотопливные котлы, выполняющие одновременно две функции: обогревая помещения дома и обеспечивая его жильцов горячей водой. При выборе устройства стоить определить для себя: будет ли он основным или вспомогательным элементом системы.

Схема: работа твердотопливного котла

Если ориентироваться на стоимость твердотопливного котла, то лучше отдавать предпочтение агрегатам зарубежных производителей в среднем ценовом сегменте. Существенным отличием от дорогостоящих аналогов будет только отсутствие в них сложной электроники.

Ее основная задача — контролировать процесс горения с учетом температуры внутренних помещений и наружного воздуха, упрощая тем самым эксплуатацию агрегата.

Виды твердотопливных котлов для отопления частного дома

1. Двухконтурные. Используются для отопления дома и подогрева системы водоснабжения в кухне и санузлах.
2. Одноконтурные. При работе выдают тепло только для обогрева помещений.

• традиционные или классические;
• пеллетные;
• длительного горения;
• пиролизные или газогенераторные дровяные.

Пеллетные

• не требуют постоянного внимания и трудоемкого обслуживания;
• КПД доходит до 85 %;
• длительность функционирования ограничивается только размером бункера для автоматической подачи сырья;
• оснащены регулятором температуры и датчиком, отслеживающим уровень нагрева внутри.

Пиролизные (газогенераторные)

1. Первая. Сушка древесины.
2. Вторая. Процесс дегазации, во время которого при сгорании топлива 85 % веществ переходят в горючее газообразное состояние, а 15 % — в древесный уголь.
3. Третья. Фаза сгорания, при которой температура достигает 600 градусов. Горючие газы окисляются и воспламеняются, в результате чего образуется слой горящего древесного угля. Когда достигается 900 градусов и до порога в 1000 низкие газы активно насыщаются углеродом и поддерживают требуемую температуру для того, чтобы древесный уголь разложился.

1 Принцип работы

Стандартный котел для отопления частного дома на дровах устроен очень просто. Его модификация напоминает всем известную буржуйку с водяным контуром. При сгорании топлива в топочной зоне начинает нагреваться теплоноситель, который впоследствии циркулирует по отопительной системе. Нужно отметить, что такие установки расходуют довольно большое количество ресурса, но своей эффективностью похвастаться не могут. Это связано с неполным сжиганием топлива.

Современные установки нового поколения с функцией длительного горения имеют более сложную конструкцию. Такой котел отопления на дровах работает по следующему принципу:

1. 1. В топку загружается большое количество дров, после чего в камере газификации начинается их сжигание. Но топливо не сгорает, а тлеет, поскольку воздух поступает в камеру в ограниченном объеме, что позволяет регулировать интенсивность горения. Во время работы начинает образовываться тепло, которое нагревает воду в теплообменнике.
2. 2. В процессе тления образуется дым, который содержит горючие газы, поступающие уже во второй отсек отопительной конструкции. Эта зона является одновременно зольником и камерой сжигания, в ней и происходит дожигание газа. Процесс осуществляется при достаточном количестве кислорода, поскольку именно сюда воздух поступает в неограниченном объеме. Поскольку температурный режим горения газовоздушных масс очень высок, вода в теплообменнике нагревается гораздо эффективней.

Высокая температура горения очищает дым от горючих образований и золы, поэтому дровяные котлы для отопления дома считаются экологичными и безопасными в использовании. Кроме этого, практически все современные конструкции длительного горения оснащаются автоматической системой, в которую входят:

• температурный датчик, позволяющий отрегулировать вентилятор, подающий первичный воздух;
• датчик давления, сигнализирующий о превышении нормы;
• датчик давления воды.

Помимо этого, на эффективность работы оборудования влияют и другие факторы, например, вид и качество топлива. Многие производители не рекомендуют отапливать дровяные котлы для дома торфяными брикетами и углем. Такой материал может негативно повлиять на работоспособность и продуктивность отопительного устройства. Следует также учитывать, что котел придется чистить чаще, если в качестве топлива используется хвойная порода деревьев или плохо просушенная древесина.

Рейтинг комбинированных котлов

Большое количество различных моделей порой вызывает сложности в выборе даже у специалистов, не говоря уже о простых покупателях, поэтому публикуем топ-5 моделей. Для наглядности сведём данные в таблицу.

Таблица 1. Лучшие модели 2018-2019 года

Модель	Виды топлива	Описание	Мощность, кВт	КПД,%	Вес, кг
ZOTA MIX-20	Уголь, дрова, газ, дизтопливо электричество	Модель от российского производителя, которая без проблем потребляет основные виды топлива. Выдерживает кратковременное повышение давление до 4 атм (рабочее 3 атм). Материал ТЭНов – цельнотянутая трубка из нержавеющей стали. Их работа контролируется внешним пультом управления. Также аппарат оснащён регулятором тяги и термоманометром, что увеличивает эффективность процесса горения. Для защиты от теплопотерь сделана теплоизоляция водяной рубашки. Износоустойчивость внешнего кожуха достигается благодаря покрытию порошковой краской.	3-9	80	140
КАРАКАН 16ТПЭВ 3	Дрова, газ, электричество	Двухконтурная модель российского производителя особенно популярна у сельских жителей, т.к. оснащена широкой варочной панелью, на которой готовят еду и себе, и скотине. Агрегат без труда отопит площадь до 160 кв.м., это относится не только к жилым, но и к производственным помещениям, в т.ч. теплице или гаражу. Глубина стальной топки – 0,56 м. «Водяная рубашка» не даёт металлу перегреться или перегореть, что делает срок службы аппарата долгим.	9	75	120
Теплодар Куппер ПРО 22	Дрова, уголь, газ, пеллеты	Отечественная модель может без труда обогреть помещения до 220 кв.м. При использовании дров или угля, агрегат приобретает черты котла длительного горения, поскольку на одной закладке период работы составляет 8 и 10 часов соответственно. Ещё один плюс – вместительная топка, в которую помещаются дрова длиной до 600 мм.	6	80	115
Kiturami KRM 30R	Дрова, брикеты, уголь, дизель.	Двухконтурный котёл из Южной Кореи оснащён несколькими камерами сгорания и электронным управлением. Способен отопить помещение площадью до 350 кв.м. Теплообменники изготовлены из легированной стали, поэтому сильно увеличивать давление не стоит.	35	85-92	170
Protherm Бизон 40 NL	Газ, дизель, мазут	Двухконтурная модель из Словакии способна отопить площади до 400 кв.м. Управление происходит с помощью микропроцессора, а на электроном дисплее чётко видны параметры работы котла в каждый момент времени.	38	89	148

Внешний вид котла Protherm Бизон 40 NL

Принцип работы оборудования

Рабочий процесс основывается на сгорании топлива в соответствующей камере

Важно отметить, что в качестве топлива могут использоваться разные материалы. Например, для комбинированного котла дрова и уголь не являются единственными источниками энергии

Такие модели могут принимать брикеты, гранулы, шелуху и стружку. Но для этого необходимо, чтобы конструкция камеры была ориентирована на работу с другими видами твердого топлива.

Независимо от типа потребляемого сырья, топка выделяет тепловую энергию, которая может непосредственно конвертироваться в горячие потоки воздуха, либо уходить в теплообменник для нагрева воды. Если используется котел на угле, то процесс горения будет долгим, а потенциал тепловой энергии высоким. И напротив, сухие дрова низкой плотности или брикеты со стружкой сгорают быстро, оставляя небольшой объем тепла, но много пепла и золы.

Автоматические котлы

Предлагаемые на современном рынке автоматические угольные котлы длительного горения сконструированы по принципу пеллетных установок. Их особенность – наличие горелочного устройства и бункера для загрузки запаса горючего. Устройство теплообменной части агрегатов повторяет конструкцию их традиционных «собратьев», для передачи тепла применяется жаротрубный теплообменник либо другая многоходовая конструкция.

Главная особенность – горелка ретортного типа. Она состоит из чаши – реторты, подающего шнека с редуктором и электродвигателем, и вентилятора для нагнетания воздуха.Уголь из бункера попадет в приемное отверстие шнековой подачи, которая перемещает его в чашу. Последняя имеет боковые щели для поступления воздуха, нагнетаемого вентилятором.

Такой котел на угле полностью автоматизирован начиная от операции электророзжига и заканчивая управлением интенсивностью горения. Продолжительность работы агрегата не ограничена запасом топлива, который можно пополнять, подсыпая его в бункер на ходу. Только периодичность обслуживания и чистки требует остановки котла 1 раз в неделю.

Ярким представителем этого вида отопителей является автоматический угольный котел бренда Heiztechnik, оборудованный кроме основных узлов контуром для подачи ГВС, циркуляционным насосом и программируемым контроллером с возможностью подключения внешних терморегуляторов. Контроллер управляет работой горелки и может остановить ее в любой момент, что для твердотопливных агрегатов – существенное достоинство. Еще один плюс – возможность в короткие сроки поставить колосниковую решетку, снять горелку и продолжать работу традиционным прямым сжиганием горючего в топке. КПД агрегата декларируется заводом – изготовителем на уровне 88%.

Недостатки угольного котла со шнековой горелкой – это его высокая стоимость и требовательность к качеству горючего. Требования производителя Heiztechnik следующие:

• крупность фракции – не выше 25 мм;
• влажность – до 10%;
• содержание пыли в топливе – не более 20%;
• уголь для автоматических котлов – среднекоксующийся, тип 31 или 32, не выше.

Преимущества котлов данного типа

Как уже было сказано выше, современный котел на угольном топливе имеет много общего с классической русской печью. Но если жарко натопленный кирпичный очаг прогревает воздух в доме напрямую, то угольный котел нагревает воду, которая потом циркулирует по радиаторной системе отапливаемого помещения.

Во всем остальном твердотопливные котлы для отопления частного дома воплотили универсальность исконной русской предшественницы. К примеру, они неприхотливы в выборе горючего материала и позволяют зарядить дрова, брикеты, пеллеты, опилки, отходы бумаги, ветошь, что само по себе является неплохой идеей для утилизации горючего мусора.

С другой стороны, конечно, эксплуатация котла на «подножном» топливе требует большего контроля: придется следить за показаниями приборов и чаще пополнять бак. А поскольку такое сырье горит неравномерно, то в радиаторной системе возможны и перепады температуры. Не говоря уже о том, что неприспособленный в качестве топлива мусор оставляет нагар и сажу, которые надо очищать.

Поэтому, не смотря на обилие бросового топлива, рачительные (читай ленивые) владельцы приобретают большой запас угля длительного горения. На таком источнике тепла печь может работать несколько суток, не требуя дополнительного обслуживания, чистки и даже дозаправки.

В отличие от русской печи, которая требует соблюдения определенной технологии растопки, угольный котел предельно прост в использовании – достаточно открыть топку и подкинуть уголь внутрь

Эта операция требует минимум предосторожностей, особенности установки и эксплуатации угольного котла подразумевают, что все потенциально опасные процессы контролируются в автоматическом режиме

Еще одно преимущество угольного котла – это высокое КПД, причем применение современных энергосберегающих технологий повысило производительность новых твердотопливных котлов вдвое по сравнению с угольными печками старого образца.

Конечно, для городского жителя, избалованного централизованным отоплением и водоснабжением, необходимость время от времени загружать бак может показаться утомительной, но только на первый взгляд. Почти все современные котлы, функционирующие на угле, максимально используют возможности одной загрузки, а контроль температуры осуществляют системы датчиков и устройства подачи воздуха.

Благодаря высокой эффективности и безопасности котлы на угольном топливе с успехом используются для отопления коттеджей и дач, жилых домов и офисов. Но, конечно, идеальное применение угольное оборудование находит в частном жилом строительстве, где его поверхность можно использовать еще и для разогрева пищи.

Критерии выбора котлов на твердом топливе длительного горения

С общей классификацией котлов на твердом горючем мы уже ознакомились. Пришло время рассмотреть критерии, по которым владельцы частных домов определяют оптимально подходящие варианты агрегатов для монтажа систем обогрева. Ознакомившись с последующими разделами, вы узнаете, как правильно выбрать твердотопливный котел длительного горения для своего жилья.

Вид топлива

Первым делом вы должны определиться с тем, какое горючее будет использоваться для отопления. Исходите из того, какой вид топлива удобнее покупать и завозить. Если у вас имеется заготовленная древесина, будет разумно приобрести котел на дровах. Владельцам коттеджей, где нет деревьев, можно порекомендовать отопление пеллетами. Угольные котлы подойдут тем, кто имеет возможность на выгодных условиях заказывать качественное топливо. Системы отопления на опилках, как правило, используются для обогрева объектов, занимающихся обработкой древесины.

Мощность котла

Чтобы определить необходимую мощность отопительной системы, нужно произвести простые математические вычисления. Рассчитайте общий объем помещений, которые собираетесь отапливать. Полученная цифра поможет вам найти в широком ассортименте твердотопливных котлов длительного сгорания модель с соответствующими параметрами. Имейте в виду: всегда нужно обеспечивать запас мощности, чтобы при сильном зимнем морозе в доме не было холодно.

Вес устройства

При выборе твердотопливного котла длительного сгорания для обогрева частного дома параметр массы принимается во внимание, лишь если владелец намеревается закрепить купленный агрегат на стене. Согласно государственным стандартам, установленным газовой службой России, такой способ монтажа допускается для отопительных котлов объемом менее 100 литров

Объем загрузочной камеры

Этот параметр характеризует соотношение объема закладываемого топлива с мощностью отопительного агрегата. Чем больше горючего умещается в загрузочной камере, тем реже вам придется пополнять запас дров/углей/пеллет. Для стальных котлов отношение этих величин составляет 1,6-2,6 л/кВт. Чугунные отопительные агрегаты расходуют топливо в меньших количествах – 1,1-1,4 л/кВт.

Общий объем загрузочной камеры поможет вам примерно оценить возможности котла. Заполнить ее на 100% вам не удастся в любом случае. Куда большее значение имеет полезный объем загрузочной камеры. Эта величина отображает фактическое количество топлива, которое вы сможете загрузить в камеру сгорания. Чтобы определить ее, нужно знать принцип сжигания горючего выбранного котла и способ загрузки топлива (верхний или передний).

Коэффициент полезного действия котла

Один из самых главных параметров для любого твердотопливного отопительного агрегата длительного сгорания. Цифра, выражающая КПД котла, характеризует ту часть вырабатываемой тепловой энергии, которая реально расходуется на отопление жилья. Выбирая агрегат с высоким коэффициентом полезного действия, вы сможете снизить требования к мощности. Низкий КПД подразумевает лишний расход тепла, поэтому вам придется добавлять больше горючего, чтобы поддерживать приемлемую температуру в доме.

Пиролизные системы

Ученые давно заметили, что при сгорании любого твердого топлива выделяется углекислый газ, которые можно использовать как дополнительное топливо. Такой процесс и получил название пиролиз. При сгорании дров такого газа выделяется довольно много. поэтому дровяные пиролизные котлы и получили такое широкое распространение.

Принцип действия таких устройств довольно прост. В первую камеру топки помещается топливо. При малом поступлении воздуха дрова тлеют и высвобождают пиролизный газ. который поступает во вторую камеру. Здесь газ сжигается и нагревает теплоноситель системы отопления дома.

Такое устройство позволяет существенно повысить эффективность дровяного котла. Коэффициент полезного действия таких устройств доходит до значения в 90 % и выше. Кроме этого, пиролизные котлы длительного горения обладают и другими преимуществами, а именно:

• топливо сгорает практически полностью. Нет необходимости постоянно удалять многочисленные продукты горения;
• увеличивается время работы котла на одной закладки. Достаточно «подкидывать» дрова в топку один раз в 15 часов;
• значительно уменьшается расход топлива, что влечет за собой экономию на отоплении дома;
• устройства экологически безопасны. Во время сгорания пиролизного газа в атмосферу не выпускаются вредные вещества. При их сгорании получаются углекислый газ и водяные пары;
• появляется возможность полного контроля над температурой горения;
• пиролизные дровяные котлы длительного горения неприхотливы в обслуживании.

Но, несмотря на все свои преимущества, пиролизное оборудование не лишено и недостатков. Среди них можно выделить следующие:

• пиролизные котлы довольно дорогое оборудование. Многим семья оно может быть просто не по карману. Но зато такие устройства позволят сэкономить на отоплении дома, что компенсирует затраты на покупку оборудования;
• котлы обладают большим весом и внушительными габаритами, из-за своего сложного устройства;
• довольно требовательны к качеству топлива. Дрова должны быть сухими, от этого зависит КПД устройства;
• потребность в постоянной подаче электроэнергии. В составе устройства имеются нагнетательные вентиляторы, которые нуждаются в электричестве.

Высокая стоимость пиролизных отопительных котлов длительного горения значительно снижает их популярность. Но многие мастера самостоятельно изготавливают такие устройства. Схемы и чертежи можно легко найти в интернете.

Угольные котлы отопления длительного горения

Для жителей районов с отсутствием газификации в холодное время года встает вопрос отопления своего жилища. Такие дома отапливают с помощью печей, электрических котлов и прочих устройств. На первый взгляд все идеально. Однако если разобраться, то такое отопительное оборудование имеет ряд недостатков.

• из-за низкого КПД сгорает много топлива;
• необходимость частого пополнения топки дровами;
• постоянное обслуживание такой техники (уборка золы и остатков топлива);
• невозможность поддерживать постоянную температуру ввиду примитивности отопительной техники.

В таких случаях на помощь приходят угольные котлы отопления длительного горения. В последнее время такие агрегаты получили большое распространение в отоплении различных жилых и производственных помещений. А приобрести такой котел, не представляет ни какого труда, так как рынок насыщен изделиями как российского, так и зарубежного производства.

Основным преимуществом таких котлов является продолжительное горение топлива. Закладка угля производится примерно раз в 3-7 дней, в зависимости от мощности котла. Также можно отметить следующие преимущества твердотопливных котлов отопления:

• экономичность;
• возможность использования альтернативных видов топлива (дрова, бытовой мусор, пеллеты. и так далее);
• простота и практичность в эксплуатации;
• высокая теплоотдача;
• беспрерывное горение на протяжении всего сезона отопления.

Приобретая угольный котел длительного горения, вы можете быть спокойны, он прекрасно справится со своей задачей. Современные производители выпускают агрегаты различной мощности, поэтому вы с легкостью подберете себе необходимый.

То касается принципа работы таких котлов, то тут все довольно просто. Процесс горения топлива здесь отличается от обычных твердотопливных котлов и происходит ни как у них снизу вверх, а наоборот. За счет этого топливо горит медленно, но долго, обеспечивая продолжительное горение. Происходит это из-за того, что воздух необходимый для горения подается сверху по средствам вентилятора. При таком способе горение идет на поверхности, и не захватываются глубинные слои угля.