Котельное помещения для установки твердотопливного котла

Печка у бабушки с полатями и плитой для готовки пищи и нагрева воды работала первым человеческим твердотопливным котлом. Прогресс, однако, двигается неудержимо и сегодня можно не пугаться словосочетания «твердотопливный котел», заранее предполагая нечто древнее и малоэффективное. Даже если участок земли пока не включен в программу газификации, можно спокойно строить дом круглогодичного житья, там будет тепло и комфортно, нужно только правильно выбрать твердотопливный котел.

Эксплуатация оборудования

Двухконтурные отопительные котлы на твердом топливе отлично проявляют себя в эксплуатации. Горячая вода, получаемая с их помощью, обойдется дешевле, чем предоставляемая централизованно услуга. Поэтому многие люди отказываются от коммунального водоснабжения в пользу подогрева при помощи котла.

Среди всех существующих моделей особенно выделяются пиролизные котлы длительного горения. Их принцип работы основан на практически бескислородном сжигании топлива, в результате чего оно намного дольше горит, выделяет больше тепловой энергии и дает меньшее количество твердых отходов. А побочным продуктом реакции выделяется коксовый газ, который не выбрасывается в атмосферу, а так же сжигается в топке и выделяет дополнительное тепло. Это позволяет не только поднять КПД до немыслимых для твердого топлива 90%, но и значительно улучшает экологичность агрегатов.

Эксплуатация оборудования

Приобрести подобный аппарат не составит труда. В Украине купить котел длительного горения можно в Днепропетровске, Киеве, Харькове и любом другом крупном городе. Для этого достаточно обратиться в любой дилерский магазин или сертифицированный центр продаж отопительного оборудования. А можно и вовсе заказать себе аппарат через интернет прямо с адресной доставкой на дом. Точно так можно поступить и для покупки твердотопливного котла в Польше, России и любой другой стране.

Описание и принцип действия твердотопливного котла

Общий вид котла

Твердотопливный котёл длительного горения — это большая топка, имеющая ограниченную зону сжигания твёрдого топлива и контролируемое поступление кислорода. Принцип работы устройства основывается на способности твердотопливных элементов тлеть в течение длительного времени с повышенной теплоотдачей. В процессе происходит полное прогорание вещества с минимальным образованием отходов.

Сгорание топлива в котле длительного горения чаще происходит сверху вниз. В этом случае по мере прогорания верхней прослойки огонь перемещается ниже, на следующие слои. Такие тепловые агрегаты имеют множество достоинств, обеспечивающих их популярность среди всех групп населения:

  1. Увеличенный объём топки для загрузки топлива.
  2. Длительный срок работы на однократной загрузке.
  3. Большая теплоотдача.
  4. Экологичность. При работе отопительный прибор выбрасывает минимальное количество отработанных газов.

Стандартные котлы длительного сгорания различаются по виду используемого топлива:

Описание и принцип действия твердотопливного котла
  1. Устройства, функционирующие на одной разновидности топлива. Обычно в этом качестве выступают дрова, иногда — паллеты, полученные из отходов деревообрабатывающей промышленности.
  2. Универсальные агрегаты. Здесь есть возможность комбинировать несколько видов твердотельных элементов — дрова, опилки, паллеты.

 По типу работы все существующие виды котлов длительного сгорания можно разделить на две крупные группы:

  1. Пиролизные. В работе подобных аппаратов используется принцип пиролиза. Твёрдые частицы топлива прогорают при большой температуре и слабой подаче кислорода. В процессе вырабатывается газ, направляемый в отдельный отсек, где и сгорает. Подобный принцип увеличивает КПД котла и время сжигания топлива.
  2. Классические. Имеют упрощённую конструкцию, различаются объёмом топки, способом сжигания, наличием водяной рубашки-контура и т. д. Простейший классический котёл без рубашки — это металлическая ёмкость, сделанная из трубы или бочки, где происходит сгорание твёрдых частиц по принципу «сверху вниз».

Область использования твердотопливных котлов обширна. Бытовые модели отапливают частные домовладения, магазины и подобные жилые и нежилые объекты. Крупные промышленные агрегаты, для размещения которых требуется отдельное оборудованное помещение, могут отапливать небольшой завод. Популярность котлов обусловлена небольшой стоимостью и простотой эксплуатации.

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

Чугунные котлы

Твердотопливный котел ассоцииируется с чем-то громоздким и тяжелым, поскольку его теплообменник зачастую выполняется из чугуна. Производители котлов применяют этот материал за его долговечность, высокую коррозионостойкость (износ чугунного теплообменника при обычном режиме составляет 0,1-0,2 мм в год, так что при толщине стенки в 5 мм его хватит лет на двадцать), устойчивость к высоким температурам (при топке углем только чугунный теплообменник может выдержать температуру горения в 900 град С), для него нехарактерны температурные деформации.

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

К недостаткам котлов с чугунными теплообменниками относят их большой вес, что затрудняет транспортировку, во время которой оборудование к тому же нельзя ронять, ударять — чугун хрупок и дает трещину при резком ударе. Трещины появятся и если на горячий теплообменник пролилась холодная вода или если котел подпитывается слишком холодной водой. Разница между температурой подачи и обратки в более 50 град С может быть губительна для чугунного теплообменника, даже если микротрещины сначала визуально не видны. С низкой температурой на входе котла успешно работают некоторые современные изделия из эвтектического(упругого) чугуна, он превосходит по упругости обычный серый чугун в среднем на 30% и это делает возможным функционирование котла в низкотемпературном режиме.

Читайте также:  Виды электрических обогревателей: рассмотрим вместе

Еще одним решением для низкотемпературного режима работы котлов на твердом топливе может стать применение в схеме котельной буферной емкости.

В то же время чугунные теплообменники состоят из секций и поэтому подлежат ремонту — секции заменяются, скрепляются винтами с термостойкой прокладкой и герметиком. Благодаря секционности, чугунный котел может «расти» вместе с домом. Например, пристроив к дому большую мастерскую, или оранжерею, можно не покупать дополнительный котел, а лишь добавить внутренние секции, увеличив тем самым мощность котла до необходимой.

Расчет мощности бытового котла ведется по формуле «1 кВт на 10 м² отапливаемой площади», то есть для дома 200м² потребуется котел мощностью 20 кВт.

Стальные котлы

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

Котлы со стальными теплообменниками подбираются по мощности аналогично, однако их конструкции разнообразнее и они обычно дешевле, что делает их частыми источниками тепла в котельных на твердом топливе.

Легкость стального теплообменника и его сварная конструкция являются и достоинствами, и недостатками в твердотопливном котле. Транспортировать, выгружать — проще, однако и температурные экстремальные воздействия такой котел переносит хуже, при перегреве теплообменник может деформироваться, сварные швы — дать течь, а иногда может прогореть и стенка теплообменника.

Чаще всего такие ситуации возникают при аварийном отключении электроэнергии и в системах с принудительной циркуляцией. В этом случае котел продолжает топиться, а циркуляционный насос не вращается, не снимает тепло с котла и происходит перегрев. Источники бесперебойного питания помогают, но в 50% случаев не срабатывают, лучше всего, если есть автоматическое переключение на дизельную электростанцию. Самым же эффективным способом защиты твердотопливного котла от перегрева в случае аварии на электросетях считается предусмотренный при строительстве короткий контур с гравитационной циркуляцией, то есть участок из труб большого диаметра, где и будет находиться нагретый котлом теплоноситель в период аварии.

Приточный клапан для усиления тяги

Без поступления воздуха в помещение или непосредственно в печку, дымоход работать не будет. Форточка или щели в старых окнах — не лучший метод для притока воздуха.

Недостатки очевидны:

  1. Через щели в комнату поступает холодный воздух даже тогда, когда печка или камин не работают.
  2. В зимнее время воздух с улицы постоянно меняет среду в помещении. При этом относительная влажность воздуха резко падает, что вредно сказывается на здоровье. У человека пересыхают слизистые оболочки, возникают условия для простудных заболеваний.
  3. Форточку нужно открывать и закрывать вручную.

Гораздо эффективнее обеспечить приток воздуха с помощью клапана. Он автоматически закрывается, когда печное оборудование или газовые нагреватели не так выглядит стеновой приточный клапан, который устанавливается в помещениях с печным отоплением или газовым оборудованием для улучшения притока воздуха

Для работы нагревателей нужен клапан для котельных. Устройство имеет другие характеристики, чем аналогичные по принципу действия конструкции для проветривания комнаты.

Приточный клапан ставят по диагонали или над нагретой поверхностью так, чтобы холодный воздух поднимался к потолку. Но лучше всего, если кислород подается прямо в топку. При этом не нарушается влажность и температурный режим в помещении.

Основы проектирования

Для того чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и удобный в эксплуатации – твердотопливный котёл, необходимо понимать физику процесса его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип действия отопительного котла на твёрдом топливе:

  • топливо загружается в камеру сгорания;
  • нагретые в процессе сгорания топлива воздух и другие газы поднимаются вверх и отводятся через дымоход;
  • по пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в с вою очередь нагревает тепловой агент (в большинстве бытовых систем отопления – воду);
  • нагретый тепловой агент вытесняет холодный, проходя всю систему отопления и возвращаясь после остывания назад в теплообменник.

Всё дело в свойстве любой нагреваемой среды подниматься выше холодной — это один из основополагающих законов термодинамики.

Принцип работы водяной отопительной системы

Для реализации этого принципа помимо корпуса, выполненного из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали, в конструкцию твердотопливного котла включаются следующие элементы:

  1. Камера сгорания

Её объем определяется сложной формулой, которую, впрочем, довольно легко отыскать в интернете, равно как и готовое решение – объем камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальной площади отопления.

Расположение топки твердотопливного котла

На практике размеры топки зависят не только от параметров котла и свойств топлива, а также особенностей самой отопительной системы – схематической, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребностей в горячем водоснабжении и пр.

  1. Камера отвода горячих газов

Этот узел является продолжением камеры сгорания и выполняет функцию выходного коллектора для вывода продуктов горения.

Система отвода нагретых газов

  1. Внутренняя система подачи и отвода теплоносителя

Речь идёт о теплообменнике (теплообменном регистре), а также его основных патрубках – входном и выходном, который служит для приёма остывшего теплового агента, его нагрева и отвода в систему отопления.

Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла

Дымоход

Любой котельное оборудование, в котором тепловая энергия производится путем сжигания топлива, должно быть оснащено дымоотводом. Как правило, дымовая шахта закладывается еще на этапе проектирования здания. Если стационарный дымоход в топочной не предусмотрен, то его следует смонтировать самостоятельно. Чаще всего для этого применяются сендвич-модули из нержавеющей стали, которые представляют собой двустенные, утепленные отрезки дымохода, которые легко собираются в единую конструкцию. 

Читайте также:  Как утеплить потолок в доме с холодной крышей

На рисунке показано три варианта обустройства дымохода для ТТ котельной установки.

Дымоход
  • Сечение дымоотводящей трубы должно быть постоянным на всем протяжении. Для бытовых моделей это 150 – 200 мм2.
  • Не допускаются изгибы и наклоны дымохода. В случае крайней необходимости допускается смещение не более, чем на 1 м с уклоном участка не более, чем на 30°.
  • Стыка секций (сендвич-модулей) не должны проходить внутри перекрытия.
  • Высота дымохода должна обеспечивать разряжение в котле не менее 10 Па.

Важно: Современные кровельные материалы обеспечивают высокий предел огнестойкости. Для предотвращения пожаров рекомендуется оснащать дымоходы искроуловителем.

Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

  1. Тип котла.
  2. Качество топлива.
  3. Правильная эксплуатация.

Научиться правильно топить котел, намного легче, чем может показаться на первый взгляд. Во время растопки и дальнейшей эксплуатации, придерживаются требований, указанных производителем в технической документации. После нескольких топок, процесс становится привычным.

Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

Как добиться длительного горения дров

Расход дров, при условии использования режима длительного горения, меньше чем в обычных котлах, на 30-40%. КПД достигает 92%. Не у всех потребителей получается с первого раза добиться того, чтобы котел заработал в режиме длительного горения. Некоторые жалуются на обильное выделение смолы в процессе сжигания древесины.

Добиться длительного горения дров можно, тщательно соблюдая рекомендации производителя:

  • Дрова разжигают при полностью открытой заслонке.
  • В режим длительного горения, котел переводят только после достижения температуры 600°С.
  • Влажность дров не должна превышать 20%. Топить хвойными породами дерева не рекомендуется.
Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

Нарушения правил эксплуатации приводит к тому, что от дров в котле образуется смола. Чаще всего, не соблюдают следующие условия:

  • Минимальная температура теплоносителя на выходе не должна опускаться ниже 65°С.
  • Правильно топить котел дровами твердых пород: осиной, буком, акацией, дубом и т.д.
  • Высокая влажность дров приводит к обильному выделению смолы.

Правильная эксплуатация котлов длительного горения, продлевает срок службы техники и увеличивает теплоотдачу.

Как правильно загружать дрова

Укладка дров в котле выполняется в согласии со следующими правилами:

Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением
  • Поленья раскалываются крупными кусками.
  • Укладка дров в топку осуществляется как можно плотнее. Важно избежать пустот между поленьями.
  • Длина поленьев должна быть меньше размеров загрузочной камеры, как минимум на 5 см.

Розжиг выполняют исключительно сухими лучинками. Использовать бензин или керосин, для растопки дров, запрещается. Время от времени, рекомендуется использовать специальные химические брикеты, удаляющие смолянистые отложения на стенках.

Сколько надо дров на зимний сезон

Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

Устройство котла длительного горения, позволяет экономить на топливе, приблизительно 15-30%, в зависимости от выбранной модели. Примерный расход дров высчитывается следующим образом:

  • Принято считать, что для обогрева каждых 100 м², потребуется 3 Гкал/мес.
  • При сжигании килограмма дров, выделяется 3200 ккал.
  • Чтобы получить 1 Гкал, котлы длительного горения сжигают 312 кг дров.
  • Для получения 3 Гкал, потребуется приблизительно тонна древесины.

В течение отопительного сезона, для обогрева дома на 100 м², нужно 7-8 тонн дров.

Правила и нормы установки дровяного котла продолжительного горения

Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

Установка котла длительного горения проводится с соблюдением норм, распространяющихся на все котлы, работающие на дровах. Во время проведения монтажных работ, учитывают существующие требования ППБ и СНиП:

  • Монтаж выполняют на прочном негорючем основании. Стены и пол облицовывают негорючими строительными материалами.
  • Дымоход проводят с соблюдением противопожарных разделок. В месте примыкания к стене из горючего материала, прокладывают огнестойкий утеплитель. Материал облицовывают стальным листом.
  • Водяное отопление от котла на дровах длительного горения, подключают к специальным отводам, находящимся на корпусе котла. В инструкции подробно указывается, какой патрубок идет на подачу и обратку водяного контура.
  • Котел с производительностью более 40 кВт, устанавливается в отдельной комнате.
  • Энергозависимые котлы подключают к электроснабжению через стабилизатор и источник бесперебойного питания. Обязательно используют автоматы. Подключение выполняют напрямую от щитовой.

В помещении, используемой под котельную, обязательно наличие приточно-вытяжной вентиляции и естественного освещения. При необходимости, допускается размещение котла в подвале.

Можно встретить кардинально противоположные отзывы владельцев о котлах длительного горения. В некоторых расписываются достоинства агрегатов, вторые критикуют их за недостатки. Непредвзято рассмотрев отзывы, можно прийти к следующим выводам:

  • Увеличить КПД, длительность горения дров в котле, теплоэффективность, возможно, только если правильно топить и использовать древесину нужной влажности. В обычном режиме, котел работает как обычная печь, и расходует столько же.
  • Высокая стоимость котла вполне оправдана, по причине наличия двух топочных камер. Переплаты, связанные с приобретением оборудования, окупаются уже спустя 2-3 отопительных сезона.
Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением

Нормативные документы по правилам устройства котельного помещения

  • МДНАОП Правила строительства и безопастности эксплуатации паровых котлов с давлеинем пара не более 0,07 Мпа (0,7 кГс/см2) водонагревательных котлов с температурой нагрева воды не выше 115°С.
  • ДБН В Инженерное оборудование зданий и сооружений. Внешние сети и сооружения.
  • СНИП Отопление, вентиляция и кондиционирование
  • СНиП II-35-76 Котельные установки
  • СНиП II-4-79 Естественное и искусственное освещение
  • ДБН В.2.2–15-2005 «Жилые здания. Основные положения»
  • ДСТУ 3075–95 «Бытовое оборудование, работающие на твердом топливе»
  • МДНАОП “Правила устройства и безопасной эксплуатации котлов”
  • СНиП II-35-76 “Котельные установки.”

Особенности топки брикетами

Теперь подробнее остановимся на том, как правильно топить твердотопливный котел брикетами. Растопка выполняется тем же методом, что и при использовании угля. При этом важно учитывать, какими брикетами вы топите. При использовании «евродров» растопка выполняется щепой и специальными мелкими брикетами для розжига. Если они отсутствуют, то можно просто измельчить обычные брикеты. В случае использования торфяных брикетов растопку выполняют щепой и мелкими дровами.

Читайте также:  Как задекорировать трубу отопления в комнате: решения и фото

Первая закладка брикетов выполняется после образования стабильного пламени и достаточного прогрева котла. Древесные брикеты («евродрова») закладываются вначале слоем 10-15 см. Когда он достаточно хорошо разгорится, закладывается слой брикетов толщиной 15-20 см. Первый слой торфяных брикетов должен быть меньше — порядка 5-6 см. В дальнейшем они также закладываются толщиной 15-20 см. Поддувало при каждой новой закладке топлива обязательно следует закрывать. Открывают его только после завершения загрузки брикетов и запирания топочной дверцы. При этом нужно установить поддувало в правильное положение для создания оптимальной тяги.

В процессе горения может возникнуть необходимость перемешивать брикеты в топке. Не стоит делать это слишком часто, чтобы не охладить топку. Перемешивание нужно выполнять аккуратно, не допуская резких движений, чтобы не допустить подъема в воздух брикетной пыли и ее попадания в помещение.

Важно определиться, какими брикетами лучше топить твердотопливный котел. «Евродрова» изготавливаются из растительного сырья. Основу этих брикетов составляют сухие древесные опилки. Также в их состав может входить шелуха злаковых и семян. Этот вид топлива по своим свойствам мало отличается от обычных дров, но дает более высокий КПД и медленнее прогорает. При горении не образуется большого количества сажи. Эти особенности делают древесные брикеты оптимальным вариантом для отопления дома или бани.

Торфяные брикеты при горении выделяют много золы, что приводит к быстрому загрязнению колосников и зольника, а также загрязняет помещение, в котором установлен котел. Поэтому данный вид твердого топлива не рекомендуется к использованию для отопления жилых объектов. Преимуществом топливных брикетов является их меньшая цена. Кроме того, прогорают они медленнее древесных.

Виды твердого топлива

В привычном понимании твердотопливные котлы работают на дровах и угле, однако сегодня существуют и другие виды оборудования, которые предназначены для отопления на пеллетах и топливных брикетах. Чем же отличаются эти виды топлива друг от друга, и какой из них лучше выбрать?

В первую очередь при выборе топлива необходимо узнать, какой вариант можно приобрести в вашем регионе. Также обычно выбирают топливо, которое имеет более низкую стоимость и обеспечивает хорошую теплоотдачу. При этом последняя характеристика зависит и от качества топлива. Так, несоблюдение требований к условиям хранения может привести к частичной потере тепловой способности твердого топлива.

Для сравнения вы можете руководствоваться следующими средними значениями:

Виды твердого топлива
Вид топлива Теплотворная способность, ккал/кг
Пеллеты 4500
Дрова 2500
Уголь древесный 7500
Каменный уголь 7400
Природный газ 8300

Рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида топлива более подробно.

Дрова

Самый распространенный вид топлива. Могут иметь различный размер, а теплотворная способность зависит от свойств конкретного вида древесины.

Лучший вариант — дрова, заготовленные из лиственных пород древесины — дуб, береза, ясень и др. Дрова из хвойных пород горят хуже, так как содержат большое количество смол.

Если вы решили топить дровами, необходимо учитывать, что их обязательно хранить в поленнице в условиях низкой влажности. При размещении дров на улице их необходимо защитить от осадков и снега — для этого поленницу накрывают листом металла.

Виды твердого топлива

Уголь

Этот вид топлива производит большее количество тепла, чем дрова. Чаще всего используют бурый или каменный уголь.

Однако уголь при сгорании выделяет большое количество отходов и серы, что вызывает необходимость частой чистки оборудования. Кроме того, этот вид топлива требует использования отдельного помещения для хранения, так как оставляет пыль и грязь.

При этом доступная цена и высокая теплоемкость (7000 ккал/кг у каменного угля) этого вида топлива для многих является весомыми преимуществами.

Топливные брикеты

Представляют собой спрессованные отходы деревообрабатывающего производства, для их производства также могут быть использованы солома, торф, шелуха и др.

Виды твердого топлива

Главные преимущества — экологическая чистота и равномерное горение. При этом они не искрят и не выделяют чада. Различают три основных типа брикетов: RUF, NESTRO и Pini&Kay. Они имеют прямоугольную, цилиндрическую или граненную форму. Такое топливо удобно хранить — оно устойчиво к плесени, не оставляет грязи и пыли. При этом высокая теплотворность обеспечивает эффективность отопления.

Пеллеты

Для производства данного вида топлива используются аналогичные материалы, что и при создании брикетов. В результате получаются небольшие цилиндрические гранул.

Это также экологически чистое топливо, которое оставляет минимум отходов при сгорании и не выделяет вредных газов. Твердотопливные котлы, работающие на пеллетах, обычно оснащены дополнительным оборудованием для автоматической подачи топливных гранул в камеру сгорания. Всё это описывается в инструкции по эксплуатации, непременно сопровождающей покупаемое отопительное оборудование. Однако можно посмотреть все интересующие параметры и ознакомиться с нюансами установки ещё до покупки.

Отопительный котел «Куппер КАРБО»

Твердотопливный котел — это автономное оборудование, которое при использовании качественного топлива обладает высоким КПД. Надежность устройства обеспечивается качеством используемых при производстве материалов и продуманной конструкцией.

Виды твердого топлива

Принимая решение о покупке, необходимо обратить внимание на то, какой вид топлива вы планируете использовать, есть ли у вас возможность загружать топку каждые 5-6 часов и каков общий объем помещений. Таким образом вы сможете подобрать подходящее оборудование, которое позволит поддерживать комфортную температуру в доме на постоянной основе.