Чем лучше всего топить твердотопливный котел

Твердотопливные котлы — популярный вид котельного оборудования.

Они широко применяются для автономного отопления на объектах, где нет возможности использовать модели, работающие на природном газе.

Современное оборудование этого класса способно обеспечивать качественное отопление и при этом является недорогим, удобным и простым в эксплуатации.

Для максимальной эффективности обогрева важно иметь представление, как правильно топить твердотопливный котел.

Особенности работы современных твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы современного поколения оснащаются наддувной системой и блоком автоматического управления. Электроника контролирует температуру теплоносителя при помощи установленного в теплообменнике датчика.

В зависимости от температурного режима автоматика дает команды на включение и отключение нагнетателя, который подает воздух в камеру сгорания и способствует эффективному отведению продуктов сгорания через дымоход. Тем самым регулируется интенсивность процесса горения топлива в зависимости от температуры теплоносителя.

Таким образом, пользователь принимает минимально необходимое участие в работе оборудования. Его забота о том, как топить ТТ котел, сводится к тому, чтобы закладывать топливо с определенной периодичностью.

После этого котел включается в режим интенсивного горения. По мере повышения температуры интенсивность горения ослабевает, а когда температура достигнет максимума, котел переходит в режим тления. После снижения температуры теплоносителя менее установленного значения снова включается наддув.

Своевременная загрузка топлива в ТТ котел — главная задача пользователя, которую нельзя автоматизировать. Количество и периодичность закладок определяется исходя из мощности котла и требуемого температурного режима. Если пропустить срок закладки, то котел сможет поддерживать работу в режиме тления только ограниченное время, после чего он останавливается.

Большое значение имеет, чем топить твердотопливный котел.

Сегодня для этой цели могут использоваться следующие виды топлива:

дрова;
уголь;
топливные брикеты;
пеллеты.

Чтобы добиться максимальной отдачи, нужно знать, как эффективно топить твердотопливный котел разными видами топлива.

На что надо обратить внимание

Работа любого отопительного прибора на угле, дровах и других топливных полуфабрикатах неразрывно связана с системой вентиляции. От качества вентиляции и состояния дымохода зависит эксплуатационные характеристики нагревательного оборудования, технологические параметры всей системы отопления в доме.

Вытяжка должна работать в соответствии с установленными нормами пожарной безопасности.

Важно! Неправильно сделанная вытяжка создаст угрозу попадания вредных продуктов горения в жилые помещения. Недостаточная тяга приведет к снижению мощности устройства. Регулярная очистка дымохода позволит избежать возгорания сажи, что может вызвать возгорание домовых конструкций, создать пожароопасную ситуацию.

Правильно сделанный дымоход, чистка нагревательного прибора обеспечат длительную работу твердотопливного котла на оптимальных режимах работы. Частая смена одного вида топлива на другой может стать причиной нестабильной работы отопительного агрегата, сбоев в системе ГВС и теплоснабжения. У каждого агрегата должно быть одно, основное топливо, тогда как другие виды могут использоваться кратковременно, по необходимости.

Какое топливо выбрать

Определяясь с вопросом, чем лучше топить твердотопливный котел, необходимо учитывать рекомендации производителя оборудования. Отдельные модели котлов могут быть рассчитаны на определенное топливо. Однако многие современные агрегаты способны работать на всех перечисленных видах топлива.

При выборе, чем топить твердотопливный котел длительного горения удобно и выгодно, нужно учитывать скорость прогорания топлива, которое для разных его видов может сильно отличаться. От этого зависит частота необходимых закладок и удобство пользования агрегатом.

Сухие дрова — топливо которое прогорает быстрее всего. Поэтому сегодня для ТТ котлов часто используются топливные брикеты, которые изготавливаются из сухих древесных опилок. Такие брикеты, которые также называют «евродрова», прогорают в 1,5-2 раза медленнее обычных сухих дров. Также выпускаются топливные брикеты из торфа.

Однако для них характерна повышенная зольность, в связи с чем торфяные брикеты используются, главным образом, для водонагревательных котлов с колосниковой топкой. Уголь прогорает медленнее всего. Некоторые угольные котлы при использовании высококачественного антрацита и при дополнительном оснащении тепловым аккумулятором способны даже в сильный мороз работать на одной загрузке до двух суток.

Пеллеты горят почти так же долго, как и уголь, и при этом дают высокий уровень КПД. По при этом это и наиболее дорогой вид твердого топлива для современных котлов. Главное преимущество пеллет заключается в том, что они позволяют максимально автоматизировать работу котла, приближая его по удобству к уровню газового агрегата.

Однако использовать их в обычном ТТ котле не получится — он должен быть оснащен специальной горелкой и топочной дверцей особой конструкции.

Твердь, жидкость или газ?

Схема мини-котельной

При тщательном рассмотрении (для которого, к сожалению, здесь нет места) по совокупности качеств наилучшими пока оказываются природный газ и жидкие топлива. Но самостоятельно делать печку под них лучше не пытаться: без промышленного оборудования и отлаженной технологии за это не возьмется и опытный теплотехник. Точнее, тем более не возьмется, зная, что к чему.

И есть нюанс: поскольку это топливо отдает тепло практически мгновенно, одной печкой не обойдешься. Для сжигания нужен тоже сложный комплекс оборудования. Для примера – см. на рис. схему домовой мини-котельной. Стоит такое немало, и экономически (и экологически) оправданным оказывается для домовладений жилой площадью более 120-150 кв. м.

Примечание: КПД даже небольшого газового или мазутного котла с автоматикой достигает 90% и более. Почти все потери в централизованных котельных приходятся на трубопроводы.

Самодельной же печкой можно обогреть и снабдить горячей водой до 60-100 кв. м. жилых. Больше – сложность работ и затраты настолько возрастают, что дешевле и проще оказывается поставить двухконтурный газовый котел. Если, конечно, есть подвод газа. В таком случае нужно ориентироваться на низшее из указанных значений; при баллонном газе – на высшее.

Исключение – пиролизная (точнее, газогенераторная) печь на отработке или темном печном топливе. Ее, с соблюдением условий безопасности, несложно сделать самому. Но обогреваемая площадь – до 40-60 кв. м, отбор тепла для ГВС затруднен, а устройство полнопоточного водогрейного контура вряд ли возможно. Т.е. область применения – гараж, дача, небольшой жилой дом, при условии, что печка в пристройке.

Примечание: пиролизное масло – не топливо для пиролизных печей. Оно – продукт быстрого (50-30 с) бескислородного пиролиза отходов деревообработки при температуре около 600 градусов. Пиролизное масло довольно сильно обводнено, имеет кислую реакцию, т.е. химически агрессивные компоненты в своем составе и содержит до 2% и более серы. Сжигают его в промышленных котлах и печах при помощи специальной горелки.

Дрова

Самый первый вид топлива, который продолжает оставаться наиболее популярным. Дровами называют фрагменты древесины определённого размера, предназначенные для сжигания в различных устройствах с целью получения тепловой энергии.

Чаще всего имеют вид круглых частей целого ствола, однако при большой толщине деревьев, послуживших сырьём, заранее колются на поленья или чурки.

Дрова занимают большую часть объёма всего топливного рынка для котлов в частном владении.

Такую всенародную любовь они заслужили благодаря ряду преимуществ:

Низкая стоимость. Россия относится к странам, богатым лесными ресурсами, поэтому цена на дрова оказывается низкой даже в тех регионах, где природного леса почти нет или он весь уже вырублен. В населённых пунктах, которые находятся неподалёку от районов лесозаготовок цена порой ещё ниже благодаря минимальным расходам на транспортировку и возможностью приобрести топливо у заготовителя.
Экологичность. В отличие от нефти, угля и газа древесина является возобновляемым природным ресурсом. По прошествии определённого времени новые деревья заполняют собой старые вырубки. При грамотном подходе к лесному хозяйствованию можно выйти на отсутствие убыли лесных массивов.
Удобство хранения и заготовки. Единственное, от чего нужно беречь дрова – это от влаги. Для этого достаточно сооружения простых навесов и правильного складирования в поленницу. Дрова неспособны воспламеняться самостоятельно без посторонних источников тепла, поэтому требования пожарной безопасности ничем не отличаются от принятых для домашнего хозяйства в целом.
Нетребовательность к устройству котла. Дрова горят в любых устройствах. Для их сжигания достаточно простейшей буржуйки, сопряжённой с баком для воды. Более сложные конструкции имеют высокий КПД, когда тепло, получаемое от дров, используется максимально эффективно.

Пожалуй, у этого топлива всего два минуса, хотя они довольно существенны:

Из-за габаритов и структуры дров их приходится заготавливать для закладки в котлы вручную. Поэтому распил и раскол – необходимые предварительные процедуры эксплуатации котла на дровах. В связи с этим автоматическая подача дров затруднена.
Тепловыделение природной древесины меньше, чем конкурентного сырья, прошедшего стадии переработки. Всё дело в высоком уровне природной влажности. Часть тепла тратится на испарение жидкости.

Чтобы приобрести максимально сухие дрова, старайтесь купить лес в конце зимы или ранней весной. Вам продадут свежий спил, где сок максимально ушёл вглубь. В течение лета и осени эти дрова должны вылежаться, поэтому к следующему отопительному сезону они как раз подсохнут как следует.

Теплотворность идеально сухой древесины составляет около 5 кВт-ч/кг. Однако в реальных условиях получить такой показатель можно только в специальных сушильных печах – такие дрова намного дороже. Теплотворность большинства лиственных пород составляет 4,2 – 4,3 кВт-ч/кг.

Скорость сгорания

В самодельных печах без сложной автоматики наблюдается четкое соответствие: чем быстрее сгорает топливо, тем меньшего КПД печи можно добиться и тем сложнее получается ее конструкция. Причина проста: без недоступных самодельщику технологических ухищрений выделившееся сразу большое количество тепла трудно уловить и направить в помещение, или в водогрейку, прежде, чем оно вылетит в трубу. Поэтому имеет смысл только самодельная печь на медленно горящем топливе – твердом, маслах, нефтешламе и т.п. Или печь медленного горения, где процесс сгорания искусственно замедляется.

По скорости сгорания среди твердых топлив выделяется каменный уголь. Она у него очень неравномерна по мере сгорания. Вначале, когда идет газификация, пламя бушует. А затем, когда остается чистый карбон (аморфный углерод, кокс) начинается медленное тление. А сделать печь с высоким КПД и в том, и в том режиме горения, не так-то просто.

Пеллеты

Пеллетные котлы – одни из самых совершенных твердотопливных систем.

Пеллеты – мелкие топливные гранулы, которые выглядят как продолговатые цилиндрики 2 – 4 см в длину и около 7 мм в толщину. Сырьём для их изготовления служат отходы древесного производства опилки, щепа, кора, а также некондиционная древесина, которая непригодна для других целей.

Производятся пеллеты методом сушки и прессования. Когда смесь подвергается давлению, температура внутри неё возрастает, выделяется компонент древесины лигнин, который прочно склеивает частицы.

Наиболее ценным топливом считаются торрефицированные топливные гранулы. Они обжигаются без доступа кислорода, приобретая тёмный цвет. Благодаря этому их теплоёмкость возрастает. К тому же, они не боятся влаги, не рассыпаются со временем.

У пеллет есть целый ряд плюсов:

Экологическая чистота и производство по безотходной технологии. Пеллеты делаются не просто из древесины, но из отходов производства, которые без этого пошли бы на свалку или на утилизационное сжигание. Использование сельскохозяйственных побочных продуктов, которые расцениваются не иначе как мусор, делают пеллеты одним из наиболее прогрессивных видов твёрдого биотоплива.
Высокая эффективность сгорания. Благодаря технологии производства пеллеты содержат малое количество влаги – всего 8 – 12 %, тогда как древесина, высушенная в естественных условиях, всё равно будет содержать 25 – 30%, а свежая – 50% и более воды. При сжигании топливных гранул образуется примерно в два раза

Низкая зольность. Пеллеты практически лишены главного недостатка древесины – они образуют малое количество несгораемых остатков, а в составе дыма понижено содержание сажи и копоти. Доля золы в гранулах составляет всего 3%, поэтому котлы и дымоходы при их применении требуют более редкой очистки.
Хорошая транспортабельность. Благодаря относительно высокой механической прочности, малым размерам и большой плотности, пеллеты легки и удобны в транспортировке. На производстве они фасуются в различную тару весом до одной тонны в биг-бэгах и могут быть доставлены любым видом транспорта.
Возможность автоматизированной подачи. Благодаря одинаковым размерам мелких гранул они могут подаваться в котёл автоматически, специальными дозаторами, шнековыми винтами Архимеда и другими устройствами. Это позволяет наделить твердотопливный котёл высокой степенью автономности

К сожалению, у пеллет есть два существенных минуса:

Дороговизна, которая вытекает из расходов на производство: сушку, прессование, обжиг. Поэтому по сравнению с другими древесными видами топлива стоимость пеллет всегда будет выше.
Предприятия, которые выпускают топливные гранулы, находятся далеко не во всех районах. Покупка пеллет с доставкой на значительные расстояния и вовсе может свести на нет их экономические преимущества.

Наибольшее распространение пеллеты получили в европейских странах, где экологическое топливо пользуется наибольшим спросом. Возможность полезной переработки отходов вкупе с высокой энергоэффективностью делают их твёрдым топливом номер один, тем более, что больших лесных массивов, разрешённых к вырубке, в Европе почти нет.

Температура сгорания

Это палка о двух концах. Один конец – чем выше температура, тем проще добиться полного сгорания и высокого КПД. С другой стороны, опять же, извлечь и направить куда нужно тепло становится труднее; вследствие большого температурного градиента оно так и норовит вылететь в трубу. Поэтому усложняется конструкция печи. Кроме того, при высокой температуре сгорания нужны дорогие жаропрочные материалы.

В целом, чем ниже температура сгорания, тем проще и эффективнее оказывается печка. Корявые самодельные конструкции на тлении при 600 градусах (печи медленного горения) могут дать КПД более 85%. От дровяной/угольной печи (800-900 градусов) в самодеятельном исполнении трудно добиться КПД более 75%, и нередко оказывается, что с гордостью представленная на видео конструкция до конца отопительного сезона прогорела или потрескалась.

Примечание: максимально достижимая в самодельных конструкциях температура сгорания примерно 1100 градусов; это пиролизные и газогенераторные печи. Выше – без спецсталей и огнеупоров выдержит разве что несколько пробных топок.

Топливные брикеты

По своему составу этот вид топлива схож с пеллетами, но выглядит несколько иначе: брикеты крупнее и могут быть не только цилиндрической, но и любой другой правильной формы. Исходным сырьём служит всё та же щепа, опилки, стружка. Также широко применяются органические остатки растительных культур, выращиваемых в сельском хозяйстве.

Топливным брикетам свойственны те же преимущества и недостатки, что и пеллетам. Главное отличие по-прежнему вытекает из размеров: брикеты плохо подходят для автоматической загрузки, поэтому помещаются в топку вручную. Изделия эстетичного вида приобрели популярность у владельцев каминов и декоративных печей благодаря почти полному отсутствию дыма при сгорании.

Лучшие из лучших: фруктовые, береза и липа

Также данный список пополняют фруктовые деревья: груша, яблоня. Они издают приятный аромат, хорошо горят, но сделать растопку любыми поленьями твердых сортов затруднительно. Лучшими для топки печи считаются береза и липа. Береза отличается малым количеством влаги даже в сыром виде. Поленья можно закладывать в топку без просушки, они все-равно дадут большой жар и будут долго тлеть.

Липа ценится своими оздоравливающими свойствами. Если топить печь дровами из липы, в доме или бане будет целебный микроклимат. Горит липа медленно, с хорошей теплоотдачей. Таким образом, лучшими сортами являются твердые породы, а из них — береза и липа.

Каменный уголь

Среди различных видов твёрдого топлива каменный уголь обладает наибольшей теплоотдачей, что делает его одним из самых эффективных энергоносителей в котлах отопления. Количество теплоты, выделяемой при сгорании угля, в два раза превышает аналогичный показатель для древесины и составляет около 7,5 кВт-ч/кг.

Таким образом, для поддержания определённой температуры теплоносителя в контуре каменного угля потребуется значительно меньше, чем других видов твёрдого топлива.

Самым эффективным с точки зрения выработки тепла является антрацит. В нём минимум влаги и примесей. Однако он очень дорог и быстро сгорает, давая очень высокую температуру, которая попросту не нужна в отопительных котлах.

Преимущества каменного угля обусловлены его физическими и химическими свойствами:

Высокая теплотворная способность. При грамотной конструкции котла ведра угля вполне может хватить на сутки. Объём запасов топлива, приобретаемого на отопительный сезон, меньше, это особенно выгодно для маленьких или плотно застроенных участков. Уголь не боится влажности. Хотя для хранения угля и сооружают угольные ямы и сараи, внутри них не обязательна максимальная сухость.
Намокший уголь при высыхании сохраняет свои свойства, так как влага не проникает внутрь.
При сгорании каменный уголь даёт весьма высокую температуру, которую не в силах дать древесина и её производные. Это позволяет эффективнее нагревать теплоноситель в контуре меньшим количеством топлива.

К сожалению, каменный уголь довольно дорог. Даже с учётом того, что он даёт больше тепла, экономической выгоды от его использования может и не получиться. Другое дело – расположение вблизи известных каменноугольных бассейнов. В этих регионах уголь всегда дешевле, и его значительно проще купить. В местах залежей уголь почти полностью вытесняет дрова из обихода.

Чтобы не допустить самовоспламенения, уголь складируют на негорючую подложку, а насыпают слоями. Также следует с осторожностью относиться к топке котла коксовым углём, который иногда покупается владельцами участков, расположенных вблизи обогатительных комбинатов.

При неправильном использовании кокс может дать столь высокую температуру, что стальная и даже чугунная топочная прогорают насквозь, выводя котёл из строя.

Таблица теплоотдачи всех видов

Энергетическая эффективность перечисленных типов топлива отличается. Даже один и тот же вид сырья при измененных условиях производства и хранения будет иметь разные показатели теплоотдачи. Для сравнения берут усредненные значения (см. таблицу).

Вид топлива	Влажность, %	Калорийность, ккал/кг
Дрова	20-25	2800-3400
Каменный уголь	12-18	6500-7000
Бурый уголь	14-22	3100-3600
Торф	28-30	2600-2800
Пеллеты и брикеты	6-10	4300-4700

Активность

Активность топлива – параметр условный. Она характеризует способность топлива вспыхивать и сгорать самого по себе.

Предельно активным считается топливо, вспыхивающее от искры, причем зона горения сразу распространяется по всей его поверхности. Высокоактивное топливо требует поджога небольшим количеством еще более активного или с помощью фитиля, но затем на открытом воздухе быстро и по всей поверхности разгорается. Средне активное требует розжига более активным топливом и без дополнительных мер (пошуровать, поворошить) или наддува на открытом воздухе полностью не сгорает. Горение низкоактивного топлива может проходить только в специальных устройствах после розжига.

Активность топлива мало зависит от его теплотворной способности, но гораздо более – от агрегатного состояния, температуры кипения (для жидкого топлива) и степени измельчения (дисперсности) для твердого. К примеру, бензин и этиловый спирт при комнатной температуре предельно активны. В солярке при комнатной температуре факел гаснет, но, распыленная форсункой, она при 90 градусах сама вспыхивает на открытом воздухе. Древесина в виде дров средне активна, в виде сухой стружки – высокоактивна, а в виде опилок – очень слабо активна.

Примечание: по ТУ температура вспышки летнего дизельного топлива – 62 градуса. Но это в закрытом тигле.

Как правильно топить котёл углём: инструкция по обеспечению длительного горения

Прежде чем растопить котёл нужно осмотреть его на наличие повреждений и трещин, проверить интенсивность тяги, а также, подключив его к сети, убедиться в исправности работы электронных частей. Затем рекомендуется очистить зольник и камеру сгорания, насухо их вытереть и после этого начинать топить котёл углём.

Специалисты советуют растапливать котлы топливом с меньшим КПД, но более легковоспламеняющимся, а потом понемногу добавлять уголь в два захода:

Положить на решётку смятую бумагу, сверху поместить щепки или хворост.
Закрыть дверцу топки, со всех сторон равномерно поджечь бумагу и прочее.
Открыть задвижку зольника и дождаться пока мелкое топливо разгорится.
Прямо поверх пламени насыпать мелкий уголь тонким слоем в 10–15 см.
Через 15–30 минут доложить крупный уголь до верхней границы дверки.
Оставить поддувало наполовину приоткрытым (только щёлку, если дымит).

Теперь можно наслаждаться комфортной температурой в комнате, регулярно подкидывая топливо. Перед дозаправкой задвижку зольника требуется закрывать.

Как видно, топить котёл просто, но чтобы он долго горел, не потреблял «лишнего» угля и в целом был эффективным, придётся контролировать его работу:

ворошить прогоревший уголь перед новой закладкой для предотвращения массового спекания, а если корочка уже сформировалась – разбивать её кочергой;
разбавлять небольшими прослойками дерева недостаточно теплотворное (низкокачественное) топливо, чтобы не дать слоям угля коксоваться между собой;
организовать теплоизоляцию дома и установить термостат в каждой комнате, что позволит избежать переработки котла и сэкономить в итоге до 20–25 % угля;
чтобы разжечь бумагу использовать силу естественной циркуляции воздуха, даже если автоматика контролирует надув (так дымоход будет успевать прогреться);
полностью очищать дымоход и все внутренние узлы минимум 2 раза в год, иначе через несколько лет скопление сажи приведёт к падению КПД на 25–30 %.

Справка. Чтобы ещё более экономно использовать ресурсы бережливые хозяева просеивают зольные отходы на металлической решетке 5–6 мм, и все крупные недогоревшие куски отправляют обратно в котёл вместе с новой порцией свежего угля. Таким образом, расход топлива сокращается в среднем на 10 – 15%.

Алгоритм расчёта расхода угля

Котёл современного типа может эффективно работать и на каменном угле, и на буром. Но если есть возможность выбора, то лучше выбрать уголь высокого качества – антрацит. Именно он характеризуется самой высокой тепловой ёмкостью и сгорает почти без остатка. Однако и стоимость антрацита выше других сортов. Необходимо рассмотреть цену на топливо, доставку и его теплоёмкость, и выбрать оптимальный вариант.

Какой уголь выбрать для отопления в частном доме?

Подсчитать расход угля в твердотопливном котле можно двумя способами. Самый первый – элементарный, при помощи ведра. Обычно уголь измеряют тоннами, однако навряд ли в вашем котельном помещении будут весы для аккуратного отвешивания требуемой дозы для загрузки.

Одно ведро вмещает около 18 кг каменного угля.

Примерно, для обогрева жилища 200 м² будет уходить следующее количество угла:

В сентябре-октябре одно ведро в сутки.
С ноября по февраль – 10 вёдер.
В марте-апреле около двух вёдер.

Если взять, что в месяце 30 дней и сложить все значения, то можно узнать общее число вёдер (780 вёдер). В килограммах получается:

780 х 18 = 14040 кг

Таким образом, за сезон отопления на обогрев жилища в 200 м² котёл на угле потребит немного больше 14 тонн каменного угля.

Второй способ подсчёта расхода угля в твердотопливном котле более научный. На сжигание 200 г угля уйдёт около 1 кВт тепла. Для уютного проживания во время отопительного периода необходимо приблизительно 50 000 кВт тепла:

50000 х 0,2 = 10000 кг (10 тонн)