Порівняння твердопаливних котлів

Твердопаливні котли представляють відмінну альтернативу газовим або електричним опалювальним системам. Завдяки використанню різних видів твердого палива є універсальними паливними агрегатами, які відрізняються високою енергоефективністю. Щоб вибрати твердопаливний котел, потрібно знати які є різновиди, чим вони відрізняються, якими перевагами та недоліками володіють.

Види твердопаливних котлів

Сучасні котли, призначені для спалювання твердого палива, поділяються на чотири основних категорії, які відрізняються за різноманітними аспектами: вартістю, функціональністю, конструктивними особливостями, технчними характеристиками. З огляду на особисті потреби та фінансові можливості, можна обрати оптимальний варіант, що відповідає поставленим вимогам. Виділяють наступні основні типи котлів на твердому паливі:

• Традиційні котли;
• Шахтні котли;
• Піролізні котли;
• Котли тривалого горіння на твердому паливі.

Кожен різновид має свої конструктивні особливості та принцип роботи. Варто розглянути кожен тип детальніше.

Традиційні твердопаливні котли

Традиційні твердопаливні котли є найдешевшими в цьому сегменті. Працюють такі агрегати на різних видах палива: дровах, торфі та вугіллі. Паливо, що спалюється в топці, нагріває теплоносій. Корпус таких опалювальних апаратів виготовляють з чавуну або сталі. Даному різновиду притаманний ручний або автоматичний способи завантаження палива. Є також моделі з варильними поверхнями - це дуже зручно, коли виникає необхідність у приготуванні їжі в умовах відсутності газу та електропостачання. Істотним недоліком таких котлів є необхідність частого завантаження палива і невисока енергоефективність. Робота на одній закладці дров триває 3-4 год, на вугіллі – 5-6 год, максимальний ККД 75-80%.

Піролізні котли

Піролізні котли, які називаються також газогенераторними, відрізняються особливостями конструкції самого процесу згоряння палива. Горіння відбувається в двох камерах: у першій горять дрова, виділяючи у процесі піролізу газ, який піднімається у верхню камеру і там догорає. Для такого способу горіння потрібна надостача кисню при високих температурах, в такому випадку відбувається розкладання палива на деревний газ і твердий залишок. При змішуванні піролізного газу з киснем запускається тривалий процес горіння. Це збільшує тривалість роботи котла в кілька разів і дозволяє автоматично контролювати сам процес. Час горіння однієї закладки дров 6-18 год, а ККД досягає 92%.

Піролізні котли представляють сучасний та ефективний підхід до опалення, який використовує процес піролізу для виробництва тепла. Ця технологія має безліч переваг, які роблять її затребуваною у сучасних енергоефективних системах опалення. Ось кілька головних переваг піролізних котлів:

• Енергоефективність. Піролізні котли відзначаються високою ефективністю перетворення палива (деревнина, біомаса тощо) на тепло. Висока енергоефективність допомагає знизити споживання палива та вартість опалення.
• Низькі емісії. Порівняно з традиційними котлами на вугіллі або дровах, газогенераторне обладнання мають набагато менші викиди забруднюючих речовин у повітря. Це сприяє зниженню впливу на довкілля та покращує якість повітря.
• Використання біомаси. Піролізні котли можуть працювати на біомасі, такі як деревина, солома, бур'яни та інші органічні матеріали. Це робить їх екологічно чистим та стійким джерелом енергії, оскільки біомаса вважається відновлюваним ресурсом.
• Гнучкість у використанні. Газогенераторні апарати можуть працювати в автоматичному режимі, регулюючи постачання палива та тепла в залежності від потреб споживача. Деякі моделі також можуть працювати як додаткові джерела енергії, допомагаючи знизити витрати на опалення.
• Економічні переваги. Попри початкові вкладення в обладнання, піролізні котли зазвичай забезпечують економію коштів у майбутньому через меншу витрату палива та низькі експлуатаційні витрати.
• Можливість утилізації відходів. Піроліз дозволяє переробляти різноманітні органічні відходи, такі як сільськогосподарські відходи або біологічні відходи, на корисну енергію. Це сприяє зменшенню кількості відходів та забезпечує їх більш стале управління.

Загалом, піролізні котли стають все більш популярними завдяки своїм численним перевагам, таким як ефективність, екологічність та економічність, роблячи їх привабливим вибором для опалення як житлових, так і комерційних об'єктів.

Котли тривалого горіння на твердому паливі, переваги та недоліки

Твердопаливні котли тривалого горіння впевнено лідирують серед сучасних опалювальних систем. Головною перевагою таких котлів є процес верхнього горіння. У камеру згоряння завантажується паливо, зверху здійснюється подача повітря і здійснюється підпал. Паливо починає горіти. Форсунка рухається зверху вниз, поступово підпалюючи всі шари палива. Завдяки цьому, горіння триває набагато довше, а паливо згоряє повністю. Сама автоматизована система, що значно полегшує експлуатацію даного обладнання. Робота на одному завантаженні дров збільшується до 12-36 год, а на вугіллі від 2 до 5 діб.

Опалювальні апарати довгого горіння мають певні переваги та недоліки. Розглянемо їх детальніше

Переваги твердопаливних котлів тривалого горіння:

• Економія пального. Котли тривалого горіння відзначаються високою ефективністю горіння, що дозволяє зменшити витрати на пальне. Це зробить опалення економічно вигідним, в порівнянні з класичним котлом.
• Довгий час горіння. Одним із головних переваг є тривалість горіння твердопаливного палива. Залежно від обсягу топки та типу палива, котел може горіти від кількох годин до кількох днів без переривання.
• Надійність. Обладнання тривалого горіння має просту конструкцію, що робить його міцним та надійним. Дані апарати здатні працювати в екстремальних умовах, таких як низькі температури, та забезпечувати постійне опалення.
• Використання відновлювальних джерел. Використання дров або брикетів дозволяє зменшити залежність від необхідності використання скінченних джерел енергії, тим самим підтримуючи екологічний баланс.

Недоліки твердопаливних котлів тривалого горіння:

• Вимогливість до обслуговування. Котли  тривалого горіння на твердому паливі потребують регулярного очищення від сажі та попелу. Це може бути тривалим та трудозатратним процесом.
• Забруднення навколишнього середовища. Горіння твердого палива може викидати забруднюючі речовини в атмосферу, такі як діоксиди сірки та частки диму, що може негативно впливати на якість повітря.
• Ручне завантаження палива. В деяких випадках, якщо котел не має автоматичної подачі палива, власникам потрібно регулярно додавати паливо до топки.
• Великий об'єм топки. Апарати тривалого горіння можуть мати великі розміри, в порівнянні з іншими типами котлів. Це може створювати проблеми з установкою.

Зважаючи на переваги та недоліки твердопаливних котлів тривалого горіння, власники мають вирішити, чи ця система опалення найбільш відповідає їх потребам та умовам використання. При правильному обслуговуванні та виборі відповідного палива, такі котли можуть бути ефективним та екологічно чистим варіантом опалення.

Шахтні твердопаливні котли

Шахтний котел - це унікальне опалювальне обладнання, яке використовує тверде паливо для своєї роботи. Він відрізняється високою ефективністю, надійністю та здатністю працювати в будь-яких умовах, з природною, або примусовою циркуляцією теплоносія. Шахтні котли зазвичай виготовляються на заводах з дотриманням усіх необхідних технологій та стандартів, що гарантує їх високу якість.

Одним із ключових переваг цих котлів є їх незалежність від енергопостачання. Це означає, що система опалювання продовжує працювати навіть при відключенні електроенергії, що є дуже корисним у випадках аварій або негативних погодних умов.

Деякі моделі котлів шахтного типу комплектуються додатковими функціями, що робить їх більш універсальними і зручними у використанні. Наприклад, наявність контуру нагріву води дозволяє використовувати котел не тільки для опалення, а й для підігріву води в побутових потребах. Накопичувальний бак дозволяє зберігати тепло і використовувати його в той час, коли котел не працює.

Загалом, шахтний котел є надійним, ефективним та досить універсальним рішенням для опалення приміщень. Його переваги у використанні твердого палива, стабільної роботи та можливості комплектації додатковими функціями роблять його популярним вибором для багатьох власників будинків і промислових об'єктів.

Вивід продуктів згоряння в твердопаливних котлах

Якщо розглядати класифікацію твердопаливних котлів за способом видалення димових газів, то їх поділяють наступним чином:

• котли з природною тягою;
• котли з додатковою тягою.

У першому випадку контроль процесу горіння здійснюється за допомогою тягового термостатичного регулятора без примусової подачі повітря, а видалення продуктів горіння відбувається за рахунок тяги в димоході. Такі котли мають відкриту камеру горіння. Вони затягують повітря прямо з приміщення, де знаходяться. Природна тяга утворюється через падіння тиску в самому димарі. Різниця тисків дозволяє переміщатися потокам гарячого та холодного повітря. Для цього повинна бути хороша вентиляція в приміщенні котельні, димар мати довжину не менше 5 м. Котли з природною тягою мають цілий ряд очевидних переваг: простота конструкції, дешевизна і енергонезалежність. До недоліків можна віднести складність контролю і забезпечення коректної роботи таких пристроїв.

У другому випадку використовуються котли з закритою камерою згоряння. У таких пристроях забір повітря зовні відбувається примусово, за допомогою вбудованих вентиляторів. Керуючи роботою такого вентилятора, можна контролювати і змінювати роботу самого котла. Існують і спеціальні пристрої, так звані димососи, які виводять димні гази. Вони можуть встановлюватися як в приміщенні, так зовні. Недоліком є велика кількість споживаної електроенергії. Якщо котел невеликої потужності, то для примусової вентиляції цілком достатньо дуттєвого вентилятора. Такі моделі котлів не вимагають установки димоходу великої довжини, а його діаметр може бути менше, ніж у котлів з природною вентиляцією.

Теплообмінник твердопаливного котла

Розрізняють твердопаливні котли також по типу теплообмінника. їх поділяють на сталеві та чавунні.

Сталеві котли виготовляють зі сталі високої якості мало піддається корозії. Товщина пластин повинна бути не менше 4 мм. В таких котлах може застосовуватися будь-який спосіб горіння: верхній або нижній. Для збільшення ефективності як теплозахисту застосовують високотемпературну мінеральну вату, яку розміщують між обшивкою і теплообмінником. Котли зі сталі мають багато позитивних якостей, до них можна віднести:

• Ударостійкість;
• Стійкість до температурних коливань і перепадів тиску;
• Надійність при експлуатації;
• Різноманітність конструктивних рішень;
• Простота очищення теплообмінника;
• Можливість автоматизації та вдосконалень;
• Прийнятна ціна.

Недоліком сталевих котлів є:

• Схильність до корозії;
• Прогоряння;
• Невеликий термін служби відносно чавунних моделей.

Чавунні твердопаливні котли виготовляють з високоміцного сплаву заліза і вуглецю з додаванням безлічі інших компонентів. Складаються вони з окремих секцій, з'єднаних між собою за допомогою спеціальної різьби та герметика. Від їх кількості залежить потужність самого обладнання. Якщо яка-небудь частина виходить з ладу, її замінюють. До переваг чавунних котлів можна віднести:

• Тривалий термін служби;
• Стійкість до корозії;
• Ремонтопридатність;
• Однакова потужність при менших габаритах;
• Можливість спалювати будь-який вид палива.

Недоліком можна вважати:

• Низька стійкість до перепадів температур;
• Сприйнятливість до механічних впливів.

Конструкція та принцип дії твердопаливного котла

Конструкції твердопаливних котлів відрізняються для різних типів котлів. Просто і зрозуміло влаштований котел прямого горіння. Він складається з наступних конструктивних елементів: корпус, камера згоряння, теплообмінник, димар, зольник, піддув повітря.

• Для корпусу використовується жароміцна сталь, товщина листа якій не менше 4-5 мм;
• Теплообмінник може бути виготовлений з чавуну або сталі;
• Камера згорання триває камерою відведення димних газів;
• Теплообмінник виконує функцію приймання та підігріву холодного теплоносія.

Розглянемо детальніше, як працює твердопаливний котел.

• В камеру згоряння паливо завантажується і підпалюється;
• Під час спалювання палива утворюються димові гази, які підіймаються вгору, а потім відводяться через димохід;
• Теплообмінник нагрівається від гарячого повітря, і гріє воду;
• Вода після нагріву потрапляє в опалювальну систему, а після остигання повертається назад.

Схема твердопаливного котла виглядає наступним чином:

• В нижній частині котла розташований зольник і піддувало;
• Над зольником встановлено колосникові грати;
• Над топкою розташований теплообмінник.

Такий котел цілком можна зібрати самостійно, скориставшись схемами та кресленнями, яких цілком достатньо у відкритому доступі. Але чи варто витрачати час і сили, якщо є відмінні варіанти твердопаливних котлів, які задовольнять навіть самого вимогливого покупця. Відомі виробники гарантують якість своїх виробів і тривалий термін експлуатації. Але головним аспектом завжди була і залишається безпека, це необхідно враховувати при складанні такого агрегату власними силами.

Розрахунок потужності твердопаливного котла

Тепер, коли відомо практично все про твердопаливні котли, можна розпочинати розрахунки необхідної потужності для обігріву приміщень. Виходячи з цих розрахунків, вже приймати остаточне рішення, який твердопаливний котел вибрати для будинку.

Для цього слід мати наступні вихідні дані: площа будівлі, висота перекриттів. Необхідно також врахувати втрати тепла за рахунок дверних і віконних прорізів, товщину стін і матеріал, з якого побудований сам будинок, кліматичні умови і середню температуру в холодну пору року. Краще, якщо такими підрахунками займеться фахівець, але і самостійно зробити приблизний розрахунок потужності котла буде не дуже складно.

Вважається, що для опалення будинку з гарною теплоізоляцією, загальна площа якого становить 100 м², необхідна потужність обладнання повинна скласти 10 кВт. Але не слід забувати про запас потужності в 1-2 кВт. А якщо в системі використовується бойлерна потужність, то розрахункове значення збільшується вдвічі, оскільки доводиться витрачати енергію на обігрів приміщення і на нагрів самої ємності.

Завантаження палива та заходи безпеки

Порівнюючи твердопаливні котли різних видів, потрібно враховувати й такий критерій, як механізм завантаження палива. Завантаження буває автоматичного і ручного. Котли, з автоматичним завантаженням палива, обладнуються спеціальним бункером, в якому зберігається досить великий обсяг палива. Автоматика забезпечує максимальний комфорт і мінімум зусиль. Одного завантаження в таку місткість цілком вистачає на кілька діб, що дуже зручно при безперервній експлуатації такого обладнання.

Розміри бункера залежать від вільної площі в котельні, можливостей і бажання господарів. Чим більше місткість, тим менше завантажень. Для завантаження палива використовується або шнековий, або поршнева подача. Обидва види зручні та дозволяють надовго забезпечити стабільну роботу опалювальної системи.

Котли з ручним завантаженням набагато дешевше, але потребують постійної уваги та контролю кількості палива. При покупці котла необхідно врахувати, чи є в котельні доступ до електричної мережі. Якщо немає, тоді слід зупинити свій вибір на незалежній моделі з ручним завантаженням палива.

У тих випадках, коли живлення в мережі нестабільно, трапляються часті стрибки й відключення електроенергії, необхідно використовувати стабілізатор напруги або джерело безперебійного живлення. Це допоможе зберегти дороге обладнання і забезпечити його ефективну роботу на довгі роки.

Ще одним важливим критерієм вибору твердопаливного котла вважається безпека такого обладнання. Головною функцією, на яку слід звернути увагу при купівлі теплогенератора, наявність сигналізації і автоматичного відключення при виникненні аварійної ситуації. Завдяки екстреного відключення, можна не турбуватися про перегрів котла або розриві труб.

Велике значення має також вартість такої установки. На ринку представлені твердопаливні котли самих різних цінових категорій. Кожен покупець може вибрати оптимальний варіант. Однак слід пам'ятати, що не завжди економія виправдана. Купуючи дешевий продукт від невідомого виробника, можна втратити значно більше. Відомий бренд гарантує якість продукції, його повну комплектацію і наявність усіх супровідних документів. В разі ламання обладнання, можна звернутися до виробника або офіційним представникам на місці, щоб провести заміну або гарантійний ремонт.