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.

Отличия от заднего дымохода

Система отвода отработанных газов горизонтальной (коаксиальной) конфигурации монтируется на котлы с закрытым отсеком горения. Прямые дымоходы агрегируют с вентиляторной установкой и нагнетательным насосом принудительной работы. Основное отличие от верхних аналогов – горизонтальное размещение отводящего конца на улице. Подобные конструкции монтируются на котел для отопления при помощи колена, наружу выводятся через стеновое перекрытие или крышу в сторону.

Верхний дымоход состоит из пары круглых элементов, расположенных друг в друге, характеризуется внутренним и внешним диаметрами.

Через меньшую по сечению трубу осуществляется отвод дыма, а наружная деталь служит для всасывания свежих воздушных масс с дальнейшим поступлением в котел.

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.

Виды жидкого топлива

Для импортных жидкотопливных котлов в паспорте прописан вид топлива по стандарту EL DIN 51603 с характеристиками, близкими дизтопливу с российским стандартом Евро-4. Важными показателями являются плотность 0,86, вязкость при 20 градС — 6,0, содержание серы 0,005 и зольность 24 мг/кг

Среднестатистический жидкотопливный котел потребляет на каждые 10 кВт мощности 1 кг жидкого топлива в час, и при работе 100 дней в полную нагрузку, а еще 100 дней — в половинной нагрузке котел мощностью 15 кВт для дома 100-150 м² потребует запаса около 5 тонн топлива. Скорректировать это количество поможет грамотный выбор оборудования, прежде всего типа котла и горелки, но и вид топлива также влияет на эту цифру.

Светлое печное топливо

Для котельных нередко используется печное топливо, а именно — светлое печное топливо. Оно по вязкости и степени очистки приближается к дизельному, но отличается от него по цене, поскольку в нем не соблюдаются цетановое число, температура помутнения и другие важные для автомобильных двигателей параметры, а это влияет на налогообложение и продукт становится дешевле. В нем не регламентируется содержание серы и там его может быть более 0,7% (у ДТ — не более 0,2%), выше вязкость (0,835-0,84 мм²/с) и ниже плотность (0,82 кг/л). Вообще поскольку в ГОСТах нет нормативов для печного топлива, его качество целиком и полностью лежит на совести производителя, и лучше сделать лабораторный анализ перед покупкой. Многие крупные и реконструированные НПЗ отказались от производства печного топлива, так, например, тюменский Антипинский НПЗ до 2013-2014 гг еще производил его, а сегодня выпускает только бензин газовый стабильный и топочный мазут. Ближайший поставщик для жителей юга Тюменской области пока нашелся в Кургане, топливо поставляется из соседних регионов. Стоимость печного топлива ниже стоимости дизельного топлива на 5-7%.

Мазут

Темное печное топливо еще более вязкое (8,0 мм²/с против 3,0-6,0 мм²/с в ДТ) и в нем содержание серы еще больше — до 1,1%. Такой вид печного топлива предназначен для сжигания в печах с предварительным испарением, для современных импортных отопительных котлов оно неприемлемо, в них оно просто не горит.

Мазут топочный в России выпускается марок М40, М100, М200 и отличается он в основном по вязкости и наличию в марке М40 дизельных фракций, обеспечивающих понижение температуры застывания. Мазут марки М40, чаще предназначенной для применения в бытовых котельных, застывает при +10 и это позволяет его транспортировать при благоприятных условиях без подогрева, но зимой подогрев потребуется в любом случае. Температура для мазута М40 в месте отбора из резервуара должна поддерживаться не менее 60 град С, а для марки М100 – не менее 80 град.

Горелка на отработанном масле

Отработанное масло как вид топлива для котельных интересен прежде всего владельцам СТО или директорам крупных автотранспортных предприятий, где оборот отработанного масла велик и имеется возможность создать его запас. В целом это топливо приравнивается по эффективности сгорания к дизельному, и если речь идет про утилизацию собственного ресурса, себестоимость которого равна нулю, то это очень привлекательный вид топлива. Если даже своих запасов отработки маловато, его можно купить по выгодной цене и стоимость отопления на отработанном масле вторая по выгодности после отопления газом. Горелки для отработки выпускают Kroll (Германия, изначально это была горелка для рапсового масла, но адаптирована для потребностей российского рынка под отработку), DanVex (Финляндия), Hiton, Euronord EcoLogic, NORTEC.

Рапсовое масло как вид топлива пока в нашей стране не распространен, хотя с 1 Га можно получить 1 тн солярки, 25-30 тонн зеленого корма для животноводства, мед (рапс отличный медонос) и еще земля будет подготовлена для будущих посевов, поскольку рапс — сидератная культура. При наличии собственного рапсового масла стоимость тонны солярки равна примерно 1600 руб, и это прекрасная альтернатива дизельному топливу с себестоимостью около 23000 руб) Европейские котлы, в частности, немецкие Buderus Logano с успехом работают на дизтопливе и рапсовом масле.

Дизельное топливо — самый дорогой вид жидкого топлива для котельной, оно подразделяется на летнее, зимнее, межсезонное и арктическое по температуре эксплуатации. Именно для работы на дизельном топливе спроектировано большинство импортных котлов. Поскольку выпуск дизтоплива регламентируется по двум ГОСТам – 305-82 и 52368-2005, а есть еще и Технический регламент Таможенного Союза от 2011 г, в названиях бывает путаница, но обычному покупателю топлива для индивидуальной котельной можно запомнить несколько важных моментов. Одним из них является то, что летнее дизельное топливо хранится дольше, его можно закупить впрок и эксплуатируется оно до -5 град С. Зимнее и арктическое же имеют ограниченный срок применения из-за присадок в топливо, топить им дорого и неэкологично. Для отопления желательно выбирать дизельное топливо Евро, оно обладает более высоким КПД во время сгорания, лучшими техническими характеристиками и отвечает требованиям экологичности.

В то же время при невозможности размещения емкости с дизельным топливом в обогреваемом помещении, снаружи здания при минусовых температурах останется тягучим лишь зимнее или даже арктическое топливо, и это надо учитывать при планировании жидкотопливной котельной.

Итак, после выяснения вопроса каким видом топлива будет снабжаться котельная на жидком топливе можно переходить к выбору оборудования для его хранения (бак) и сгорания (котел с горелкой).

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.

Вы также можете сделать самодельный котел на твердом топливе.

Минимально необходимая мощность

Точный расчет теплопроизводительности котла осуществляется теплотехником на основании СНиП 2.04.01-85. Однако в бытовых условиях, для среднестатистического неутепленного или слабоутепленного дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м минимально необходимая мощность рассчитывается из правила 1 кВт на 10 м2, также мы рекомендуем закладывать 20% запаса.

Например, для вышеописанного дома площадью 150 м2 минимально необходимая мощность жидкотопливного котла будет (150/10)*1,2 = 18 кВт.

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

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:

1. Способен обогреть площадь до 400 м2.
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:

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

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.

Характеристики:

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.

Конструкция верхнего дымохода

Простая вертикальная система для котлов на твердом топливе собирается без ступенчатых участков и горизонтов. В сложных случаях допускаются отклонения и прямые вкладки не длиннее 1 м, уложенные с небольшим уклоном.

В подобных конфигурациях с ответвлениями внедряют разгонный отрезок для запуска тяги. При этом подсоединение отопительной конструкции осуществляется вертикально или горизонтально.

Нагнетательные трубы начинаются от котла, длина – не менее 1 м, подключают прямой переходник для ввода. Несоблюдение указанных рекомендаций обуславливает нехватку тяги. Компенсируют недостаток посредством увеличения высоты всей конструкции.

Устройство верхнего дымохода.

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.

Преимущества топливных брикетов

Главное преимущество брикет — в 1,5-2 раза выше температура горения, чем у дров. При влажности 20% теплотворная способность древесины 2500—2700 ккал/кг, брикет — 4500—4900 ккал/кг.

И этому есть простые и логичные объяснения:

1. У брикетов низкая влажность. Чем ниже влажность дров, тем выше их теплоотдача. Нормальная влажность древесины при правильном хранении составляет 15-20%. У брикетов влажность составляет 4-8% и достигается за счет принудительной сушки — обязательного этапа их производства.
2. У брикетов высокая плотность
   . Почему дубовые дрова горят жарче тополиных? Из-за плотности. Плотность дуба — 0,81г/см3, тополя — 0,4г/см3. То есть, в каждом см3 дуба содержится больше полезного и горючего древесного вещества, чем в тополе. Плотность брикет 0,95-1г/см3. В них содержание горючего вещества на единицу объема еще выше, чем у дуба. Соответственно выше и теплотворная способность.

Низкая влажность и высокая плотность — залог успеха брикетов. Если высушить дрова до влажности 4-8%, то по теплотворности они сравнятся с брикетами.

Другие преимущества брикет:

1. Занимают меньше места.
2. Равномернее и дольше горят.
3. Делаются из отходов. Если вам небезразлична экология и окружение.
4. За счет низкой влажности, брикеты выделяют меньше сажи и слабее загрязняют дымоход.

1. Как чистить дымоход от сажи? Простые способы удаления сажи в дымоходе в домашних условиях.
2. Дрова плохо горят и в помещении запах гари? Почитайте эти причины обратной тяги в дымоходе.