КПД и мощность твердотопливных котлов. Где вас обманывают?

Повышаем эффективность (КПД) твердотопливного котла

Отопительная техника, работающая на твердом топливе, представлена сегодня целой группой аппаратов. Каждый твердотопливный котел, выпускаемый сегодня отечественными и зарубежными компаниями-производителями – это совершенно новые, высокотехнологичные нагревательные приборы. Благодаря внедрению в конструкцию отопительных приборов технических новшеств и оснащения устройствами автоматического контроля, удалось значительно повысить КПД, оптимизировать работу твердотопливных котлов.

В нагревательных приборах этого вида используется традиционный принцип действия, аналогичный хорошо знакомому для нас варианту печного отопления. Основное действие обусловлено процессом генерации тепловой энергии выделяемой при сгорании в топке котла угля, кокса, дров и других топливных ресурсов с последующей передачей тепла теплоносителю.

Как и другие устройства, обеспечивающие выработку, передачу энергии, котельное оборудование имеет свой коэффициент полезного действия. Рассмотрим более детально, что собой представляет КПД агрегатов, работающих на твердом топливе. Постараемся найти ответы на вопросы, связанные с этими параметрами.

Что такое КПД отопительных приборов

Для любого нагревательного агрегата, в задачу которого входит обогрев внутреннего пространства жилых зданий и сооружений различного назначения, важным компонентом была, есть и остается эффективность работы. Параметром, определяющим эффективность твердотопливных котлов, является коэффициент полезного действия. КПД показывает отношение затраченной тепловой энергии, выдаваемой котлом в процессе горения твердого топлива к полезному теплу, которым снабжается вся система отопления.

Выражается это соотношение в процентах. Чем лучше работает котел, тем выше проценты. Среди современных твердотопливных котлов есть модели с высоким КПД, высокотехнологичные, эффективные и экономичные агрегаты.

Для справки: в качестве грубого примера, следует оценить тепловой эффект, получаемый при сидении возле костра. Выделяемая при горении дров тепловая энергия способна обогреть ограниченное вокруг костра пространство и предметы. Большая часть тепла от горящего костра (до 50-60%) уходит в атмосферу, ни давая никакой пользы, кроме эстетического содержания, в то время как соседние предметы и воздух получают ограниченное количество килокалорий. Коэффициент полезного действия у костра минимальный.

Коэффициент полезного действия отопительной техники сильно зависит от того, какой вид топлива используется и каковы конструктивные особенности устройства.

Отражаются на эффективности котлов так же условия эксплуатации и качество вентиляции. Слабая вентиляция становится причиной нехватки воздуха, необходимого для высокой интенсивности процесса сжигания топливной массы. От состояния дымохода зависит не только уровень комфорта во внутренних помещениях, но и КПД обогревательной техники, работоспособность всей системы отопления.

Сопроводительная документация на отопительный котел должна иметь заявленный производителем КПД оборудования. Соответствие реальных показателей заявленной информации достигается за счет правильного монтажа аппарата, обвязкой и последующей эксплуатацией.

Правила эксплуатации котельных устройств, соблюдение которых оказывает влияние на величину КПД

Любой вид отопительного агрегата имеет свои параметры оптимальной нагрузки, которая должна быть максимально полезной, с технологической и экономической точки зрения. Процесс эксплуатации твердотопливных котлов построен таким образом, что большую часть времени техника работает в оптимальном режиме. Обеспечить такую работу позволяет соблюдение правил эксплуатации отопительного оборудования, работающего на твердом топливе. В данном случае необходимо придерживаться и следовать следующим пунктам:

• необходимо соблюдать приемлемые режимы дутья и работы вытяжки;
• постоянный контроль над интенсивностью горения и полноты сгорания топлива;
• контролировать величину уноса и провала;
• оценка состояния нагреваемых в процессе горения топлива поверхностей;
• регулярная чистка котла.

Перечисленные пункты являются тем необходимым минимумом, которого нужно придерживаться во время эксплуатации котельного оборудования в отопительный сезон. Соблюдение простых и понятных правил позволит получить заявленный в характеристиках КПД автономного котла, улучшить работу твердотопливного котла.

Можно сказать о том, что каждая мелочь, каждый элемент конструкции нагревательного прибора сказывается на величине коэффициента полезного действия. Правильно сконструированный дымоход, система вентиляции обеспечивают оптимальный приток воздуха в топочную камеру, что существенно отражается на качестве горения топливного продукта. Работа вентиляции оценивается величиной коэффициента избытка воздуха. Чрезмерное увеличение объема поступающего воздуха приводит к перерасходу топлива. Тепло интенсивнее уходит через трубу вместе с продуктами горения. При уменьшении коэффициента работа котлов существенно ухудшается, высока вероятность возникновения в топке зон, ограниченных кислородом. При такой ситуации в топке начинает образовываться и скапливаться в больших количествах сажа.

Интенсивность и качество горения в твердотопливных котлах требуют постоянного контроля. Загрузка топочной камеры должна выполняться равномерно, не допуская очаговых возгораний.

На заметку: уголь или дрова равномерно распределяются по колосникам или по решетке. Горение должно проходить по всей поверхности слоя. Равномерно распределенное топливо быстро подсыхает и горит по всей поверхности, гарантируя полное выгорание твердых компонентов топливной массы до летучих продуктов горения. Если вы правильно заложили топливо в топку, пламя пи работе котлов будет ярко желтого, соломенного цвета.

Во время горения важно не допускать провалов топливного ресурса, иначе придется столкнуться с существенным механическими потерями (недожог) топлива. Если не контролировать положения топлива в топке, упавшие в зольный ящик крупные фрагменты угля или дров могут привести к несанкционированному возгоранию остатков продуктов топливной массы.

Сажа и смола, скопившаяся на поверхности теплообменника, уменьшают степень нагрева теплообменника. В результате всех перечисленных нарушений условий эксплуатации уменьшается полезный объем тепловой энергии, необходимой для нормальной работы системы отопления. Как следствие, можно говорить о резком снижении КПД отопительных котлов.

Факторы, от которых зависит КПД котлов

Котлы с высоким значением КПД на сегодняшний день представлены следующей отопительной техникой:

• агрегаты, работающие на угле и на другом твердом ископаемом топливе;
• пеллетные котлы;
• аппараты пиролизного типа.

КПД нагревательных приборов, в топку которых идет антрацит, каменный уголь и торфяные брикеты, составляет в среднем 70-80%. Значительно больший коэффициент полезного действия у пеллетных устройств – до 85%. Загружаемые гранулами, нагревательные котлы этого типа отличаются высокой эффективностью, выдаваемые во время горения топлива огромное количество тепловой энергии.

На заметку: одной загрузки вполне достаточно для работы аппарата на оптимальных режимах до 12-14 часов.

Абсолютный лидер среди твердотопливного отопительного оборудования – пиролизный котел. В этих приборах используется дрова или отходы древесины. КПД такой техники сегодня составляет 85% и более. Агрегаты так же относятся к высокоэффективным устройствам длительного горения, но при соблюдении необходимого условия — влажность топлива не должна превышать 20%.

Немаловажным для значения коэффициента полезного действия является тип материала, из которого изготовлен отопительный прибор. Сегодня на рынке представлены модели твердотопливных котлов, выполненных из стали и из чугуна.

Для справки: К первым относятся стальные изделия. Для снижения рыночной стоимости агрегата, компании – производители используют основные элементы конструкции, выполненные из стали. Например, теплообменник изготавливается из высокопрочной жароустойчивой черной стали толщиной 2-5 мм. Таким же образом изготавливаются нагревательные трубчатые элементы, используемые для нагрева основного контура.

Чем толще сталь, используемая в конструкции, тем выше теплообменные характеристики оборудования. Соответственно растет коэффициент полезного действия.

В аппаратах из стали увеличение КПД достигается за счет установки специальных внутренних перегородок в виде труб – ступеней основного потока и рассекателей дыма. Меры вынужденные и частичные, позволяющие незначительно повысить эффективность основного устройства. Среди моделей стальных твердотопливных котлов редко можно встретить приборы, имеющие КПД выше 75%. Сроки эксплуатации таких изделий составляют 10-15 лет.

Зарубежные компании с целью повышения КПД стальных отопительных котлов используют в своих моделях процесс нижнего сжигания, с 2-мя или с 3-мя тяговыми потоками. В конструкции изделий предусмотрена установка трубчатых нагревательных элементов для улучшения теплообмена. Подобная техника имеет КПД в пределах 75-80%, и прослужить может дольше, в 1,5 раза.

В отличие от стальных агрегатов, большей эффективностью обладают чугунные твердотопливные аппараты.

В конструкции чугунных агрегатов используются теплообменники, изготовленные из чугунного сплава особой марки, обладающего высокой теплоотдачей. Такие котлы чаще всего используются для открытых отопительных систем отопления. Изделия дополнительно оснащаются колосниками, благодаря которым осуществляется интенсивный отбор тепловой энергии непосредственно от горящего топлива, размещенного на колосниках.

КПД у таких нагревательных приборов составляет 80%. Следует учитывать огромные по времени сроки эксплуатации чугунных котлов. Срок работоспособности у подобной техники составляет 30-40 лет.

Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе

Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования. Технологичные параметры нагревательных приборов, заложенные производителем, со временем теряют свои номинальные значения, поэтому для повышения эффективности котельного техники изыскиваются различные способы и средства.

Рассмотрим один из наиболее эффектных вариантов, установка дополнительного теплообменника. В задачу новой оснастки входит снятие тепловой энергии с летучих продуктов горения.

На видео можно увидеть, как сделать самостоятельно экономайзер (теплообменник)

Для этого нам предварительно необходимо узнать какова температура дыма на выходе. Изменить ее можно при помощи мультиметра, который помещается непосредственно в середину дымохода. Данные о том, сколько можно получить дополнительного тепла от улетучивающихся продуктов горения необходимы для расчета площади дополнительного теплообменника. Делаем следующие действия:

• отправляем в топку дрова определенного количества;
• засекаем за сколько времени прогорит определенное количество дров.

К примеру: дрова, в количестве 14.2 кг. горят 3,5 часа. Температура дыма на выходе из котла составляет 460 0 С.

За 1 час у нас сгорело: 14,2/3,5 = 4,05 кг. дров.

Для расчета количества дыма используем общепринятое значение — 1 кг. дров = 5,7 кг. дымовых газов. Далее умножаем количество сгоревших за один час дров на количество дыма, получаемое при сгорании 1 кг. дров. В итоге: 4,05 х 5,7 = 23,08 кг. летучих продуктов горения. Эта цифра и станет отправной точкой для последующих расчетов количества тепловой энергии, которую можно использовать дополнительно для нагрева второго теплообменника.

Зная значение теплоемкости летучих горячих газов, как 1,1 кДж/кг., делаем дальнейший расчет мощности теплового потока, если мы хотим снизить температуру дыма с 460 0 С до 160 градусов.

Q = 23,08 х 1,1 (460-160) = 8124 кДж тепловой энергии.

В итоге получаем точное значение дополнительной мощности, которую обеспечивают летучие продукты горения: q = 8124/3600 = 2,25 кВт, цифра большая, которая может оказать существенное влияние на повышение эффективности отопительного оборудования. Зная о том, сколько энергии уходит впустую, желание оснастить котел дополнительным теплообменником вполне оправдано. За счет притока дополнительной тепловой энергии для работы по нагреву теплоносителя, повышается не только эффективность всей системы отопления, но и сам КПД отопительного агрегата растет.

Выводы

Несмотря на обилие моделей современной отопительной техники, твердотопливные котлы продолжают оставаться одним из эффективных и доступных видом нагревательного оборудования. В сравнении с электрическими котлами, которые имеют КПД до 90%, агрегаты на твердом топливе обладают высоким экономическим эффектом. Увеличение коэффициента полезного действия на новых моделях, позволило этому виду котельного оборудования вплотную приблизиться к электрическим и газовым котлам.

Современные аппараты на твердом топливе способны не только работать длительное время, используя доступное по цене природные топливные ресурсы, но и обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

Как выбрать твердотопливный котел с высоким КПД: обзор моделей и цен

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

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:

1. Топка или камера сгорания. В нее закладываются дрова и затем сжигаются. За счет этого образуется тепло.
2. 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:

1. Стальные. Такие агрегаты достаточно легкие, простые в установке и стоят недорого. Однако срок их эксплуатации составляет около 10 лет. Ремонту не подлежат.
2. 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 %

• 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:

1. Выбирать только оптимальные режимы дутья и функционирования вытяжки.
2. Контролировать интенсивность горения и полноту сжигания топлива.
3. Постоянно следить за величиной уноса и провала.
4. Оценивать состояние поверхностей, которые нагреваются при горении топлива.
5. 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:

1. 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.
2. Габариты. Чугунное оборудование при той же мощности, что и стальное, будет более компактным, потребует для установки в среднем на 19 % меньше свободного пространства.
3. 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.
4. Вес агрегата. Чугунный котел больше по весу приблизительно на 17 %, поэтому цена за доставку и установку данного устройства будет значительно выше.
5. Ударная прочность. Сталь пластичнее чугуна и потому риск, что металлический котел получит повреждения и трещины при погрузке или транспортировке в несколько раз ниже.
6. 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.
7. Стоимость. У стальных агрегатов цена будет ниже, по сравнению с чугунными изделиями того же класса и мощности. Технология обработки листовой стали менее трудоемкая.
8. Обслуживание. Чистить теплообменники у стальных котлов легче, чем приводить в порядок чугунные изделия.

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 :

1. Стабильный и оптимальный режим работы. Минимальный — 7 часов, максимальный — 34 часа.
2. Настройка температуры воды за счет регулятора тяги воздуха.
3. Сгорает только 10–20-сантиметровый слой твердого топлива, поэтому при отключении циркуляции воды в контуре ее температура повыситься всего на 12–16 ºС.
4. Удаление золы осуществляется 2–3 раза в месяц, так как она не мешает процессу горения.
5. 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.

1. Способен обогреть площадь до 400 м 2 .
2. Мощность котла — 40 кВт.
3. Используемое топливо — твердое.
4. По виду установки — напольный.
5. Минимальный срок эксплуатации — 15 лет.
6. Корпус топки стальной.
7. Средняя цена — от 45 до 48 тыс. руб.

Технические характеристики ZOTA MIX:

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:

1. Поставляется в готовом собранном виде с предоставлением гарантии.
2. Имеется встроенный терморегулятор.
3. Механическое управление.
4. Высокая эффективность теплоотдачи.
5. Долговечность конструктивных элементов.
6. Предусмотрена защита от замерзания и перегрева.
7. Компактные размеры.
8. Температурный контроль.
9. Высокий КПД. Минимальное количество вредных выбросов.
10. Плавное регулирование мощности.
11. Низкие тепловые потери.
12. Работает по принципу трехпроходной циркуляции.
13. Материал камеры — высококачественный чугун.
14. Прослужит почти 50 лет при правильной эксплуатации.
15. Универсальный дизайн.
16. Устойчивость к процессу коррозии.
17. Экономичная работа.
18. 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.

1. Страна бренда — Турция.
2. Тип установки — напольный.
3. Мощность при использовании дров составит 25,5 кВт, угля — 17 кВт.
4. Открытая камера сгорания. Количество секций — 4.
5. Чугунный теплообменник.
6. Габариты: 107 х 52 х 47 см.
7. Гарантийный срок: 3 года.
8. 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:

1. Использование качественного топлива. По возможности необходимо использовать только сухое и качественное сырье для обогрева помещения.
2. Регулярное очищение от золы. Если нет возможности приобрести дорогое качественное горючее, необходимо чаще прочищать дымоход.
3. Проветривание помещения. Так как процесс горения происходит в средней части агрегата, то необходимо обеспечить стабильный приток свежего воздуха внутрь помещения, где будет располагаться оборудование.
4. 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.
5. 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.

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 31.12.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Что скрывают производители твердотопливных котлов

Очень интересная и познавательная статья, хотя и не наша. Некоторые технические моменты раскрыты не полностью, однако следует принять во внимание, что материал подготовлен потребителем и для потребителей.

С приходом европейских перемен, в нашу страну постепенно начали приходить и европейские цены на теплоносители. Дальновидные хозяева загородных домов стали поглядывать в сторону твердотопливных котлов взамен газовых, которые уже с этой осени обещают стать просто золотыми с такими ценами на газ. И рынок резко перенасытился. У меня такое ощущение, что твердотопливные котлы сейчас не продает только ленивый. Их стало так много, что от количества производителей голова кругом идет, а уж про названия моделей я вообще молчу.

Эта тема для меня стала реально актуальной, поскольку сам являюсь владельцем небольшого загородного дома в 170 квадратов, где собственно и живу. Как человек практичный, я для начала решил подробно все разузнать и промониторить. С присущей мне скрупулёзностью и манией к сравнению полученной из разных источников информации, я принялся за дело. Результат вы можете лицезреть ниже. Положа руку на печень при воспоминаниях о выпитом с бригадой монтажников могу со всей ответственностью поклясться и заявить, что вся ниже приведенная информация является правдивой и достоверной так как полностью основана либо на личных наблюдениях, либо на научном анализе данных заявленных производителями либо же на авторитетных консультациях все той же монтажной бригады.

Все что мне удалось выяснить дальше по пунктам:

Твердотопливные котлы на самом деле бывают только черырех видов. Классические, Пиролизные, Котлы верхнего горения и Пелетные

Классический – это котел, пламя в котором горит снизу в верх, как в обычном костре. В каком бы месте камеры сгорания не производился розжиг через незначительное время вся закладка будет одновременно пылать, полностью. Мощность самого пламени обязательно чем ни будь регулируется иначе это была бы банальная буржуйка. Стандартный метод регулирования это управление подачей воздуха. Для тех кто не понимает о чем речь, поясню: чем больше в пламя попадает кислорода, тем ярче оно горит. Кузнечные меха, помните? Там за счет принудительной подачи воздуха температура на углях поднимается до температуры при которой черный металл становится мягким, к стати это примерно 700 -1200 градусов. В твердотопливных котлах используется тот же метод но в обратную сторону. Пламя просто «душат», лишают кислорода и таким образом регулируют мощность вплоть до тления. Естественно это влияет на температуру воды, которую этот котел нагревает.

Пиролизный – это котел в котором топливо, дрова, уголь и т.д и горючие вещества которые выходят из него при тлении или горении сжигаются отдельно. По сути это две камеры. В одной топливо понемногу тлеет выделяя газ, а в другой с помощью нагнетателя воздуха горит уже сам газ нагревая воду. Для справки: у немцев во время второй мировой войны были автомобили на пиролизных котлах, такой себе микропаровоз. Дров набросал и поехал.

Есть правда, у этого котла одна ну очень интересная особенность. Для правильной работы, точнее для работы вообще ему нужны очень, очень сухие дрова, на сырых он работать не хочет. А если нет зимой сухих дров. Где ж их взять.

Пелетный — это котел в котором используется только один вид топлива — пелеты (в некоторых котлах есть возможность использовать и обычные дрова). Пелеты подаются в камеру сгорания специальным механизмом из бункера, а сам процесс горения происходит в круглой горелке куда принудительно нагнетается воздух.

К плюсам такого твердотопливного котла можно отнести сравнительно долгое время горения между загрузками, ограниченное только размерами бункера. Кроме того пелеты не дрова, они упакованы производителями в мешки, ни щепок ни грязи, в топочной всегда чисто.

Минусом пелетных котлов является высокая цена самого котла и стоимость пелет — они стоят дороже чем дрова. Так же важным моментом является требование к качеству пелет. Хорошего топлива, спрессованного их пород твердого дерева у Украине мало, в основном это сосна, а это значит, что расход пелет будет выше.

Котел верхнего горения – это котел в котором топливо сжигается сверху вниз. Принцип достаточно простой – воздух подается только в верхний слой загрузочной камеры поэтому сжигание происходит слоями по 10 -15 см. Как только слой сгорел специальное приспособление для подачи воздуха (телескоп) опускается ниже и процесс горения продолжается в следующем слое. Так до самого низу. С принципом разобрались, теперь о недостатках и том, о чем недоговаривают производители. Пардон это же называется маркетинг.

Самая неудобная вещь в твердотопливном котле, это то, что он требует постоянного внимания, его нужно постоянно загружать топливом и убирать золу. И если вы не можете позволить себе нанять кочегара то придется самому этим заниматься. Прекрасно это понимая производители как только могут пытаются увеличить время между загрузками.

Тренд сезона – фраза «котел длительного горения» сейчас пишут где только могут. Правда в основном мелкие, частные производители.

Хотя на самом деле эта фраза применима лишь к одному виду котлов – это котел верхнего горения . Эти котлы действительно горят дольше других при одинаковом весе загрузки. Основной признак это подача воздуха – если же воздух подается снизу посредством открытия заслонки это не котел длительного горения и продавец вам нагло врет.

Время горения классических котлов увеличивают переделывая их под пелетные с помощью шнека — механизма автоматической подачи пелет, В этом случае действительно длительность горения котла на одной загрузке зависит только от размеров бункера в котором находятся пелеты. Однако есть моменты: во-первых это сильно увеличивает стоимость самого твердотопливного котла, а во-вторых пелеты существенно дороже дров. Иногда в заводских пелетных котлах есть камера сгорания для дров, но она как правило маленькая и не удобная.

Еще один важный момент, который влияет на продолжительность горения это мощность которую выдает котел. Мощность и скорость сгорания – это взаимосвязанные понятия. Обратите внимание, как пишут производители: Мощность до 20 квт., продолжительность горения до 30 часов. Вы видите, то что вам нравится и покупаете, хотя на самом деле для того чтобы котел выдал 20 квт он должен гореть на максимуме, а значит ни о каких 30 часах до следующей загрузки и речи быть не может. Полная загрузка котла верхнего горения (любое топливо кроме угля) в таком режиме сгорит часов за 6, ну максим 7, если плотно загрузите камеру и пересыпете тырсой или щепой. Классический котел будет радовать Вас не более трех часов.

Растянуть время сгорания конечно можно. И как сказал бригадир монтажников котел действительно может гореть до 30 часов, но нагреть воду до температуры 60 – 65 градусов он точно не сможет. Зачем вам еле теплые батареи??

Но как говориться упрекнуть в мошенничестве производителя мы не можем, поскольку все написанное правда. Котел может выдавать 20 квт.? – может! Котел может гореть 30 часов? – может! Фразу, где две эти характеристики взаимосвязаны вы не найдете ни в одном описании котла. Маркетинг…

Со слов тех же монтажников – тут нужно поймать баланс. Котел нужно подбирать так, что бы он работал на 70 – 80% от своей полной мощности, тогда и батареи будут теплыми и конденсата с кислотой не будет (от низкой температуры в топке, ниже 50 градусов, котлы этого не любят) и гореть он будет максимально долго.

На длительность горения влияет и способ подачи воздуха. Правильный котел должен работать на автоматике, которая сама следит за температурой включая и выключая вентилятор тогда, когда нужно. Но многие производители об этом умалчивают и продают такую автоматику как дополнительную опцию, хотя на фотографиях товара котлы в полном обмундировании. А то что это тюнинг и за него надо платить отдельно вы узнаете когда получите оплаченный котел.

Следующий параметр на который нужно обратить внимание это материал топки. Самые распространенные это чугун и сталь. Сразу скажу про уникалов, которые пишут, что их котлы изготовлены из котловой стали. Это не правда. Котловая сталь вещь крайне дорогая и изготавливается небольшими партиями и исключительно под заказ для изготовления промышленных котлов высокого давления. По крайней мере в Украине. Согласно действующего пока ГОСТ 5520-79 котловая сталь — это марки 12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К , — попробуйте купить?! В нашей стране это не возможно. И это я молчу о ее стоимости, она как вы понимает в разы выше чем у обычной. Так, что бытовой котел с топкой из котловой стали это то же самое, что раскладушка из титана. Не верьте.

Толщина стали из которой выполнена топка не должна быть менее чем 4 мм, а лучше 5. Тогда такой котел можно топить углем и служить он будет долго. Все что ниже 4 мм – это тонко, даже для дерева. Тонкий метал при высокой температуре легко деформируется. Если у вас просто буржуйка, то и черт с ней, пусть деформируется, а вот если у вас в котле есть теплообменник могут быть проблемы. От деформации может быть прорыв и тогда котел выйдет из строя, точнее его зальет водой или тем, что у вас в системе отопления. Отсюда вывод – хороший котел не может быть легким. Толстая сталь много весит. На счет чугуна вы сами понимаете. Достаточно вспомнить вес чугунных батарей.

Котлы с чугунными топками можно смело топить всем, включая уголь любой марки. Жаль, что не бывает котлов длительного (верхнего) горения с чугунными топками.

Теперь о циркуляции воды. Это очень важно. Если циркуляция воды прекращается (к примеру из за перебоев с электроэнергией) то для вашего котла наступают смутные времена, его может «сложить». Сейчас объясню. Как вы думаете, что будет если в чайнике полном воды герметично запаять все отверстия — носик и крышку (Если вы представили себе пластмассовый электрочайник – вы ошиблись. Представьте себе другой – железный.), а затем поставить его на плиту поставив мощность конфорки на максимум? Да его разорвет. Как хомячка капля никотина. То же самое происходит и с котлом. Теплоотдачи нет значит пар будет расширять водяную рубашку до необходимых ему размеров. До тех пор пока будет возможность металл будет сдерживать натиск. Как только у него закончится запас прочности водная рубашка будет самым наглым образом будет расширена, по пути наименьшего сопротивления, естественно — это физика. Согнуть метал легче чем разорвать, поэтому при аварийном расширении водяной рубашки камера сгорания складывается к себе во внутрь, освобождая таким образом объем для пара. При таком хлопке герметичность, как правило нарушается и котел гаснет. Такая вот суицидальная система безопасности.

У котлов с чугунными топками и теплообменниками все на оборот. Такие котлы выживают, если хороший производитель, если нет то их разрывает наружу (реально может разнести пол дома) ну или рвет в других местах. Если система была собрана правильно, то сработает подрывной клапан и сначала вся ваша топочная будет помыта кипятком, а потом котел и ближайшая к нему обвязка раскаляться до красна. Если же вы, не дай бог, экономили на безопасности и не установили подрывной клапан то разорвет или сам котел или на магистрали – в стене, в радиаторе, где угодно.

Но не пугайтесь, существуют системы безопасности, которые предотвращают подобное. Самая распространенная это большой бак с холодной водой выше котла, при срабатывании температурного клапана открывается доступ кипятка в теплообменник где он и охлаждается. Или бывают еще круче: в самой водной рубашке котла проложена медная магистраль, по которой в случае перегрева поступает холодная вода из такого же бака. Но самый простой способ – это источник бесперебойного питания. Покупать нужно такой, который бы тянул циркуляционный насос столько же, сколько может гореть ваш котел при полной загрузке. И все будет хорошо.

Ну и естественно установка и обслуживание котла. Как оказывается правильно его поставить сложно. Самостоятельно – почти не реально. Нужно грамотно врезаться в систему, есть какие-то фокусы с гидрострелкой и подмесом холодной воды иначе на полу вашей котельной постоянно будет большая вонючая коричневая лужа конденсата. А еще нужно правильно собрать дымоходную трубу, которая просто обязана быть оборудована ревизией для чистки иначе рано или поздно – или тяга пропадет от сажи или эта сажа загорится и спалит вам дом. Тут, плавно переходим к вопросу обслуживания.

За твердотопливным котлом, что бы он работал как надо, нужно ухаживать. Раз в две три недели его нужно чистить от нагара, а дымоходную трубу от сажи. То еще занятие скажу я вам. Хотя с другой стороны вы понимаете, что что то в вас постоянно нуждается… Кроме жены… И то же регулярно…

Вот и получается, что не смотря на всю свою экономичность, в комплекте идет ежедневная привязанность к новому твердотопливному члену семьи, причем у многих почти сексуального характера.

А напоследок о стоимости проекта. Стоимость установки, обвязки, запуска и необходимых для этого материалов и комплектующих примерно равна стоимости самого котла, и это если повезет с бригадой монтажников. Так, что думайте.

Что такое КПД бытовых отопительных котлов, как он рассчитывается и от чего зависит

КПД (коэффициент полезного действия) отопительного котла – это соотношение объема потребляемого топлива к объему выделяемого тепла. КПД даже наиболее эффективных современных моделей водогрейных котлов не может быть 100% в виду теплопотерь внутри котла, недостаточной теплопроводности металлов или несовершенства принципа работы. Кроме того, эффективность одной и той же модели газового котла зависит и от нагрузки: указанный в паспорте КПД является реальным не во всем диапазоне теплопроизводительности.

В статье мы разберем как правильно считать КПД, от чего он зависит и как увеличить эффективность уже приобретенного котла своими силами.

Читайте в статье

КПД-брутто и КПД-нетто

Не всё выработанное при сгорании топлива тепло направляется на нагрев теплоносителя, определенная часть расходуется на собственные нужды котлоагрегата: турбина, вентилятор или дымосос, циркуляционный насос, работа автоматики и электронного дисплея, работа электропривода (как вы уже поняли, в расчете используются все виды получаемой энергии, в том числе и электроэнергия, если котел энергозависимый).

С учетом этого принято разделять эффективность котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и отпущенной теплоте (КПД-нетто).

Такая классификация позволяет выделить степень технического совершенства котла – КПД-брутто или экономичность расхода топлива и электроэнергии – КПД-нетто.

Как рассчитать КПД котла отопления

Рассчитать значения можно несколькими способами. В европейских странах расчет КПД котла отопления принято производить по температуре отходящих газов (метод прямого баланса), то есть зная разницу между температурой окружающей среды и реальной температурой отходящих через дымоход газов. Формула довольно проста:

η бр = (Q_i r /Q1) 100%, где

• η бр (читается «эта») – КПД котла «брутто»;
• Q_i r (МДж/кг) – общее количество тепла, выделяемое при сжигании топлива;
• Q1 (МДж/кг) – к-во тепла, которое удалось аккумулировать, т.е. использовать в целях обогрева дома.

Например, если Q1 = 22 МДж/кг, Q_i r = 19 МДж/кг, то КПД «брутто» = (19/22)*100 = 86,3%. Все замеры проводятся при уже установившемся, стандартном режиме работы котла.

Метод прямого баланса не учитывает теплопотери самого котлоагрегата, недожог топлива, отклонения в работе и прочие особенности, поэтому был придуман принципиально другой, более точный способ расчета – «метод обратного баланса». Используется уравнение:

η бр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), где

• q2 – потери тепла с уходящими газами;
• q3 – потери тепла вследствие химического недожога горючих газов (применимо к газовым котлам);
• q4 – потери тепловой энергии с механическим недожогом;
• q5 – теплопотери от наружного охлаждения (через тепплообменник и корпус);
• q6 – потери тепла с физическим теплом шлаков, удаляемых из топки.

КПД «нетто» котла отопления согласно методу обратного баланса:

η нетто = η бр — Q с.н , где

• Qс.н – общий расход тепловой и электрической энергии на собственные нужды в % выражении.

Реальный КПД практически всегда будет отличаться от заявленного производителем, поскольку зависит от правильности монтажа котла и отопительной системы, системы дымоудаления, качества электроснабжения и т.д. Измеряется он, соответственно, уже на месте.

От чего зависит тепловая эффективность котлоагрегатов

Коэффициент полезного действия отопительных котлов равен не при любой мощности, существует пропорциональная зависимость от нагрузки: увеличение тепловой нагрузки (к-ва сжигаемого топлива) увеличивает и теплопотери через корпус или дымоход. Так же точно эксплуатация на минимальной мощности не всегда обеспечивает полноценное сгорание топлива, что приводит к снижению КПД.

Например, в сервисной инструкции к газовым котлам Protherm Волк KSO мощностью 12,5 кВт и 16,0 кВт указано, что при работе на максимальной мощности (12,8 кВт и 16,3 кВт соответственно) КПД равен 92,5 %, в то время как при работе с минимальной нагрузкой (4,5 кВт и 5,8 кВт) – снизится и составит всего 78,4 %.

Это одна из основных причин, почему стоит осознанно подходить к выбору мощности котлоагрегата. Наиболее оптимальная работа в большинстве моделей достигается при нагрузке в диапазоне 60-90% от максимальной мощности.

В остальном коэффициент полезного действия зависит исключительно от технологического совершенства модели, направленного на снижение вышеописанных q2-6 (снижение температуры отходящих газов, эффективное сжигание топлива, модулируемые горелки, теплоизоляция и т.д.), а также от качества обслуживания и эксплуатации котлоагрегата. Чистота теплоносителя, регулярная чистка и промывка – все это со временем серьезно влияет на КПД.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Значения современных котлов в зависимости от вида топлива

Фото	Вид котла в зависимости от сжигаемого топлива	Средний КПД, %
	Газовые
	— Конвекционные	87-94
	— Конденсационные	104-116 *
	Твердотопливные
	— Дровяные	75-87
	— Угольные	80-88
	— Пеллетные	80-92
	Жидкотопливные
	— На дизельном топливе	86-91
	— На мазуте	85-88
	Электрические ТЭНовые	99-99,5

* С точки зрения физики КПД не может превышать 100%: больше тепловой энергии, чем выделяется при сжигании топлива получить невозможно. Однако все зависит от того, как считать. Есть два определения:

• низшая теплота сгорания – тепло, полученное при сгорании топлива, когда продукты сгорания просто удаляются через дымоход;
• высшая теплота сгорания – теплота с учетом в том числе и энергии, содержащиеся в водяном паре – одном из продуктов сгорания горючих газов.

Газовые конденсационные котлы дополнительно аккумулируют и тепловую энергию конденсата, образующегося из продуктов сгорания газа и оседающего на дополнительном теплообменнике. Таким образом, существенная часть тепла не «вылетает в трубу», а температура отходящих газов практически равна атмосферной.

Согласно действующим нормам, как в России, так и в Европе, КПД отопительных котлов рассчитывается по низшей удельной теплоте сгорания, поэтому учет дополнительного тепла, извлекаемого из конденсата, приводит к значениям более 100%. При расчете по высшей теплоте сгорания КПД конденсационных газовых котлов равен 96-98% в зависимости от модели и типа монтажа: у настенных котлов КПД обычно выше, чем у напольных (это относится ко всем газовым котлоагрегатам).

Также из таблицы можно заметить, что средний КПД твердотопливных котлов также отличается в зависимости от используемого топлива, связанно это со степень сжигания топлива, его теплоотдачей, температурой горения и теплопотерями с физическим теплом шлаков, удаляемых из топочной камеры. Даже один и тот же твердотопливный котел может выдавать разный КПД при работе на разных видах топлива.

Как увеличить КПД газового котла

Повысить эффективность сжигания топлива вмешательством в техническое устройство котла практически невозможно, тот же слой теплоизоляции установить не получится в виду банальной непредусмотренности производителем места под него. Кроме того, делать это своими руками запрещено. Тем не менее есть способы увеличить КПД газового котла, особенно, если это несовершенная модель старого образца:

1. Готовый экономайзер для дымохода – заменяет определенный отрезок дымохода и предназначен для аккумуляции тепла отходящих через дымоход газов (некая имитация конденсационных котлов). Однако нужно точно посчитать параметры экономайзера и требования к дымоходу, чтобы сохранить необходимую тягу и предотвратить обратную тягу, например, при сильном ветре. Цена вопроса – 1 700-2 500 руб. Сэндвич-сетка экономайзер для трубы дымохода.
2. Самодельный экономайзер – практически идентичный с вышеописанными готовыми изделиями. Как сделать эффективный экономайзер мы уже описывали в одной из предыдущих статей .
3. Чистка котла и промывка теплообменника – это регулярные меры обслуживания, бессмысленные для новых котлоагрегатов, но крайне эффективные для эксплуатируемых хотя бы несколько сезонов. Дело в том, что во время эксплуатации внутри теплообменника образуются накипь и прочие солевые отложения, забиваются внешние ребра теплообменника, горелки и запальник. Все это приводит к увеличению расхода газа, снижению теплопроизводительности, соответственно, снижению КПД (часто до 20-30%). Как и насколько часто необходимо чистить газовый котел мы также уже разбирали ранее .
4. Газовый фильтр – устанавливается он перед запорной арматурой газовой магистрали и предназначен для очистки газа от мусора и примесей, иногда встречающихся в составе. Это не только способствует снижению сажеобразования, но и, повышая качество топлива, незначительно снижает теплопотери при недожоге.

Остальные же методы заключаются в правильных пуско-наладочных работах, которые проводятся единожды, при первом запуске котла, исключительно специалистами. При правильной изначальной настройке обеспечивается КПД, гарантируемый производителем. Важно понимать, что повысить этот показатель вмешательством в техническое устройство самого котла невозможно, и уж тем более – не безопасно.

15 лучших твердотопливных котлов различного типа

Если вы затрудняетесь в выборе твердотопливного котла для вашего коттеджа или дачи, то прочтение данной статьи облегчит вашу задачу. Представленный материал содержит краткую информацию о принципе действия такого оборудования, перечисляет лучших на наш взгляд производителей и самые надежные модели.

Подборка товаров осуществлена на основе отзывов, мнений и оценок пользователей, размещенных на различных ресурсах в сети интернет. Вся информация взята из открытых источников. Мы не сотрудничаем с производителями и торговыми марками и не призываем к покупке тех или иных изделий. Статья носит информационный характер.

Какой твердотопливный котел лучше купить

На современном рынке представлено множество различных типов твердотопливных котлов. Каждый тип оборудования обладает своими техническими особенностями и эффективностью. Чтобы облегчить процесс выбора твердотопливного котла нужно иметь четкое представление о каждом типе этого оборудования.

Твердотопливные котлы естественного горения

Этот вид котлов отличается простотой конструкции и доступной стоимостью.

Для работы ему подходит любой вид твердого топлива:

Каменный уголь.

Торфяные брикеты.

Дрова.

Отходы предприятий деревообработки.

Пеллеты.

Лучшие энергетические показатели достигаются при работе на каменном угле, обладающем высокой теплотворной способностью. Горение осуществляется за счет естественной подачи в топку наружного воздуха. Современные модели оснащаются терморегуляторами, изменяющими положение заслонки на входе в камеру сгорания. В процессе эксплуатации требуется регулярно добавлять топливо, удалять золу и периодически чистить дымоход от сажи.

Очевидные преимущества таких котлов:

• легкость монтажа;
• доступность топлива;
• отсутствие зависимости от внешних сетей (электрической и газовой).

Твердотопливный котел естественного горения в разрезе.

Твердотопливные котлы длительного горения

Такие аппараты представляют собой следующий шаг в развитии котельного оборудования. У них усовершенствованная форма топки, принудительная подача воздуха, интеллектуальная система регулирования. Заложенные в блок управления программы дают возможность до 24 часов увеличить длительность горения единичной закладки дров, что очень удобно для жильцов. Взаимосвязь работы воздуходувки и циркуляционного насоса с поправкой на температурные показатели позволяет добиться оптимального режима обогрева здания.

Особенностью данных котлов является то, что дрова в них не горят одновременно во всем объеме топки. Область интенсивного окисления постепенно смещается из одного конца камеры сгорания в другой.

Достоинства такого оборудования:

• регулируемый процесс горения с увеличенной продолжительностью обогрева;
• экономичный расход топлива;
• упрощенное обслуживание;
• минимальное образование сажи.

Твердотопливный котел длительного горения в разрезе.

Пиролизные котлы

Нормальная работа котлов этого класса происходит в режиме высокотемпературной генерации горючих газов. В технике данный процесс называется пиролизом. В качестве топлива обычно используется древесина, представляющая собой с точки зрения химика сложную смесь высокомолекулярных соединений. Под действием высоких температур при недостатке кислорода они расщепляются до простейших газов, которые сгорают с выделением основного количества тепла.

Топка такого котла обычно разделяется на два отсека. В основной камере дрова тлеют, интенсивно выделяя горючие газы. Поступая в зону дожига, они смешиваются с вторичным воздухом и полностью догорают. Температура этой стадии достигает 1200 о С, что гарантирует отсутствие вредных выбросов в отходящей смеси.

Образовавшееся в обеих камерах тепло генерируется водяным теплообменником, связанным с теплофикационным контуром здания. Благодаря полноте сгорания топлива и регулируемой подаче воздуха, такие котлы демонстрируют максимально возможную энергетическую эффективность. К недостаткам следует отнести повышенную требовательность к качеству загружаемых дров, относительная влажность которых в большинстве случаев не должна превышать 16%.

Достоинства подобного оборудования:

• высокая экономичность;
• удлинение периода обогрева на одной закладке топлива;
• высокий уровень автоматизации;
• минимум несгоревших отходов.

Пиролизный котел в разрезе.

Пеллетные котлы

Пеллетные котлы работают на специально подготовленном твердом топливе. Пеллеты представляют собой гранулы, изготовленные из отходов производства: древесных опилок, остатков сельскохозяйственных растений, торфа. Они отличаются удобной формой, низкой влажностью и высокой теплотворной способностью.

Котлы этой категории почти не требуют в процессе поддержания огня участия человека. Бывает достаточно один раз в течение недели засыпать гранулы в бункер. Все остальное сделает автоматика.

При условии доступности пеллет преимущества такого оборудования неоспоримы:

• экономичность эксплуатации;
• простота управления и минимальное техническое обслуживание;
• высокий уровень автоматизации;
• экологическая безопасность.

Пеллетный котел в разрезе.

Теплообменник — сталь или чугун

От материала и конструкции теплообменного аппарата во многом зависит надежность и эффективность работы отопительной системы. Исторически сложилось, что с твердотопливными котлами поставляются теплообменники двух основных типов.

Чугунные теплообменники

Чугунные теплообменники имеют секционное строение. Основные их преимущества:

• удобство транспортировки и ремонта;
• устойчивость к химической коррозии;
• способность к работе при высоких температурах;
• высокая теплопроводность;
• приемлемая стоимость.

Но не стоит забывать и о недостатках. В их числе:

• высокая вероятность разрушения при резком перепаде температуры, что нередко случается при подаче холодной воды в раскаленный аппарат;
• разогреваются такие котлы несколько дольше, зато и тепло сохраняют в течение более продолжительного времени.

Стальные теплообменники

Стальные теплообменники почти всегда изготавливаются в качестве единого блока с котлом. Сталь является более пластичным материалом и не боится перепадов температур, но при интенсивной и неаккуратной эксплуатации в районе сварных швов могут образовываться зоны термической усталости с последующим появлением трещин. В отличие от чугунного теплообменника, конструкция которого позволяет замену отбракованной секции, качественный ремонт стального блока возможен лишь в заводских условиях с применением сварки и термообработки.

Стальной теплообменник твердотопливного котла.

Что надо знать о мощности

Мощность котла – основная его характеристика. Она показывает, какое количество тепловой энергии он способен выработать в единицу времени. Данный показатель напрямую зависит от вида используемого топлива, размеров и конструктивных особенностей оборудования. Он закладывается еще на стадии проектирования и подтверждается многочисленными испытаниями готового образца. Бытовые твердотопливные котлы могут достигать мощности в несколько десятков кВт.

Надо помнить, что большинство твердотопливных котлов приспособлены к работе на разном виде топлива. Производитель обычно указывает максимальные характеристики, достигаемые при идеальных условиях. При переходе с использования угля на сырую древесину потеря мощности может достигать 25-30%.

Советы по выбору котла

Будущий владелец твердотопливного котла еще до покупки должен твердо знать следующее:

1. Какой вид топлива наиболее просто и экономически выгодно будет приобретать в местности проживания. Это может быть каменный уголь, торф, дрова, органические брикеты или пеллеты.

2. Определиться с необходимой мощностью оборудования, работающего на отопление здания. В общем случае для обогрева каждых 10 квадратных метров площади хорошо утепленного дома требуется 1 кВт энергии котла. Расчет следует выполнить с небольшим запасом, поскольку эффективность теплообмена с годами эксплуатации постепенно снижается.

3. Если вам требуется не только обогревать здание, но и вырабатывать горячую воду для хозяйственных нужд, приобретаемый котел должен быть двухконтурным.

4. Требования к качеству котла, используемого в коттедже с непрерывным проживанием, должны быть выше, чем для дачного домика, посещаемого периодически.

Мы постепенно подошли к выбору конкретного оборудования. Помочь вам в этом должен предлагаемый рейтинг твердотопливных котлов для отопления частного дома. При его составлении учитывались технические характеристики, репутация изготовителей, отзывы специалистов и пользователей.

Лучшие твердотопливные котлы прямого горения

Viadrus Hercules U22

Модельный ряд

Модельный ряд этой серии котлов Vidarus представлен семью твердотопливными котлами мощностью от 20 до 49 кВт. Самый производительный из них способен обогреть здание площадью до 370 кв.м. Все оборудование рассчитано на максимальное давление в контуре отопления 4 атм. Рабочий интервал температур в системе циркуляции теплоносителя от 60 до 90 о С. Производитель заявляет КПД каждого изделия на уровне 78%.

Конструктивные особенности

Все модели представленной линейки предназначены для напольной установки. У них открытая камера сгорания с подачей воздуха за счет естественной тяги. Большие дверки квадратной конфигурации легко открываются настежь, что удобно при выполнении загрузки топлива, удалении золы и ревизии состояния внутренних элементов.

Встроенный теплообменник из качественного чугуна приспособлен к работе в одноконтурной системе отопления. Котлы не имеют устройств, питающихся от внешней электрической сети, и эксплуатируются в полностью автономном режиме. Все настройки механические.

Используемое топливо. Конструкция просторной топки рассчитана на использование дров в качестве основного топлива, но можно применять уголь, торф и брикеты.

Zota Topol-M

Модельный ряд

Линейка из шести твердотопливных котлов Zota Тополь-M начинается с компактной модели мощностью 14 кВт, рассчитанной на обогрев дома для средней семьи, и заканчивается 80-киловатным агрегатом, способным отопить большой коттедж или производственный цех. Котлы предназначены для эксплуатации в система с давлением до 3 бар. КПД использования тепловой энергии 75%.

Конструктивные особенности

Отличительной их особенностью является чуть приподнятая конструкция, что делает более удобным открывание дверцы зольника и его опорожнение. Камера сгорания открытого типа с подключением дымохода со стороны задней стенки. Имеется встроенный датчик температуры. Все регулировки выполняются вручную.

Внутри смонтирован теплообменник для одноконтурной системы отопления, подключаемый к трубопроводам 1,5 или 2”. Котлы работают в автономном режиме. Изделия данной марки просты в монтаже и надежны в эксплуатации.

Используемое топливо. В качестве топлива используются дрова или уголь, для которого предусмотрена специальная колосниковая решетка.

Bosch Solid 2000 B-2 SFU

Модельный ряд

Твердотопливные котлы Bosch Solid 2000 B-2 SFU представлены рядом моделей мощностью от 13,5 до 32 кВт. Они способны обогреть здания полезной площадью до 240 кв.м. Параметры работы контура: давление до 2 бар, температура нагрева от 65 до 95 о С. КПД по паспорту 76%.

Конструктивные особенности

Агрегаты имеют встроенный односекционный теплообменник, выполненный из чугуна. Он включается в одноконтурную систему отопления через стандартные штуцера 1 ½”. Котлы оборудованы камерой сгорания открытого типа с дымоходом диаметром 145 мм. Для нормальной работы требуется подключение к электрической сети напряжением 220 вольт.

Предусмотрен регулятор температуры и защита от перегрева воды. Зольник имеет небольшой объем, поэтому требует регулярной чистки. Гарантия производителя 2 года. Конструкция отличается простотой, безопасностью и высокой надежностью.

Используемое топливо. Котел спроектирован для использования каменного угля. На этом виде топлива он демонстрирует высокую экономичность. При работе на дровах или брикетах эффективность заметно снижается.

Protherm Bober

Модельный ряд

Серия твердотопливных котлов Protherm Bober представлена пятью моделями мощность от 18 до 45 кВт. Данный диапазон полностью перекрывает любого частного дома. Агрегат рассчитан на работу в составе одноконтурной схемы обогрева с максимальным давлением 3 бар и температурой теплоносителя до 90 о С. Для корректной работы системы управления и приведения в действие циркуляционного насоса требуется подключение к бытовой электрической сети.

Конструктивные особенности

Котлы данного ряда оборудованы надежными чугунными теплообменниками. Оригинальная конструкция камеры сгорания увеличивает эффективность теплоотдачи. Отходящие газы выводятся по дымоходу диаметром 150 мм. Для подключения к теплофикационному контуру имеются патрубки на 2”. Такие котлы предназначены для длительной эксплуатации.

Используемое топливо. Заявленная мощность рассчитана на сжигание дров влажностью до 20%. Производитель предусмотрел возможность использования каменного угля. В этом случае эффективность работы повышается на несколько процентов.

Что такое КПД котла и как его расчитать

Правильно подобранная система отопления принесет в каждый дом не только тепло и уют, но также избавит от неприятных последствий и лишних затрат на ремонт. Надежный водогрейный котел — основа отопительной системы дома.

Перед выбором и покупкой стоит произвести правильный расчет КПД котла и уточнить все его параметры и факторы, которые повлияют на его работу и объем вырабатываемого тепла.

Что такое КПД котла

Эффективность паровых и водогрейных котлов определяется коэффициентом полезного действия — их теплоэффективностью. То есть, это объем выработанной теплоты на производство номинального объема горячей воды в соотношении к номинальному объему сожженного топлива.

Производители указывают изначальные возможности оборудования, где КПД водогрейного котла может достигать 110%, но чаще их значение придерживается параметров 95-98%. Потребитель в дальнейшем при эксплуатации может с помощью технических модернизаций и теплоизоляции увеличить эти показатели.

Как рассчитать КПД

КПД брутто котла характеризует степень технической оснащенности, КПД нетто — экономичность расхода топлива.

Для выявления показателей КПД котла используется формула:

Расчеты не затрагивают многих моментов, поэтому их результат усреднен. Любые сбои или отклонения в работе оборудования или внешние факторы, влияющие на теплопотери, исказят результат, полученный по данной формуле.
Чтобы исключить большее число искажающих факторов, проводят коррекцию результата с уточнением теплоэффективности. В зависимости от особенностей конкретной системы отопления.

КПД котла=100-(Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)

Где Q2 – теплопотери в виде дыма, вышедшего через систему вентиляции,
Q3 – недостаточное сжигание смеси газа при неправильно используемых объемах газовоздушной смеси,
Q4 – тепловые теплопотери из-за загрязнений теплообменника, а также, если загрязнены газовые горелки,
Q5 – теплопотеря из-за внешнего холодного воздуха (влияет производительностью котельной установки),
Q 6 – потеря тепла по время чистки топочной камеры.
Основной фактор влияющий на телоэффективность — это уходящие отработанные продукты горения, при уменьшении их нагрева в пределах 10-12°С можно увеличить общий КПД газового котла отопления на несколько процентов.

По этой же причине конденсационные котлы обладают самым высоким показателем КПД, т.е. чем ниже температура отопительного оборудования, тем выше это значение. Самым низким показателем обладает пищеварочный электрический котел в силу минимальной функциональности и простого устройства.
Два используемых варианта в определении КПД газовых котлов отопления: отчетность за конкретный период времени и во время первоначальных испытаний при установке. В последнем варианте результат расчета будет более точен, благодаря наглядности в подсчете теплопотерь.

Как увеличить КПД газового котла

Создать подходящие условия для повышения коэффициента полезного действия, можно оптимизировав процессы самостоятельно или с привлечением специалиста. Изначально все параметры заложены в конструкции электрокотла, эффективность принимаемых мер по увеличению КПД техники будут зависеть от этих данных.

Для начала проводят модернизация без изменения структуры твердотопливных котлов:

1. Комнатные терморегуляторы. Они контролируют температуру в жилых помещениях, не влияя на работу теплоносителя.
2. Установка циркулярного насоса, так можно стабилизировать равномерность и скорость прогревания.
3. Замена газовой горелки, повысит увеличение КПД твердотопливного котла на 5-7%. Модуляционная горелка позволит расходовать газовоздушную смесь в правильных пропорциях, что исключит неполное сжигание.
4. Расположение горелок у водяного контура прибавит к общему количеству КПД несколько процентов. Такая частичная модификация положительно повлияет на расход топлива и увеличит тепловой баланс всей системы.

Проведение регулярного обслуживания и очистка оборудования увеличит его КПД. Накипь в трубах системы отопления и сажа на внешних стенках дымохода, образующиеся в процессе работы, могут забирать до 5%. Пластиковые трубы меньше нуждаются в уходе, но осуществлять их продувку требуется периодически.

Засорившийся дымоход суживает проход отводящей дым трубы, это приводит к уменьшению тяги, а это уже не только потеря процентов тепла, но и угроза для здоровья людей, находящихся в жилых помещениях.

Как вариант понизить химические тепловые потери, для этого производят высококвалифицированную настройку системы оборудования. Лучше воздержаться от самостоятельной настройки и доверить дело специалисту.
Борьба с недогаром решается увеличением скорости поступления сжиженного газа в горелку, так процесс сгорания происходит активнее, а КПД, соответственно, увеличивается.

Хотя увеличение КПД практически никак не влияет на теплоэффективность котельного агрегата. На нынешний день природный газ остается самым экономичным, оборудование на этом топливе более распространено и экономически оправдано, чем котлы на традиционном твердом дровяном топливе или угле.

Газовые котлы с самым высоким КПД

Лучшее качество котлов, которые еще и обладают высокими показателями КПД — иностранного происхождения. Энергосберегающие технологии, соответствующие требованиям ЕС, являются определяющими при производстве такого оборудования.

Автоматическая и экономичная, у нее широкий набор, позволяющий приспособиться к индивидуальным параметрам конкретного котла и системы отопления. Ее горение осуществляется в постоянном режиме.
Также основное преимущество — их максимальная теплоотдача. Наиболее оптимальное значение разогрева теплоносителя, представленное иностранным производителем, до 70°С. Продукты горения нагреваются не более 110°С.
Изготавливают теплообменник для котлов с наивысшими показателями КПД из нержавеющей стали. Дополнительно они оборудованы блоком для отбора тепла из конденсата. Минусы, которые характерны при низком температурном нагреве: сила тяги развивается с недостаточной силой и образование излишнего конденсата.

Подача в горелку уже подогретого газа и газовоздушной смеси, а также поступающего в камеру воздуха через двуполостную трубу в топку — обеспечивает снижение общего числа теплозатрат для котлов закрытого типа на 1-2%.

Конденсационные котлы, работающие на условиях нагревания при низких температурах отличаются относительно небольшим потреблением газа. Это обуславливает их теплоэффективность, особенно при подключении к газобаллонным установкам. Также это делает такой котел экономичным.
Список конденсационных котлов известных и заслуженных европейских производителей с лучшим качеством сборки и высоким уровнем КПД:

Как заявлено их производителями в сопровождающей документации, коэффициент полезного действия данных котловых агрегатов, при подключении к низкотемпературным системам, соответствует 107-110%.