Требования к помещению
Твердотопливные котлы устанавливаются в помещении с низким уровнем влажности. Параметры котельной определяется количеством и параметрами оборудования. Как правило, достаточно площади в 7-8 квадратных метров. Ещё следует определиться с местом хранения топлива. Оно должно быть защищено от атмосферных воздействий.
Стены помещения, где будет устанавливаться котёл, покрываются толстым слоем штукатурки, асбестом и листовым железом
Нужно обратить внимание и на потолок. Если он не защищён от воздействия высоких температур, верхняя часть помещения должна находиться на расстоянии не менее 120 см
Есть ещё несколько требований:
- котёл должен располагаться на огнеупорном помосте толщиной 7-10 см;
- обязательно наличие у основания кирпичной кладки и стального листа;
- допускается применение цементной стяжки толщиной 5-8 см;
- от топочной камеры обустраивается зона безопасности – 40-50 см.
Наличие вентиляции в помещении котельной обязательно. Она призвана выполнять несколько важных функций:
- обеспечивать поступление воздушных масс, необходимых для процесса горения;
- удалять из помещения вредные газы, которые образуются при горении топлива;
- создавать равное количество удалённого и приточного воздуха.
В помещении должно быть оборудовано два отверстия: приточное и вытяжное.
Особенности работы с твердотопливными котлами
Отопление частного дома твердым топливом обладает циклическим характером, который обусловлен необходимостью осуществления определенной последовательности: так, закладывается топливо, разжигается, горит. Конечно, такой процесс цикличности негативно воздействует на долговечность теплообменника. Также в помещениях наблюдаются перепады температуры.
Чтобы решить этот вопрос, используются теплоаккумуляторы – термоизолированные емкости на 500-1000 литров. При горении котла аккумулируется тепло, энергия отдается при снижении теплоотдачи, котел затухает. Так, отопление дома твердым топливом начинает работать стабильно и температура выравнивается.
https://youtube.com/watch?v=QCyj_qUNWp4
Но в данном случае мощность нужно увеличить до 40%, так как качество топлива нестабильно, состояние дымохода также будут влиять на производство тепла.
Когда выполняется монтаж отопления на твердом топливе, параметры дымохода должны четко соответствовать требованиям. Также обязательно следует предусмотреть, чтобы была возможность чистить дымоход и осматривать его, ведь появляющаяся сажа может самовозгораться и вызывать пожар.
Основные разновидности
На фото — котел и наиболее популярные виды топлива
Современные твердотопливные котлы для дома в соответствии с эксплуатационными особенностями, подразделяются на следующие разновидности:
- модификации с подачей топлива своими руками;
- модификации с автоматической подачей топлива;
- отопительные печи как отдельная группа оборудования.
Модификации с ручной подачей, в свою очередь, бывают следующих типов:
- традиционные классические котлы отопления на твердом топливе для дома;
- оборудование, работающее за счет реакции пиролиза;
- отопительные котлы длительного горения на твердом топливе.
Также инструкция выбора и эксплуатации твердотопливных котлов во многом зависит от их энергозависимости. Классические устройства с ручной подачей топлива и ручным розжигом не испытывают потребности в электроэнергии.
Более совершенные автоматизированные устройства предполагают необходимость в постоянной подаче электроэнергии. В этом случае электричество необходимо для розжига и подачи топлива и для стабильной работы принудительной системы отведения отработанных газов.
Современные твердотопливные котлы, как и прочее отопительное оборудование, подразделяются на одноконтурные и двухконтурные модификации.
Одноконтурные модификации предназначены только для нагревания теплоносителя для последующей подачи в систему.
Двухконтурные модификации более функциональные, так как разогревают не только теплоноситель, но и воду. Двухконтурные котлы отопления могут оснащаться двумя или одним теплообменником.
Если теплообменника два, то вода и теплоноситель могут разогреваться до необходимой температуры одновременно. Если теплообменник один, то теплоноситель и вода греются поочередно.
В зависимости от типа используемого топлива, мощность бытовых котлов может достигать от 10 до 80 кВт. Наибольшая мощность достигается при использовании в качестве топлива каменного угля и кокса.
Конструкционные особенности классических котлов
Схема устройства современного оборудования
Классические твердотопливные котлы для частного дома — это широкий ассортимент оборудования. Но, по сути, все эти устройства мало чем отличаются от обычной печи.
Единственным существенным отличием является наличие встроенной емкости контура, по которому циркулирует теплоноситель. Такие конструкции с давних пор повсеместно эксплуатируются как частных домах, так и в небольших кочегарках при зданиях жилищного или общественного назначения.
Твердотопливные котлы для отопления частного дома — внешний вид
Принцип работы классического твёрдотопливного котла прост — в топку закладывается определенное количество топлива, которое при горении выделяет энергию, необходимую для разогрева воды в нижней части контура (в теплообменнике).
Типоразмеры и конфигурация теплообменников как стальных, так и чугунных могут существенно отличаться. И это во многом определяет мощность и производительность оборудования.
Твердотопливные котлы оснащаются расширительным баком, который является обязательным элементом для обеспечения естественной циркуляции. В более сложных установках контур может быть доработан за счет применения циркуляционного насоса, который способствует более стабильному поддержанию давления.
Особенности автоматизации отопительного оборудования
Автоматизированный котел с устройством для автоматической подачи
Для того чтобы отопление загородного дома твердотопливным котлом было менее зависимым от участия человека, применяются высокотехнологичные системы автоматизации. Разумеется, за счёт применения таких систем, цена оборудования существенно увеличивается.
Современная котельная
Среди элементов автоматизации отметим следующее:
- Устройства, подающие топливо в топку, представляют собой бункер с дозирующим приспособлением.
- Устройства, отвечающие за переворот колосниковой решетки.
- Устройства очистки зольника.
- Отдельные модификации оборудования обеспечивают возможность удаленного управления посредством интернета или мобильной телефонии.
Вследствие использования систем автоматизации котел автономно работает в течение недели.
Как подобрать котел по производительности?
Для того, чтобы максимально эффективно использовать котел на твердом и электро топливе, необходимо правильно рассчитать необходимую мощность установки. Она зависит от общей площади отапливаемого помещения.
В точности все расчеты может провести специалист в теплотехнике, но приблизительный вариант для потолков с высотой до 2,7 м составляет:
- Находите общую площадь всех отапливаемых помещений.
- Рассчитывается необходимая мощность оборудования в расчете 1 кВт на 10 м2.
- Если вы устанавливаете двухконтурное устройство, то к полученому результату прибавляете от 20 до 30% для горячего водоснабжения.
Что же касается производительности тэнов, то для бытового использования выбирают модели с общей мощностью до 9 кВт.
Особенности агрегатов
Работа таких отопительных котлов основана на горении древесины, угля или другого твердого топлива. Главная особенность такого отопителя заключается в высокой инерционности. Топливо после воспламенения невозможно затушить, чтобы снизить температуру горения. Поэтому система постоянно находится под угрозой перегрева воды в рубашке.
Закипание жидкости непременно приведет к повышению давления в котле и системе. Появится серьезный риск разгерметизации оборудования. Во избежание аварийных ситуаций теплогенераторы на твердом топливе обязательно оснащаются автоматическими клапанами, сбрасывающими лишнее давление.
Инерционность также негативно влияет на возможность контролировать нагрев теплоносителя. Можно оборудовать систему термостатом, который будет закрывать задвижку и перекрывать доступ кислорода в камеру сгорания. Но даже в этом случае топливо будет продолжать поступать с прежней интенсивностью в течение некоторого времени. Его достаточно, чтобы температура теплоносителя успела вырасти на несколько градусов до момента стабилизации.
В данным котле невозможно регулировать температуру
Единственное исключение — пеллетный котел. Объясняется это особенностью подачи тт в топку. Оно поступает мелкими порциями. Стоит остановить процесс, как пламя быстро угаснет. Другая особенность тт котлов — накапливание жидкости в топливнике. Влага начинает появляться в тот момент, когда в рубашку прибора попадает теплоноситель, остывший ниже 50°C.
Появление конденсата чревато последующей коррозией металла. Смешиваясь с пеплом и различными газами, влага превращается в едкую субстанцию, которая буквально вгрызается в металл. Удалить ее с поверхности топки очень сложно.
Проблема конденсата не страшна чугунным тт агрегатам. Сам материал не боится коррозии, однако их все равно комплектуют смесительным узлом. Контакт охлажденного теплоносителя с раскаленной рубашкой может вызвать разрушение чугуна.
В этом видео вы узнаете, как правильно подключить котёл отопления:
Схемы монтажа
Вариантов обвязки очень много. Чтобы подключить твердотопливный котел отопления своими руками, лучше использовать самые простые из них. Даже если простые схемы не подходят, то знание принципов работы системы позволит создать собственный проект.
Система открытого типа
Такие решения лучше всего подходят для отопителей на твердом топливе. Объясняется это максимальной безопасностью системы. Если внутри нее произойдет резкое повышение температуры, то контуры все равно останутся герметичными и работоспособными. Кроме того, отопление с естественной циркуляцией не нуждается в электропитании.
К недостаткам этой схемы следует отнести следующие моменты:
- Внутри системы свободно поступает кислород, ускоряющий образование коррозии на трубах.
- Нужно постоянно пополнять уровень жидкости в контурах, так как она испаряется.
- Теплоноситель в трубах имеет неравномерную температуру.
Но эти недостатки незаметны на фоне простоты, минимальной стоимости и очень высокой надежности системы. При монтаже котла по такой схеме следует учитывать то, что вход теплового агента в котел должен находиться минимум на полметра ниже радиаторов. У труб также должен иметься уклон.
Нужно будет рассчитать гидродинамическое сопротивление всех элементов системы, а во время монтажа свести к минимуму количество арматуры различного типа. Расширительный бачок следует крепить в самой верхней точке.
Закрытый отопительный контур
Подключение твердотопливного котла к закрытой системе отопления будет безопасным только в том случае, если на обратном трубопроводе установить мембранный расширительный бачок. Последний будет выполнять 2 функции: препятствовать доступу кислорода в систему и не допускать испарение теплоносителя.
При использовании этой схемы нужно помнить о следующих моментах:
- Емкость бака с мембраной должна быть не меньше 10% от емкости воды в системе.
- Трубу подачи придется оснастить предохранительным клапаном.
- В верхней точке нужно установить воздухоотводчик.
Дополнительные элементы системы придется докупать. Производители тт котлов редко комплектуют свою продукцию ими. Например, у котлов «Корди» предусмотрены места для крепления дополнительного оборудования, но самых элементов в комплекте нет.
Закрытая система относительно надежна, но не отличается равномерной температурой жидкости на разных участках. Проблема решается включением в схему циркуляционного насоса. Он обеспечит принудительное движение теплоносителя. В этом случае требования к уклонам труб в контурах и уровню монтажа теплогенератора становятся минимальными. Преимущество такой схемы в том, что в случае отключения электроэнергии задействуется байпас, обеспечивающий гравитационное движение жидкости, то есть система продолжит функционировать.
Помпу следует устанавливать на обратке перед входным штуцером котла. За счет меньшей температуры теплоносителя, идущего по обратной магистрали, насос будет работать с меньшей нагрузкой. Кроме того, это должно повысить уровень безопасности.
Подключение через коллекторы
К такой схеме прибегают в тех случаях, когда нужно к одному нагревателю подключить сразу несколько веток труб. Например, основной контур с радиаторами на стенах и дополнительный для теплого пола. Здесь без применения коллекторов не обойтись. Они нужны для балансировки системы. Если ее не сделать, то жидкость будет идти туда, где меньше сопротивление. В результате одни участки отопления будут горячими, а другие — холодными.
При использовании коллекторов можно подключить сразу несколько помп для обеспечения равномерной доставки воды потребителям. Кроме того, можно регулировать ее подачу. Главный и единственный минус такой схемы — усложнение конструкции, что влечет за собой увеличение финансовых затрат.
Отдельно следует упомянуть обвязку с применением коллекторов и гидрострелки. Она отличается от обычной схемы тем, что дополнительное устройство играет роль посредника. Стрелка имеет вид трубы, одновременно подключенной к входному и выходному патрубкам отопительного котла.
Котлы на твердом топливе
Твердотопливные генераторы тепла представлены в трех разновидностях – прямого горения, пиролизные и пеллетные. Популярность оборудования данного типа объясняется дешевизной эксплуатации, так как дрова и уголь на порядок дешевле прочих видов энергоносителей. Особняком здесь стоит природный газ в России: однако если подсчитать все расходы на его подключение, то необходимой для этого суммы денег иногда хватает на приобретение и монтаж котла отопления в частном доме. Именно поэтому котлы на угле и дровах пользуются такой высокой популярностью.
Есть и обратная сторона медали — функционирует подобное оборудование наподобие традиционных печек. Для заготовки и загрузки дров потребуется тратить достаточно много усилий. Чтобы обеспечить долговечность и безопасность в работе твердотопливного котла, потребуется его качественная обвязка. Все дело в инерционности, когда даже после закрытия заслонки подогрев воды продолжается еще некоторое время. Чтобы добиться хорошего эффекта в использовании полученной энергии, необходимо установить тепловой аккумулятор.
Для котлов на твердом топливе высокая эффективность является редкостью: средний показатель КПД здесь обычно находится на уровне 75%. Пиролизные и пеллетные модели немного более эффективны – 80-83%. Наиболее комфортным считается оборудование на пеллетах, для которого характерна хорошая автоматизация и практически полное отсутствие инерционности. Здесь не требуется теплоаккумулятор и частые загрузки топлива. Единственный недостаток – дороговизна пеллетных котлов.
Подключение твердотопливного котла к системе отопления
Основное правило: в работающий котёл не должна подаваться холодная вода, если в нём нет чугунного теплообменника. Иначе в топке будет неизбежно образовываться жидкий конденсат, который начнёт смешиваться с сажей. Получится липкая масса, которая будет снижать эффективность работы системы, и удалить которую будет чрезвычайно трудно.
В связи с этим применяется особая система обвязки с трёхходовым клапаном и байпасом. В клапане фиксируется температура около 50 градусов.
Еще для подключения котла потребуется:
- запорная аппаратура;
- бачок расширительный;
- насос.
После полной установки системы она заполняется водой, и в ней нагнетается давление в 1 Бар.
Виды твердотопливных котлов
Данные устройства различаются разновидностями используемого топлива, количеством топок и камер горения, способом подачи топлива, материалом, из которого они изготовлены. Существуют несколько видов твердотопливных котлов.
Нагреватели постоянного горения
Они изготовляются из чугуна или стали, содержат одну или две топки, работают только на угле и дровах, цикл работы составляет 4–6 часов, топливо подается вручную. Схема управления таким оборудованием в основном механическая, температура котла 60–70 градусов, разница между подачей и обраткой 20 градусов.
Потребляемая мощность от 7 до 50 кВт, а КПД – 80–90%.
Устройства длительного горения
Стальные однотопочные агрегаты – топка расположена сверху, что обеспечивает более длительное горение одной закладки (дрова более 24 часов, уголь – до 144 часов) и равномерный прогрев теплоносителя.
Работает на дровах и их производных (брикеты, опилки, стружка и прочее), а также на угле. Температура котла 70–80 градусов, мощность до 50 кВт, КПД – 90–95%. Подача топлива происходит вручную.
Пиролизные твердотопливные
Они производятся из стали, имеют две камеры, соединенные форсункой. Технология заключается в том, что основное топливо (сухие дрова с влажностью не более 25%), сгорая в первой камере, выделяют горючий древесный газ, который воспламеняется во второй камере.
Цикл работы в случае подключения буферной емкости возможен от 6 часов до суток, рабочая температура котла от 70 до 95 градусов, потребляемая мощность до 120 кВт, КПД 90–95%.
Пеллетные
Стальные агрегаты работают на гранулах (пеллетах), изготовляемых из отходов древесины – опилок, стружек и прочее. При наличии съемных колосников есть возможность использовать уголь и дрова.
Достигаемая температура – 70–80 градусов, мощность до 400 кВт, рабочий цикл от 24 до 144 часов.
Схема подачи топлива в таких котлах может быть автоматизирована, управление электронное. Этот вид оборудования используется для отопления помещений с большой площадью.
