Твердотопливные котлы с высоким КПД, предназначенные для нагрева воды, отопления жилых помещений, строений разного назначения, могут качественно и эффективно работать при любых условиях. Их производительность напрямую зависит от особенностей конструкции и способа сжигания топлива.
Параметром, который определяет качество теплоотдачи при работе, является КПД (коэффициент полезного действия). Данный показатель отображает отношение выдаваемой в процессе длительного горения энергии к выделяемому полезному теплу, которым обеспечивается вся система. Он выражается в процентах, а величина зависит от качества работы котла: чем лучше функционирует агрегат, тем выше КПД.
Устройство твердотопливного котла
Содержание статьи
Устройство твердотопливного котла таково, что он способен работать как на дровах, так и на угле. Что примечательно, для монтажа данных агрегатов не нужно получать разрешение на установку. Кроме того, они не нуждаются в частых проверках и обследованиях с приглашением специалистов. Обычно агрегат имеет цилиндрическую или прямоугольную форму.
Компоненты, присутствующие во всех котлах:
- Топка или камера сгорания. В нее закладываются дрова и затем сжигаются. За счет этого образуется тепло.
- Поддувало (зольник) — отверстие, пропускающее воздух к месту горения. Является частью топки и отделяется от нее колосниковой решеткой, через щели которой высыпается шлак, оставшийся после сгорания дров.
Принцип действия новой разновидности котлов основан на пиролизном сжигании топлива. В них процесс получения тепловой энергии более сложный, но эффективный.
В пиролизных котлах выделяется горючий газ, полученный при разложении древесины в условиях недостатка кислорода. Данный пар перемешивается с воздухом и сгорает факелом в зоне теплообменника. Конструкция оснащена загрузочной камерой и топкой.
После укладки угля или дров в загрузочную камеру сырье поступает через керамическую горелку в камеру сгорания, где на выходе располагается факел. Регулировка подачи газа позволяет держать температуру теплоносителя на уровне 65–68 ºС.
Теплообменник является одним из самых важных узлов котла с высоким КПД. Через стенки его трубок осуществляется передача тепла. По конструкции теплообменник напоминает змеевик, который расположен в зоне пламени камеры сгорания. У новых агрегатов в большинстве случаев его конструируют так, что сама топка расположена внутри змеевика, за счет чего уменьшаются теплопотери.
Теплообменники делятся на два вида:
- Стальные. Такие агрегаты достаточно легкие, простые в установке и стоят недорого. Однако срок их эксплуатации составляет около 10 лет. Ремонту не подлежат.
- Чугунные. Характеризуются долгим периодом службы — свыше 20 лет. Такие котлы устойчивы к коррозии. При поломке одной из секций можно заменить ее на новую.
Что такое КПД
Коэффициент полезного действия теплового оборудования — показатель, который определяется соотношением потраченной энергии и полезного тепла, поступающего в отопительную систему для транспортировки в помещение.
Процент эффективности вычисляется по следующей формуле:
q 1 + q 2 + q 3 + q 4 + q 5 = 100 %
Расшифровка:
- q 1 — показатель тепла, которое было передано теплоносителю — воде;
- q 2 — физический недожог — теплопотери с отходящими газами;
- q 3 — химический недожог — теплопотери при неполном сгорании горючего;
- q 4 — теплопотери при рассеивании тепла.
КПД твердотопливного котла будет увеличиваться при условии оптимизированной работы оборудования.
Качественный монтаж, выбор сырья, наличие вентиляции и условия эксплуатации существенным образом влияют на показатель эффективности.
От чего зависит
КПД в основном зависит от потери полезного тепла, возникающей в результате недожога газов, которые выделяются при сжигании топлива, а также от качественных характеристик горючего и количества выброса тепловой энергии в трубу.
Показатель коэффициента полезного действия зависит от ряда факторов:
- техническое состояние отопительного оборудования;
- нагрузка на отопительную систему;
- качество горючего, которое используется отопительным оборудованием.
Из-за чего в стальных котлах КПД выше
В стальных котлах, в отличие от чугунных, КПД будет всегда выше, поскольку для них требуются небольшие энергозатраты, чтобы нагреть определенный объем воды до необходимой температуры.
Сталь — материал менее хрупкий, чем чугун, поэтому в металлических отопительных агрегатах можно сконструировать камеру сгорания более сложной геометрической формы. Благодаря этому увеличивается площадь теплообмена, что приводит к повышению КПД.
Стальные агрегаты характеризуются меньшим числом технологических ограничений. Они позволяют повышать эффективность путем усовершенствования конструкции: добавления конвекционных каналов, охлаждаемых колосников, повышения уровня надежности теплообменника.
За счет качественной изоляции котлы из стали лучше сохраняют тепло. По прошествии двух дней после отключения агрегата температура его стенок снижается лишь на 20 градусов.
Правила эксплуатации, влияющие на величину КПД котла
Чтобы отопительное оборудование всегда работало исправно, специалисты рекомендуют придерживаться основных правил эксплуатации, влияющих на величину КПД котла.
В данном случае необходимо четко выполнять такие пункты:
- Выбирать только оптимальные режимы дутья и функционирования вытяжки.
- Контролировать интенсивность горения и полноту сжигания топлива.
- Постоянно следить за величиной уноса и провала.
- Оценивать состояние поверхностей, которые нагреваются при горении топлива.
- Регулярно прочищать оборудование.
Критерии выбора котла
Перед установкой отопительной системы необходимо определиться с типом котла, выяснить, оборудование какой мощности необходимо, чтобы обогреть всю площадь помещения, выбрать вид топлива.
При выборе следует обратить внимание на следующие критерии:
- Мощность котла / полезный объем загрузочной камеры. Этот показатель указывает на то, какой объем топлива можно загрузить в камеру сгорания и как часто это нужно будет делать. При одинаковых размерах чугунные изделия демонстрируют повышенную мощность.
- Габариты. Чугунное оборудование при той же мощности, что и стальное, будет более компактным, потребует для установки в среднем на 19 % меньше свободного пространства.
- Вид топлива. Котлы, изготовленные из высоколегированной прочной стали желательно приобретать, если в качестве основного вида топлива будет применяться уголь. Для использования дров идеальным вариантом станет агрегат с чугунной камерой.
- Вес агрегата. Чугунный котел больше по весу приблизительно на 17 %, поэтому цена за доставку и установку данного устройства будет значительно выше.
- Ударная прочность. Сталь пластичнее чугуна и потому риск, что металлический котел получит повреждения и трещины при погрузке или транспортировке в несколько раз ниже.
- Долговечность. Срок службы твердотопливного агрегата составляет 10–20 лет. Продолжительность эксплуатации зависит от выполнения рекомендаций производителя. На практике при правильном обслуживании любое устройство сможет работать намного дольше.
- Стоимость. У стальных агрегатов цена будет ниже, по сравнению с чугунными изделиями того же класса и мощности. Технология обработки листовой стали менее трудоемкая.
- Обслуживание. Чистить теплообменники у стальных котлов легче, чем приводить в порядок чугунные изделия.
Вы также можете сделать самодельный котел на твердом топливе.
Обзор популярных моделей и цен
Производители выпускают различные виды отопительных агрегатов, рассчитанные на определенную мощность, вследствие чего имеются некоторые ограничения на размер обогреваемой площади. Обзор популярных моделей и цен твердотопливного оборудования позволяет определить, какое изделие лучше установить в частном доме.
Candle 18 AREMIKAS
Топливом для данного агрегата служат торфяные брикеты или древесные опилки. В данном устройстве используется особый способ сжигания, при котором сгорает только 10–20 см нижнего слоя загрузки. Образующийся дым при помощи распределителя направляет горячий воздух в очаг горения.
При выборе любого режима работы котла КПД будет всегда высоким. Благодаря уникальной конструкции оборудования можно сэкономить топливо даже зимой.
Преимущества котла Candle 18 AREMIKAS :
- Стабильный и оптимальный режим работы. Минимальный — 7 часов, максимальный — 34 часа.
- Настройка температуры воды за счет регулятора тяги воздуха.
- Сгорает только 10–20-сантиметровый слой твердого топлива, поэтому при отключении циркуляции воды в контуре ее температура повыситься всего на 12–16 ºС.
- Удаление золы осуществляется 2–3 раза в месяц, так как она не мешает процессу горения.
- Компактный размер.
На российском рынке стоимость данного агрегата колеблется от 54 до 95 тыс. рублей и зависит от характеристик модели.
Цены на твердотопливные котлы AREMIKAS
Zota Mix 40
Для работы модели Zota Mix 40 отечественного производства в качестве основного вида топлива используются уголь и дрова, а резервными источниками служат газовое и жидкое. Для смены вида источника питания у пеллетного котла снимают дверцу зольника, а у газового открывают створку камеры сгорания и устанавливают горелку. Агрегат также может работать за счет электричества. В него можно установить ТЭНы из нержавеющей стали.
Водяная рубашка расположена по всему контуру котла, в том числе и под зольником. Конструкция позволяет бункеру охлаждаться и не подвергаться деформации, обеспечивает съем дополнительного тепла и улучшение циркулирования жидкости.
Достижению максимального показателя КПД способствует возможность котла поддерживать рабочее давление в 3 атм., что также гарантирует безопасную эксплуатацию отопительной системы. Допускается повышение уровня до 4 атм. на короткое время. Агрегат оснащен манометром для контроля за температурой и давлением воды, а также автоматическим тягорегулятором.
Основные характеристики:
- Способен обогреть площадь до 400 м2.
- Мощность котла — 40 кВт.
- Используемое топливо — твердое.
- По виду установки — напольный.
- Минимальный срок эксплуатации — 15 лет.
- Корпус топки стальной.
- Средняя цена — от 45 до 48 тыс. руб.
Технические характеристики ZOTA MIX:
| Наименование | ZOTA «Mix»-20 | ZOTA «Mix»-40 | ZOTA «Mix»-50 |
|---|---|---|---|
| Номинальная тепловая мощность, кВт | 20 | 40 | 50 |
| Вместимость водяной камеры, л | 50 | 120 | 140 |
| Давление атм. не больше | 3 | ||
| КПД, % | 80 | ||
| Топливо | уголь, дрова, газ, дизтопливо | ||
| Мощность ТЭНб, кВт | 3–9 | ||
| Размеры, мм | 475 х 415 х 1015 | 580 х 490 х 1265 | 680 х 490 х 1265 |
| Топка (глубина), мм | 300 | 400 | 500 |
| Дымоход, мм | 150 | 180 | 180 |
| Труба (высота), мм | 6000 | 9000 | 9000 |
| Вес, кг | 140 | 195 | 235 |
Цены на твердотопливные котлы ZOTA
Alpine Air Solidplus-4
Данная модель полностью независима от электричества. Котел можно устанавливать в частных домах и на дачах, которые расположены в местах, где отсутствуют линии электропередач. Срок службы данного агрегата составляет свыше 15 лет.
Плюсы и основные особенности ALPINE AIR Solidplus-4:
- Поставляется в готовом собранном виде с предоставлением гарантии.
- Имеется встроенный терморегулятор.
- Механическое управление.
- Высокая эффективность теплоотдачи.
- Долговечность конструктивных элементов.
- Предусмотрена защита от замерзания и перегрева.
- Компактные размеры.
- Температурный контроль.
- Высокий КПД. Минимальное количество вредных выбросов.
- Плавное регулирование мощности.
- Низкие тепловые потери.
- Работает по принципу трехпроходной циркуляции.
- Материал камеры — высококачественный чугун.
- Прослужит почти 50 лет при правильной эксплуатации.
- Универсальный дизайн.
- Устойчивость к процессу коррозии.
- Экономичная работа.
- Прост в обслуживании и управлении.
В продаже имеются модели, которые характеризуются разной мощностью, объемом камер сгорания и количеством секций, так что подобрать оптимальный вариант для частного дома возможно всегда.
Характеристики:
- Страна бренда — Турция.
- Тип установки — напольный.
- Мощность при использовании дров составит 25,5 кВт, угля — 17 кВт.
- Открытая камера сгорания. Количество секций — 4.
- Чугунный теплообменник.
- Габариты: 107 х 52 х 47 см.
- Гарантийный срок: 3 года.
- Цена: 45 150 руб.
Как сделать КПД высоким
Существует много методов увеличения КПД твердотопливного оборудования. Каждый из них помогает повысить этот параметр от 3 до 7 %.
Самые эффективные способы:
- Использование качественного топлива. По возможности необходимо использовать только сухое и качественное сырье для обогрева помещения.
- Регулярное очищение от золы. Если нет возможности приобрести дорогое качественное горючее, необходимо чаще прочищать дымоход.
- Проветривание помещения. Так как процесс горения происходит в средней части агрегата, то необходимо обеспечить стабильный приток свежего воздуха внутрь помещения, где будет располагаться оборудование.
- Уменьшение теплопотерь. Если жилое здание отдает тепло быстрее, чем нагревается, покупка более качественного топлива или даже нового котельного оборудования не даст желаемого результата. Поэтому необходимо утеплить жилое помещение, поставить новые окна из дерева или пластика, надежные двери.
- Установка вспомогательных устройств. Чтобы равномерно прогреть дом, необходимо использовать циркуляционный насос. Данный способ очень эффективен и помогает повысить КПД. Если старый агрегат не справляется с поставленной задачей по обогреву дома, то можно приобрести недорогой котел и установить его в каскад. Дополнительное оборудование можно будет использовать, когда старое в одиночку не сможет справляться с задачей обогрева. Насосы вило для отопления вы можете узнать по ссылке.
Видео
В данном видео рассказывается о лучшем твердотопливном котле Energy Wood.
