Как выбрать отопительный котел на твердом топливе для дома и дачи?

Твердотопливные котлы используются как для создания автономной системы обогрева дома, так и в качестве резервного источника тепловой энергии при временном отсутствии газового или электрического источника. В последние годы были разработаны современные конструкции агрегатов, что существенно улучшило их эксплуатационные характеристики и коэффициент полезного действия. Как выбрать твердотопливный котел с максимальным учетом его возможностей?

Движение теплоносителя выполняется принудительно при помощи циркуляционных насосов или естественным способом за счет разности плотности холодной и горячей жидкости. В первом случае обеспечивается более быстрый нагрев помещений, температуру можно регулировать с учетом назначения комнат. Преимущество естественного движения ­– возможность функционирования при отсутствии электричества. Для принятия оптимального решения в каждом конкретном случае необходимо ознакомиться с несколькими важными критериями, характеризующими технические параметры оборудования и особенности его эксплуатации.

Устройство твердотопливных котлов

Существует несколько вариантов отопления частного дома твердотопливным котлом в зависимости от его конструкции. Оборудование может работать с применением обыкновенных дров, угля, торфа, паллетов. Вне зависимости от используемого топлива котлы состоят из нескольких узлов:

1. отделение для загрузки топлива;

2. зона выделения газов и горения;

3. зольник для сбора негорючих остатков топлива;

4. радиаторная система теплоносителя;

5. система удаления продуктов горения;

6. специальное оборудование обеспечения безопасности и автоматической регулировки режимов теплоотдачи.

ТТ котел дополнительно может предусматривать накопитель горячей воды для ее дальнейшего использования в бытовых целях. Размеры накопителя подбираются с учетом планируемого расхода воды и не должны оказывать критического негативного влияния на температуру теплоносителя в отопительной системе. Допускается применение в качестве накопителя электрического бойлера, дополнительно он обогревает внутренние помещения. Он может подключаться к любому виду котла, имеющего запас мощности для поддержания установленных параметров температуры в помещениях.

Перед тем, как выбрать твердотопливный котел для частного дома конкретной модели следует принять во внимание доступность и стоимость топлива, размеры помещений и существующие отопительные системы, если твердотопливный котел применяется как аварийный.

Материал изготовления

Твердотопливные котлы изготавливаются из чугуна и стали.

Чугунный теплообменник

Преимущество чугунных котлов – низкая стоимость. К недостаткам относится большой вес и полное отсутствие пластичности. Чугун не деформируется и не растягивается, что существенно увеличивает риски его растрескивания при замерзании теплоносителя или резких скачках температуры. Кроме того, из него технологически невозможного создавать сложные формы теплообменников для увеличения эффективной площади. Существует большой разброс по толщине стенок, есть вероятность образования воздушных раковин. Все недостатки пытаются компенсировать за счет увеличения толщины, соответственно, увеличивается и вес котлов.

Некоторые производители подчеркивают, что чугун больше держит тепло и за счет этого обеспечивается длительный обогрев помещения после угасания пламени, но это не должно оказывать влияния на выбор твердотопливного котла для отопления частного дома. Такая характеристика – обыкновенный маркетинговый ход, направленный на увеличение продаж, никакого заметного улучшения микроклимата в помещениях вы не заметите.

Стальной теплообменник

Современные котлы изготавливаются из инструментальной стали толщиной до 4 мм, такие параметры гарантируют высокие значения физической прочности и длительность эксплуатации. Для котлов, работающих на каменном угле, применяются жаропрочные легированные стали. Во время горения каменного угля температура может превышать 2000°С, обыкновенные марки стали при таком нагреве деформируются и быстро перегорают. Это надо учитывать перед тем, как подобрать твердотопливный котел для частного дома, если планируется использовать топливо, кроме дров и угля. Стальные теплообменники полностью отвечают существующим требованиям к качеству твердотопливных котлов.

Какие бывают виды котлов

Эти характеристики влияют на коэффициент полезного действия и особенности эксплуатации. Промышленные компании предлагают потребителям следующие виды твердотопливных котлов по их инженерным решениям.

Традиционные

Наиболее простые и проверенные временем конструкции, имеют неплохие характеристики и самую низкую стоимость. В качестве топлива применяется каменный уголь или обыкновенные дрова, тепло выделяется в процессе непосредственного горения в топочной камере.

Классические виды твердотопливных котлов отопления для частного дома самые простые и дешевые, но по своим характеристикам уступают современным инженерным разработкам. Коэффициент полезного действия в зависимости от режимов горения колеблется в пределах 80–85%.

Длительного горения

Более современные конструкции, позволяющие значительно увеличивать интервал между закладками топлива.

Дрова в твердотопливный котел длительного горения загружаются в высокую вертикальную камеру, поджог осуществляется сверху. Процесс горения по мере расхода древесины движется вертикально сверху вниз, за счет этого уменьшается интенсивность огня и возрастает время горения. Хороший выбор твердотопливного котла для упрощения обслуживания. Длительность зависит от характеристик дров и линейных размеров закладочной камеры. На периодичность обслуживания оказывают влияние размеры котла, качество дров и выбранные температурные режимы. Эксплуатация имеет несколько недостатков:

1. сложность розжига;

2. невозможность в случае необходимости добиваться резкого повышения температуры теплоносителя;

3. относительно большое количество образования сажи на поверхностях.

Такие котлы рекомендуется использовать для обогрева в случае невозможности обеспечивать постоянный контроль функционирования отопительной системы дома.

Пеллетные

Более современные конструкции, позволяют автоматизировать процесс загрузки пеллет – упрощается процесс ухода и поддержания в помещениях заданных значений температуры.

Как работает твердотопливный котел этого типа? Пеллеты загружаются в бункер, подача в камеру сгорания выполняются механически с помощью специального шнека. Имеет несколько недостатков:

1. зависимость от стабильности электроэнергии;

2. риски нарушения процесса горения из-за низкого качества пеллет;

3. высокая стоимость.

Пеллеты подаются периодически, порции топлива одинаковые и не зависят от скорости сгорания. В связи с этим возникают риски прекращения горения из-за высокой влажности топлива – требуется периодический контроль работы котла.

Пиролизные

Самые современные и дорогие котлы, процесс горения происходит в несколько этапов.

В загрузочной камере дрова открытым пламенем высушиваются и нагреваются до выделения горючего газа. В специальной камере за счет подачи дополнительного объема воздуха происходит сгорание газов с выделением максимального количества тепла. Процесс пиролиза происходит во всех типах котлов, это естественная стадия горения. Но только в них для сгорания газа предусмотрена специальная камера с особыми условиями, за счет чего увеличивается коэффициент полезного действия. Недостатки: сложность очистки поверхностей от сажи и высокая цена. Рекомендуется учитывать эти проблемы до принятия решения, какой твердотопливный котел выбрать.

Комбинированные

Позволяют нагревать теплоноситель тремя комбинациями: дровами и жидким топливом, дровами и электричеством, дровами и газом. На текущий момент это лучший твердотопливный котел для частного дома универсального назначения, который повышает надежность и автономность системы отопления.

Комбинированный котел дрова-жидкое топливо

Имеет сразу две топочные камеры под каждый тип топлива. Для исключения самовозгорания монтируется защитная аппаратура. Переключение вида топлива выполняется в ручном режиме. Такое оборудование может монтироваться только в нежилых помещениях с соблюдением правил противопожарной безопасности, что увеличивает длину магистральных отопительных трубопроводов. Следствие – повышается стоимость монтажа и увеличиваются тепловые потери.

Комбинированный котел дрова-электричество

В агрегатах предусмотрено отверстие в водяной рубашке для установки электрического ТЭНа. Мощность нагревателя выбирается с учетом площади отапливаемых помещений. Автоматика включает нагрев при затухании горения дров и понижении температуры теплоносителя ниже установленных норм. Включение делается в автоматическом режиме и обеспечивает постоянные параметры микроклимата. Мощность электронагревателей до 10 кВт, перед выбором следует принимать во внимание технические возможности существующей электрической проводки и характеристики средств защиты электроарматуры. Тэны могут запитываться от однофазного напряжения 220 В или трехфазного напряжения 380 В.

Комбинированный котел дрова-газ

Позволяет минимизировать затраты на отопление дома с учетом постоянно увеличивающейся цены газа. Нагрев теплоносителя газом выполняется при помощи горелки, температура может поддерживаться в автоматическом режиме. Существует два недостатка: высокая стоимость и относительно низкий КПД при работе на газе. Причина – большие размеры топки и геометрия теплообменников рассчитываются под характеристики горения дров. Для газа они не считаются оптимальными.

Как правильно выбрать оптимальные характеристики котла

Какие твердотопливные котлы лучше для частного дома с учетом мощности? Теплотехнический расчет – сложная задача, для ее облегчения используются готовые коэффициенты, учитывающие индивидуальные особенности зданий. В технических характеристиках производителями указываются два параметры, облегчающие выбор котла: мощность в кВт и отапливаемая площадь помещений в квадратных метрах.

Выбор по мощности

Норматив мощности принимается с учетом климатической зоны расположения дома:

1. для северных регионов – 1,5–2,0 кВт на 10 м² помещений с потолками стандартной высоты;

2. для средних регионов – 1,0 кВт на 10 м² помещений с потолками стандартной высоты;

3. для южных регионов 0,7–0,9 кВт на 10 м² помещений с потолками стандартной высоты.

Подбор твердотопливного котла по мощности зависит от коэффициента теплопроводности окон и фасадных стен помещений. Для компенсации тепловых потерь у домов, построенных по устаревшим технологиям, необходимо увеличивать мощность на:

1. 35%, если стены без утепления;

2. 25% – если над помещениями нет жилых чердачных помещений;

3. 15% – если не установлены современные окна с двухкамерными стеклопакетами.

Пример расчета

Исходные данные: дом в средней климатической зоне, стены деревянные толщиной 200 мм без дополнительного утепления, стеклопакеты двухкамерные, высота потолков 2,5 м. На 100 м² требуется: 1 кВт×100 м²×1,35 (коэффициент теплопотерь стен)×1,0 (потери оконных проемов)×1,0 (высота потолков) = 13,5 кВт.

Выбор по отапливаемой площади

Отапливаемую площадь производители указывают в квадратных метрах, это делается для облегчения выбора пользователями модели. Необходимо знать, что все расчеты учитывают объем, а не площадь помещений, при этом высота потолков принимается по СНиП 31–01–2003 и составляет 2,5 м. При выборе параметров котла необходимо принимать во внимание фактическую высоту потолков.

Пример расчета

Исходные данные: отопление дачи твердотопливным котлом с потолками высотой 3,0 м. Коэффициент высоты 3:2,5=1,2. Фактическая максимальная площадь отопления: 100 м³ (указывается производителем):1,2=83,3м². Это упрощенный расчет, более точный описан выше.

Почему необходимо предусматривать запас по мощности котла

Чтобы дом был всегда теплый, опытные теплотехники в любом случае рекомендуют при выборе мощности даже после расчетов делать запас 15–20% на непредвиденные ситуации. Дело в том, что параметры микроклимата в помещениях зависят от нескольких факторов, которые даже теоретически невозможно учесть при расчетах.

1. Качество дров и пеллет. Теплотворность дров зависит от породы и влажности древесины. При расчетах принимается во внимание относительная влажность 20%, но дерево гигроскопично и имеет особенность изменять свою влажность в зависимости от влажности воздуха. Этот параметр невозможно узнать при расчетах.

2. Характеристики угля. Котел твердотопливный для дачи и дома работает на буром и антрацитовом угле. Каждый вид имеет различные размеры и количество фракций, содержит определенный процент углерода и летучих веществ, влияющих на теплотворность.

3. Толщина накипи. Со временем на стенках теплообменника образуется накипь, отрицательно влияющая на характеристики нагрева воды. Интенсивность образования твердых отложение зависит от химического состава воды и температурных режимов нагрева.

4. Потери тепла дома. На теплопотери влияют не только параметры утепления фасадных стен, но и погода, разность температуры в помещениях и на улице, сила ветра и влажность воздуха. Расчетные показатели могут существенно отличаться от фактических.

И, конечно, эффективность котла зависит от добросовестности производителя. Кроме марки стали, большую роль играет соблюдение технологии производства. Все детали должны быть строгого размера, прочность сварных швов не менее 85% основного металла, автоматика надежно выполнять свои функции и гарантировать безопасную работу. Среди многих производителей отличную репутацию имеет линейка котлов бренда Huntel. Изложенная выше информация поможет лучше понимать, какой твердотопливный котел лучше для отопления дома или дачи.