Среди многообразия отопительных приборов выделяются твердотопливные котлы длительного действия. Несмотря на объемность их работы, за счет доступной цены они продолжают пользоваться большим спросом. Поэтому производители стараются совершенствовать предлагаемые модели, делая управление ими проще, а функциональность – выше.

Твердотопливные представляют собой приборы, обеспечивающие продолжительное действие в результате пиролиза. Процедура горения осуществляется при воздействии повышенных температур. КПД котла увеличивается за счет проведения пиролиза. Оптимальная температура отопления обеспечивается путем регулировки мощности и интенсивности нагрева.

Принцип действия

Твердотопливные котлы длительного действия имеют две части:

1. Верхняя камера. Используется для подачи твердого топлива, которым может быть уголь, дрова. Эти варианты обеспечивают проведение пиролиза.
2. Нижняя камера.

Уголь (дерево), попадающий под воздействие очень высоких температур (свыше 800 градусов) и горит, и тлеет. Из органической части выделяется газ, образуется большой объем тепловой энергии. Камера полностью прогревается, твердое топливо высушивается, что увеличивает продуктивность его сгорания.

Газ постепенно подается в нижнюю камеру. Для этого в нее проникает воздух, который обеспечивает тщательное сгорание топлива. Подачу воздуха обеспечивает вентиляционная система. В камере горения поддерживается очень высокая температура, в результате воздействия которой газ начинает гореть. Это тепло и используется для отопления.

Принцип действия длительного горения

Типы

Чтобы понять, к какому принципу классификации относятся отопительные приборы длительного горения, укажем существующие типы:

• классические;

Классический длительного горения

• пиролизные;

• автоматические;

• длительного горения.

Классические варианты вырабатывают тепло путем пламенного сгорания топлива. Приборы отопления имеют две дверцы. Одна используется для загрузки дров и угля, другая – для чистки от продуктов горения. Теплообменник такого прибора может быть выполнен из чугуна или стали. Первый вариант предпочтительнее благодаря его длительному сроку эксплуатации – свыше 20 лет.

Однако материал восприимчив к температурным перепадам и механическим ударам. Стальной вариант проявляет стойкость при воздействиях такого рода, однако обладает уменьшенным сроком эксплуатации – 6 лет.

Модели твердотопливных котлов длительного горения

Пиролизные модели подразумевают течение процесса при закрытом дымоходе и камере сгорания. Процесс может происходить при рекордных 1200 градусах, пока дрова не сгорят. Такие котлы обладают высоким КПД – 90%. Имеют длительное действие – 10 часов. Благодаря полному сгоранию дров обеспечивается простота использования прибора, а за счет контроля подачи воздуха осуществляется регулировка температуры теплоносителя.

О твердотопливных котлах длительного горения

Примечание: Среди котлов длительного горения выделяют две системы: прибалтийская и канадская . Первая дороже, сложнее в использовании, имеет множество других нюансов, не позволяющих ее использовать повсеместно.

Следует отметить, что отопительные приборы длительного горения можно отнести к пиролизным. Система Бурельян подразумевает наличие двух камер. В нижней тлеет твердое топливо, образуется газ. Во второй камере добавляется воздух, дрова полностью сгорают. Устройство выглядит как цилиндр с трубами, благодаря которым обеспечивается циркуляция воздуха, что усиливает теплопередачу. Как правило, используются такие модели в нежилых помещениях.

В приборе по системе Стропува есть два цилиндра, которые собраны по принципу матрешки. Плоскость между элементами заполнена водой. Внутренний цилиндр выполняется функцию топки, куда подается воздух.

Загружается твердое топливо, которое прогорает сверху вниз. Благодаря этому нагревается теплоноситель. Прибор действительно обеспечивает длительное горение твердого топлива – до 4 суток. Однако после этого требуется чистка и новый розжиг своими руками. Это вызывает дополнительные эксплуатационные сложности, которые и не позволили такой системе отопления стать востребованной.

Автоматические котлы характеризуются тем, что и загрузка твердого топлива, и очистка осуществляется автоматизировано. Для этого отопительный прибор оснащается транспортерным или шнековым бункером. Для перемещения твердого топлива используются механизмы. Применяется принудительный надув, чтобы обеспечить горение топлива и нагрев теплоносителя.

Работа котла Heiztechnik Q Hit Plus

Такие котлы не требуют большого внимания и участия в процессе горения, оснащаются регулятором температуры, некоторые модели – датчиком. КПД такого прибора отопления составляет 85%. Длительность работы определяется объемом бункера. Своими руками такой прибор собрать очень сложно, однако благодаря покупке можно избавить себя от многих забот при отоплении.

Чугунные модели

Такие твердотопливные котлы длительного горения начали производиться относительно недавно. И благодаря своим качествам устройства нашли отклик у потребителей. Не зря чугун используется в конструкции. Благодаря изготовлению стенок из этого материала обеспечивается высокая прочность и отдача тепла.

Если используются стальные устройства, изготовители не рекомендуют, чтобы с материалом контактировали кислоты или смолы, поскольку от этого страдает структура металла. Чугун не вызывает подобных сложностей. Во многом благодаря и этому он имеет множество положительных отзывов, которые стимулируют купить отопительный прибор все большее количество людей.

Благодаря созданию качественного слоя теплоизоляции обеспечивается не нагревание наружной стороны устройства. Топочная камера делается из материала увеличенной толщины. Обеспечивается долговечность работы. Благодаря продуманности конструкции обеспечивается длительное горение – около 10–12 часов. Поэтому владельцы таких бытовых приборов отопления лишены необходимости частой загрузки топлива. Нагревание устройства происходит быстро, после чего выделяется необходимое тепло.

Как выбирать?

Чтобы выбрать и купить удачную модель, работающую на твердом топливе, следует учесть несколько критериев.

Примечание: Для начала обращаем внимание на тип используемого топлива: дрова, уголь. Если используется последний, лучше подбирать устройство, изготовленное из высоколегированной стали. Для дров лучше выбирать чугун.

Обращают внимание и на мощность, объем загрузочной камеры. От этого зависит то, сколько дров или угля можно заложить за один раз и на какое время отопления его хватит. Учитывается и вес прибора. При одинаковой мощности меньше пространства потребуется для установки стального прибора отопления.

Цена котла тоже имеет значение. Однако нужно помнить о КПД и длительности эксплуатации, поскольку эти показатели влияют на фактическую цену, экономичность использования. Так, КПД чугунного котла ниже этого показателя у стального прибора, однако чугун остывает медленнее и служит дольше.

Следует учитывать не только эти показатели, но и расходы, удобство при эксплуатации. Важно понимать, насколько существует опасность получения ожога или травмы. Конечно, те, кто разбираются в технике, могут еще и взглянуть на чертежи устройства, чтобы убедиться в его конструкции.

Тестирование работы твердотопливного котла

Какая бы модель для отопления не была выбрана (на дровах или угле), важно соблюдать правила эксплуатации, тогда прибор прослужит долго.

Начнем, естественно, с максимальной мощности . Не нужно думать, что, если в характеристиках котла написано «10 кВт/100 м2», то его на небольшой домик хватит с запасом. Во-первых, мощность у любого твердотопливного котла очень сильно зависит от качества топлива, к тому же в характеристиках указывается для угля (на нем теплоотдача выше всего). Попробуйте подкинуть дров - и дома сразу похолодает, ну, а если дрова еще и отсыреют… К тому же котел большей мощности будет иметь и топку большего размера - а значит, и топить его придется реже.

Вообще, необходимость в частом добавлении топлива - общая проблема твердотопливных котлов . Путей решения несколько:

• Бункерные котлы - они из отдельной емкости (бункера) автоматически «подкармливают» топку. Разрабатывались такие системы в первую очередь под пеллеты (топливные гранулы), которые очень удобно подавать шнеком, но сейчас есть и модели, способные работать на угле.
• Котлы длительного горения имеют увеличенный объем загрузки, а сам процесс сгорания там не совсем обычен - топливо горит сверху вниз. Но и у них есть свои не всегда удобные особенности - выше в рейтинге мы об этом писали.

Но в любом случае «долгоиграющий» котел станет сложнее и дороже, особенно с бункером. Тогда как насчет котла комбинированного ? В них нагрев обеспечивается не только горением топлива, но и установленным внутри ТЭНом - если котел и погаснет, электричество продолжит поддерживать хоть какую-то температуру. Подобные котлы удобно оставлять на ночь - утром не проснешься, чувствуя, что зуб на зуб не попадает. Часто к таким котлам предлагаются и комплекты дооборудования под газ или солярку. В некоторых моделях даже изначально предусматривается автоматическое переключение на жидкое или газообразное топливо, если нет огня в топке. А вообще такой вариант интересен хотя бы тем, что при появлении возможности подключить дом к газу не придется менять котел, покупать новый, переделывать подключение: можно просто поставить газовую горелку на старый.

Важный момент - конструкция теплообменника . Идеальный вариант - чугун: толстостенный монолитный теплообменник, если производитель не «прозевает» раковины и микротрещины в отливке, будет по-настоящему вечным, к тому же выдержит повышенное давление без проблем. Но такой котел будет и дороже (можно не вписаться в бюджет), и тяжелее (вопрос к прочности пола, возможно, придется его укреплять). У стальных теплообменников есть неизбежный риск протечки по сварке, да и стенки обычно тоньше. Поэтому стоит как минимум брать котел потяжелее, да и отзывы на конкретную модель смотреть перед покупкой - правда, и сами отзывы уже давно покупают… Так что выбирать твердотопливный лучше идите на форумы, а не на популярные площадки для отзывов, которые оккупировали проплаченные похвалы.

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.

Котлы длительного сгорания на дровах не нуждаются в частом обслуживании, при этом себестоимость каждого 1 кВт/ч. тепловой энергии в несколько раз ниже, чем при условии использования жидкотопливных либо газовых агрегатов.

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.