Котел для отопления
Как выбрать правильный котел для отопления частного дома: преимущества и недостатки устройств
Устройство системы отопления во многом определяется доступным видом топлива. Но представленные на рынке отопительные котлы различаются не только по этому критерию, перед покупкой стоит также ознакомиться с особенностью их установки и эксплуатации. И так, как выбрать котел для отопления частного дома, что бы потом не пожалеть о сделанной покупке.
При организации системы индивидуального отопления, человеку придется столкнуться с рядом важных вопросов, одним из которых будет выбор отопительного прибора.
Отопительный котел в интерьере жилого помещения
Сегодня на рынке представлены сотни моделей импортного и отечественного производства, и выбрать среди них действительно подходящее оборудование достаточно тяжело, особенно, если учесть, что вид доступного топлива это важный, но не определяющий момент. Также нужно принять во внимание особенности проектирования отопительной системы и горячего водоснабжения, сочетаемость ее отдельных элементов, место, где котел может быть установлен и принцип его работы.
Бытовые отопительные котлы: что важно учесть при выборе
Для того, чтобы приобрести котел и не пожалеть об этом спустя некоторое время, нужно заранее ознакомиться со всеми возможными видами отопительных приборов, особенностями их установки и эксплуатации. Это позволит не только обеспечить комфортные условия проживания в холодное время года, а и сделать их максимально выгодными для семейного бюджета. Для удобства можно выделить несколько критериев, которые будут определяющими при выборе отопительного устройства.
- Вид используемого топлива, которое доступно не только на сегодняшний день, а и в дальнейшей перспективе. Всего их четыре: газ, электричество, жидкое и твердое топливо. Большинство современных котлов не потребуют дополнительного времени или сил, потраченных на обслуживание, чего нельзя сказать про твердотопливные котлы.
- Конструкция оборудования зависит от систем отопления и горячего водоснабжения. Различают одноконтурный идвухконтурный котел. Одноконтурный предназначен исключительно для отопительных работ, тогда как двухконтурный котелотличается наличием двух теплообменников, один из которых используется системой отопления, а второй для нагрева воды.
- Тепловая мощность агрегата чаще уже рассчитана проектировщиками при строительстве или ремонте индивидуального отопления. Самостоятельно ее можно определить, используя специальные программы для расчета.
- Напольный или настенный котел. Данный критерий актуален, только если устанавливаются газовые или электрическиеотопительные котлы. Напольные модели просты в эксплуатации и надежны, могут отвечать любой требуемой мощности. Мощность моделей настенных котлов не превышает 42 кВт, а максимальный размер отаплиевомого помещения – 400 м. кв. Но доступная цена, простой монтаж и компактность, являются неоспоримыми достоинствами данного класса.
- Автоматика оборудования зависит от требований к регулировке температурного режима системы. Выбирают между одноступенчатыми, двухступенчатыми, бесступенчатыми и плавнорегулируемыми устройствами.
Схема: одно- и двухконтурный котел
Газовые котлы
Газовые котлы наиболее популярный сегодня вариант, благодаря доступности и экономичности голубого топлива. Устройства бывают двух типов:
- Конденсационные газовые котлы кроме тепловой энергии от сгорания топлива используют тепло конденсируемого водяного пара, что позволяет обеспечить более экономичный расход газа и тем самым снизить материальные затраты на отопление. Отвод жидкости организовывают в канализацию или в систему подачи горячей воды. Конденсационные устройства не охлаждают помещение, поскольку имеют закрытую камеру сгорания. Подача воздуха и вывод продуктов горения – принудительные и осуществляются на улицу, что позволяет использовать устройства в помещении, не оборудованном стационарным дымоотводом.
- Конвекционные. Используют для нагрева теплоносителя только энергию, выделяемую при сгорании топлива. Как правило, они оборудованы открытой камерой сгорания и работают за счет естественной тяги, потребляя кислород из помещений, в которых их установили. Поэтому при использовании такого варианта стоит позаботиться о
качественной вентиляции и предусмотреть наличие стационарного дымохода.
Схема: устройство конденсационного (слева) и конвекционного (справа) котлов
Также при выборе газового котла стоит обратить внимание на теплообменник. Это металлическая емкость, в которой собственно и выполняется нагрев теплоносителя. Если он выполнен из стали, срок эксплуатации такого устройства будет не самый высокий. Чугунные теплообменники более устойчивы к перепадам температуры, практически не ржавеют и могут эксплуатироваться свыше 50 лет. В некоторых дорогих моделях теплообменник может быть медным, легкий нержавеющий материал отличается хорошими техническими характеристиками, но требует особого внимания во время эксплуатации
Важно! Установка газового оборудования строго контролируется соответствующими органами, требует разрешения и наличия определенного пакета документов.
Газовые котлы достаточно экономичны и просты в эксплуатации. При правильном расчете мощности возможен обогрев помещения любых размеров. Для конвекционных моделей нужен дымоход и специальное, хорошо проветриваемое помещение.
Электрические котлы
Электрический котел наиболее дорогостоящий в обслуживании, но перед другими вариантами он во многом выигрывает. В зависимости от мощности, устройства бывают однофазные, трехфазные и многоступенчатые. Последние позволяют более рационально использовать электроэнергию и избежать резких перепадов напряжения.
По принципу действия электрические котлы бывают трех типов:
- электродные;
- ТЭНовые;
- индукционные.
Электродные котлы В конструкциях данного типа теплоносителем, обычно, выступает соленая вода, она нагревается в теплообменнике, где через раствор электролита проходит ток. В результате этого образуется некоторое количество электролизного газа, и периодически его необходимо стравливать. Минимальное неудобство при эксплуатации перекрывается экономичным расходом электроэнергии.
ТЭНовые котлы
Наиболее простые с конструктивной точки зрения. Трубчатый электрический нагреватель, передает тепловую энергию, проходящему теплоносителю. Нагрузка на электросеть отрегулирована автоматикой. Функциональный набор и уровень мощности варьируются в достаточно широком диапазоне. Мощность устройства определяется числом нагревательных элементов и, как правило, не превышает 32 кВт. Продолжительность срока службы сильно зависима от характеристик теплоносителя. Высокая жесткость воды способствует образованию накипи и преждевременной поломке ТЭНа.
Схема: сравнение устройства ТЭНового и электродного котлов
Индукционные котлы
Принцип действия, по которому работают индукционные котлы, схож с работой трансформатора. Энергию теплоносителю, практически без потерь, передает металлический лабиринт, которой в свою очередь нагревается за счет перемагничивания в переменном магнитном поле, созданном индуктивной катушкой. Индукционные котлы работают с любим теплоносителем, это может быть вода, антифриз, масло. В дополнительных средствах автоматики, защиты или особой системе вентиляции они не нуждаются.
Малогабаритные индукционные котлы позволяют эффективно использовать пространство помещения, отличаются простотой монтажа, запуска и обслуживания. Их также используют в качестве резервной системы или в мобильных установках при аварийных ситуациях. Индукционные котлы считаются наиболее экономичными, но их установка возможна, только если отопительная система закрытого типа, с избыточным давлением и принудительной циркуляцией.
Компактные и малошумные электрические котлы не требуют специальных условий установки. Они простые и безопасные, не коптят, не нуждаются в обслуживающей или чистке. Но они не самый экономичный вариант, и в случае ее отключения электричества помещение останется без тепла.
Твердотопливные котлы
Твердотопливные котлы наиболее трудоемкие в обслуживании. Могут использоваться как основное, дополнительное или вспомогательное отопительное устройство. В последнем случае, они нагревают и разгоняют теплоноситель перед запуском электрических или газовых котлов, которые только поддерживают заданный температурный режим. Сегодня твердотопливные котлы производятся в нескольких модификациях:
- чугунные;
- пиролизные;
- пиллетные;
- твердотопливные котлы длительного горения.
Чугунные твердотопливные котлы
Надежные и безопасные, но достаточно габаритные агрегаты. Тепловую энергию получают при горении углей или дров. Работают на естественной или принудительной тяге.
Чугунный твердотопливный котел
Пиролизные котлы
Основным принципом работы этих котлов является генерация и дальнейшее дожигание пиролизного газа, выделившегося при сгорании твердого топлива в условиях высоких температур и недостатка кислорода. Пиролизные котлы оснащены автоматическими газорегулятором, который подает кислород в необходимом количестве для горения топлива, после чего последовательно снижает его подачу, это приводит к тлению древесины и переходу устройства в рабочий режим. Пиролизные котлы, как правило, являются универсальными и работают на любом виде твердого топлива, это могут быть дрова, уголь или прессованные брикеты. Для того чтобы создать безопасные и максимально комфортные условия эксплуатации многие производители оснащают пиролизные котлы контуром охлаждения, который, при желании, можно соединить с системой горячего водоснабжения.
Пиролизный котел для обогрева дома
Пиллетные котлы
Редко устанавливаются в бытовых условиях, работает на прессованной гранулированной древесине – пиллетах. Некоторые модели могут быть оборудованы жестким или гибким шнеком, который после регулировки самостоятельно подсыпает необходимое количество топлива в зону горения. Тип розжига чаще автоматический. На продолжительность горения влияет емкость бункера.
Устройство пеллетного котла
Твердотопливные котлы длительного горения
В зависимости от конструкции котла топливом могут быть сухие дрова и опилки, или уголь и смеси угля с торфом и дровами. Отличительной особенностью этих котлов является особое устройство бункера, сгорание топлива в нем происходит сверху вниз, и сопровождается не открытым пламенем, а тлением. Благодаря чему время горения может увеличиваться до 24 часов.
Виды твердотопливных котлов длительного горения
Твердотопливные котлы – альтернатива газовым, по экономическим соображениям. Они экологически чистые и способны отапливать большие помещения, но в период эксплуатации твердотопливные котлы требуют постоянного контроля или дополнительной установки автоматической линии подачи топлива. Их габаритные размеры не всегда приемлемы, особенно если учесть, что установка возможна только в отдельном специально оборудованном помещении.
Жидкотопливные котлы
Такие котлы непременно ба стали очень популярны в силу своей автономности и высокого коэффициента полезного действия, если бы не стоимость топлива и обслуживающих работ. И тем не менее, они все же используются при отсутствии газовой магистрали и невозможности использования твердотопливных котлов.
Принцип их действия основывается на сгорании жидкого топлива, которое распыляется из горелки под давлением в камеру сгорания, где смешивается с воздухом и воспламеняется.Жидкотопливные котлы, как правило, оснащены всей необходимой автоматикой и в зависимости от вида используемого топлива, разделены на два типа.
Дизельные напольные котлы
Достаточно компактные модели со стальным или чугунным теплообменником. Используют естественную или принудительную тягу. Вторые оборудованы закрытой камерой сгорания.
Дизельный напольный котел
Жидкотопливные котлы работающие на отработанном масле Используются преимущественно на производствах, но могут быть установленны и в бытовых условиях. Особенностью агрегата, является наличие системы подогрева масла для его надёжного воспламенения.
Жидкотопливные котлы используются при отсутствии магистрального газа и других альтернативных видов топлива. Только в редких случаях их установка экономически целесообразна. Они просты в управлении, и не требуют специальных разрешений при установке. При этом, система отопительного прибора при грамотном подходе может быть переоборудована под природный газ.
Устанавливаются только в отдельном помещении, достаточно дорогие в обслуживании и создают высокий уровень шума во время работы.
Самодельные котлы
Высокая стоимость отопительных приборов часто заставляет задуматься о возможности их самостоятельного изготовления, но стоит сказать, что действительно качественный самодельный агрегат обойдется домовладельцу не намного дешевле, а экономия на важных деталях оборудования делает небезопасной его дальнейшую эксплуатацию. Для того что бы сделать котел самостоятельно потребуются определенные знания и опыт в сфере отопления, поэтому нередко самодельные котлы изготавливают на заказ.
Пример самодельного котла для обогрева помещения
Организация системы отопления
Система отопления состоит из отопительного прибора – котла и элементов теплоснабжения, по которым поступает теплоноситель, обычно, это вода, иногда используют антифриз. Важно чтобы она была хорошо продумана и спроектирована в зависимости от используемого вида топлива. Системы отопления также классифицируется по нескольким важным показателям, которые не зависят от типа используемого котла.
Совет! Работы по монтажу системы отопления в спокойном режиме значительно отличаются по качеству от тех, что выполнены в спешке, перед началом холодов.Система отопления по способу циркуляции теплоносителя бывает двух видов.
- Принудительная. Циркуляция жидкости осуществляется за счет работы насоса. Преимуществом такой системы, является ее комфортная эксплуатация и возможность поддерживать заданную температуру в каждой точке. К минусам можно отнести только потребность насоса в электроэнергии.
- Естественная. Исполняется за счет гравитационных сил подающей и обратной труб, если они достаточного диаметра. Затраты топлива при эксплуатации такой системы существенно увеличиваются.
Виды организации системы отопления помещения
По типу отопительных приборов различают следующие системы:
- Радиаторная – проверенные временем и при грамотном исполнении достаточно надежны и эффективны.
- Плинтусная – это своего рода гибрид радиаторной системы и теплого пола. По периметру комнаты устанавливают специальное оборудование и теплоотдача уходит как в направлении пола, так и в сторону стен.
- Теплый пол – обычно, водяной. Под напольным покрытием проводят систему труб, которая обогревается теплоносителем.
- Теплые стены по конструкции напоминают теплые полы. Могут быть встроенными в кирпичную кладку или спрятаны под гипсокартон.
- Комбинированная.
В зависимости от способа разводки труб к отопительным приборам система отопления может быть:
- Однотрубная. Все элементы теплоснабжения подключаются последовательно, и последний радиатор цепочки будет немного холоднее, чем в первый.
- Двухтрубная. Подключение подразумевает подвод прямой и обратной трубы к каждому радиатору. Таким образом, их температура является одинаковой независимо от степени отдаленности от котла.
Как выбрать отопительный котел для дома: видео
Отопительные котлы для частного дома - разновидности, выбор, расчет мощности котла
Инженерные системы частного дома, независимо от того, только построенный он или модернизируемый требуют очень пристального внимания и довольно высоких расходов. И система отопления является одной из главных, и, пожалуй, самих дорогих. Если стандартные отопительные приборы, к которым относятся радиаторы, конвекторы, трубы теплого пола, — у всех систем отопления одинаковые, то генераторы тепла – котлы, могут иметь принципиальные различия.
В предлагаемой статье мы расскажем о том какие именно отопительные котлы для частного дома надо выбрать, исходя из конкретных условий. Мы дадим понять читателям как определиться с необходимой мощностью котла, видом топлива, конструктивными особенностями и другими важными с нашей точки зрения вопросами.
Отопительные котлы для частного дома
Выбор отопительных котлов по типу топлива
Очевидно, что главным фактором, влияющим на выбор того или иного отопительного котла, является именно вид топлива (или другого источника энергии), которое будет использовано для получения тепла. Вначале перечислим какие бывают котлы:
- Твердотопливные котлы, которые работают на дровах, угле, пеллетах или брикетах.
- Жидкотопливные котлы, использующие для получения энергии дизельное топливо (солярку).
- Электрические котлы – нагревающие теплоноситель при помощи электроэнергии.
- Газовые котлы, использующую энергию сгорания природного или сжиженного газа.
Кроме вышеперечисленных типов котлов встречаются еще и комбинированные модели. Например, газовый скомбинирован с электрическим. Такое сочетание бывает очень полезно тогда, когда учет электроэнергии идет по двум тарифам – дневному и ночному. Днем можно греть дом газом, а ночью поддерживать электричеством. Также такие котлы целесообразно использовать в дачных домах, где люди появляются периодически. Тогда в холодное время года электрическая часть котла будет поддерживать определенную заданную температуру, чтобы теплоноситель не замерз, а по приезду хозяев уже можно подключать на полную мощность газовую «фракцию».
Комбинированный газоэлектрический котел отопления
Еще одной из достаточно часто встречающейся разновидности комбинированных котлов являются твердотопливные котлы, в которые при необходимости можно установить газовую горелку. Такой прием использовали в старых котлах, когда особо не заботились о КПД. Тогда это можно было понять, так как цены на все виды топлива были копеечные и не оказывали существенного влияния на семейный бюджет. Но и сейчас существуют современные модели котлов, которые позволяют использовать и твердое топливо в виде дров, угля или даже пеллет (при некоторой модернизации), а также газа и даже жидкого топлива. Причем, производители уверяют, что горелка может работать как на газе, так и на солярке – надо просто перевести котел в другой режим при помощи переключателя. Чаще всего такие «всеядные» котлы имеют две или даже три топки и соответственно и теплообменника, что сказывается на габаритах.
Тяжело сказать какое топливо не сможет принять этот «монстр»
С первого взгляда многотопливные котлы выгодны, так как позволяют использовать в целях отопления все, что угодно. Но у них есть масса существенных недостатков:
- У таких котлов КПД на том или ином виде топлива будет всегда ниже моделей, которые «заточены» под только одно топливо. Более низкий КПД выражается в больших расходах на отопление. За месяц это десятки—сотни рублей, а за срок эксплуатации – это десятки тысяч, которые могли бы быть потрачены на котел с более высоким КПД.
- Разное топливо дает отличную друг от друга теплоту сгорания, поэтому и автоматика системы отопления также должна настраиваться на соответствующий вид топлива. А это дополнительные и немалые расходы. Количество тепла при сгорания твердого топлива трудно контролировать, поэтому очень желателен аккумулирующий бак, который стоит нисколько не меньше, чем хороший котел.
- Как мы уже отмечали, габариты «всеядных» котлов значительно больше, они очень тяжелые и выпускаются только в напольном исполнении, что потребует отдельного специально оборудованного помещения котельной. О требованиях к котельным можно прочитать в соответствующей статье нашего портала
- Цены на многотопливные котлы по понятным причинам гораздо выше, чем более «привередливых» их собратьев. Бывает, что дешевле приобрести, например, отдельные твердотопливный и газовый котлы, чем их «гибриды». Встречаются модели российского производства, которые могут показаться «вкусными» по цене, но отзывы об их эксплуатации либо замалчиваются, либо негативные.
Мнение авторов статьи однозначное – лучше иметь два отдельных котла на различные виды топлива, чем один, приспособленный на два или три. Исключение может составить комбинированный котел газ-электричество или дрова-электричество. ТЭНы в таких котлах обычно встраивают непосредственно в теплообменник, что не сказывается сильно на габаритах. Далее мы предлагаем рассмотреть котлы на каждом из видов топлива отдельно.
Отопительные котлы для частного дома
Твердотопливные котлы
Самым традиционным видом топлива для человека, которым он пользуется испокон веков являются обычные дрова. Древние люди обогревались открытым огнем от костра, а когда человек стал строить жилище для себя, то и огню нашли тоже место в доме. Вначале это тоже был открытый огонь в очаге, но потом технический прогресс привел к появлению печей, в которых огонь изолировали в топке, а дымовые газы стали выводить через дымоход. Все классические печи отапливают за счет излучения и конвекции, то есть только те помещения, которые непосредственно примыкают к печи могут получать свою порцию тепла. Если правильно организовать воздуховоды, то можно отапливать и смежные помещения, находящиеся недалеко, что делают и в современных печах и каминах. Но нас интересуют несколько другие устройства, которые работают на твердом топливе – а именно котлы.
Котел отличается от печи тем, что он может отапливать не только непосредственно то помещение, в котором находится, а также и удаленные. Для этого котел нагревает теплоноситель, выполняющий роль посредника, который транспортирует тепло в другие помещения. В каминах или печах, оснащенных воздуховодами, роль теплоносителя выполняет воздух, однако его малая удельная теплоемкость не позволяет использовать его для передачи большого количества тепла в удаленные помещения. Поэтому роль посредника отдают чаще всего обычной воде, которая по своим физико-химическим свойствам практически идеально подходит для теплоносителя.
Узнать больше о теплоносителях для системы отопления можно в подробной тематической статье нашего портала. Читайте: «Теплоносители для системы отопления».
Для того, чтобы тепло от сгорания топлива передавалось теплоносителю (воде или антифризу), в котле обязательно должен присутствовать теплообменник. Он представляет собой емкость определенной формы, расположенную в камере сгорания. С одной стороны, теплообменник должен разделять две среды – пламя в топке и теплоноситель, а другой стороны обеспечивать эффективную передачу тепла. Поэтому форму теплообменника делают такой, чтобы площадь его соприкосновения с топкой и нагретыми дымовыми газами была максимальной. Подогретый теплоноситель под действием природных сил или принудительно при помощи циркуляционных насосов отправляется в «путешествие» к отопительным приборам: радиаторам, конвекторам, бойлерам косвенного нагрева, трубам теплого пола и другим.
Пример трубчатого теплообменника твердотопливного котла
Невольно возникает резонный вопрос – можно ли считать дровяную печь с водяным контуром твердотопливным котлом? В продаже ведь имеется много моделей печей и каминов, которые помимо своего прямого назначения – обогревать «своим телом», имеют еще и контур для теплоносителя. Некоторые из моделей еще имеют вдобавок и специальное место, на котором можно или приготовить, или разогреть пищу. Наше мнение, что печь с контуром нельзя в чистом виде назвать твердотопливным котлом. Можно сказать, что печь выполняет некоторые функции котла, но не является им полностью. Задача котла – это максимальное количество тепла, полученного от сгорания топлива передать теплоносителю. Поэтому часто топки хороших твердотопливных котлов снабжают эффективной термоизоляцией. Тогда с очень высокой точностью можно рассчитывать систему отопления, которая будет предсказуемой и управляемой, так как львиная доля тепла идет именно на подогрев теплоносителя.
Посетителям нашего портала, желающим подробнее ознакомиться с многофункциональными печами предлагаем прочитать статью: «Печи с водяным контуром для отопления дома».
Какое топливо используется в твердотопливных котлах?
В современных твердотопливных котлах могут применяться различные виды топлива. Сразу отметим, что есть «всеядные» котлы, а есть такие, которые приспособлены для конкретного вида топлива. Этим ни в коем случае пренебрегать нельзя, так как преждевременный выход из строя твердотопливного котла далеко не редкий случай. И основная причина этого – использование «неправильного» топлива. Вся необходимая информация есть в технических характеристиках котлов, которые можно изучить еще задолго до приобретения, воспользовавшись всемогущим интернетом. Кратко рассмотрим виды топлива, применяемого в твердотопливных котлах.
Дрова
В России с ее гигантскими лесными ресурсами просто грех не пользоваться этим видом топлива. Особенно в тех регионах, где дрова можно купить по низким ценам или добыть самостоятельно. И, независимо от того, что дрова самый древний вид топлива, актуальность их применения нисколько не утрачена. Они вовсе не собираются «на пенсию», а в некоторых развитых странах вообще обретают второе рождение, так как газообразное и жидкое топливо постоянно растет в цене. А еще дрова являются возобновляемым видом топлива, так как вместо спиленного дерева в нормальных странах, заботящихся о своих природных ресурсах, сразу сажают новое дерево, которое через несколько лет уже может опять использоваться в качестве топлива.
Дрова и в XXI веке являются ценным видом твердого топлива
Приведем хороший пример — Финляндия, которая по площади лесных массивов в десятки раз меньше России, имеет амбициозные планы по снабжению себя и всей Европы прежде всего высококачественной продукцией деревообрабатывающей промышленности. Известно, что не все части дерева могут использоваться для производства бруса, или досок. И «отходами» деревообработки всегда будут дрова, причем в очень больших количествах. Просто грех не воспользоваться ими как топливом, что финны успешно и делают. При этом лесные массивы не просто бездумно вырубаются, а засаживаются новыми деревьями. В результате площадь лесных массивов в Финляндии растет. Есть чему поучиться России у той страны, которая какое-то время была частью Российской империи.
Однако, не все дрова одинаковы, они различаются по виду древесины, плотности, размеру, теплотворной способности и уровню содержания влаги. Свежеспиленное дерево имеет влажность от 45% до 80%. Такие дрова будет очень трудно разжечь, при горении они будут выделять мало тепла и сильно загрязнять дымоход сажей. Поэтому их предварительно просушивают в естественных условиях, чтобы влажность была на уровне 15—25%. Принудительную сушку для дров не применяют, так как это связано с дополнительными энергозатратами, что делает применение дров экономически нецелесообразным. Для того, чтобы понять важность влажности дров, приведем простой пример – дрова из свежеспиленного дуба выделяют в 2,25 раза меньше тепла, чем из просушенного в естественных условиях. У свежеспиленного уровень влаги примерно 60%, а у просушенных – 20%.
Следует отметить, что влажность древесины может быть выражена в двух величинах:
- Абсолютная влажность – это величина, выраженная в процентах, отражающая содержание влаги в древесине по отношению к полностью ее высушенной. Естественно, полностью удалить влагу из древесины невозможно, она все равно сохранится хоть в мизерных количествах, чтобы дерево не потеряло свои физические свойства. просто при сушке древесины наступает момент, когда она перестает терять свой вес. Тогда можно сказать, что древесина абсолютно сухая. Понятие абсолютной влажности применяется в строительстве и мебельном производстве для определения качества пиломатериалов.
- Относительная влажность – это показатель, который нас может заинтересовать только при использовании древесины в качестве топлива. Относительная влажность рассчитывается как отношение массы влаги в настоящий момент к общей массе древесины. Очевидно, что относительная влажность никак не может превышать 100%. Ранее, когда мы говорили о влажности дров, то имели в виду именно относительную влажность.
Кроме относительной влажности на теплотворность дров также сильно влияет порода древесины, которая соответствует плотности. Очевидно, что чем она больше, тем больше тепла будет выделяться при сгорании. Рассмотрим таблицу, в которой приведены порода древесины, ее плотность в кг/м³ и объемная удельная теплотворность, выраженная в ккал/дм³. При этом принято, что все породы древесины имеют одинаковую относительную влажность в 12%.
Порода древесиныПлотность, кг/м³Объемная теплотворность, ккал/дм³| Лиственница | 665 | 2620 |
| Сосна | 505 | 1990 |
| Ель | 445 | 1755 |
| Кедр | 435 | 1714 |
| Пихта | 375 | 1478 |
| Акация белая | 800 | 3082 |
| Граб | 795 | 3062 |
| Груша | 710 | 2735 |
| Яблоня | 710 | 2735 |
| Дуб | 690 | 2658 |
| Клен | 690 | 2658 |
| Ясень | 680 | 2620 |
| Бук | 680 | 2620 |
| Вяз | 650 | 2504 |
| Береза | 640 | 2465 |
| Орех грецкий | 590 | 2275 |
| Ольха | 525 | 2022 |
| Осина | 495 | 1907 |
| Липа | 495 | 1907 |
| Тополь | 455 | 1753 |
| Ива | 455 | 1753 |
Размер дров также имеет значение. Обычно он находится в диапазоне от 25 до 40 см, но здесь главное, чтобы дрова подходили к топке. Не стоит загружать слишком длинные дрова в небольшие топки, равно как и короткие в большие. Также дрова бывают пиленые или колотые. Пиленые стоят дешевле и при покупке легче подсчитать кубатуру, так как по отзывам владельцев твердотопливных котлов продавцы нередко обманывают на объемах. Колоть дрова можно и самостоятельно. Тогда и никакой фитнес зал нужен не будет, так как по количеству истраченных калорий колка дров «заткнет за пояс» любую беговую дорожку, степ или гребной тренажер.
Хвойные породы древесины для топки котлов использовать не рекомендуется, так как в их составе высокое содержание смол, которые при сгорании сильно загрязняют топки и дымоходы. Поэтому дрова из хвойных пород имеет смысл применять только иногда и только после продолжительной сушки.
Предлагаем читателям нашего портала ознакомиться с подробной статьей о дровах для отопления. В ней описаны характеристики дров, рассказано какие породы древесины наиболее хорошо подходят для твердотопливных котлов, а также рассказано о «секретах» правильной заготовки и хранения. Читайте: «Какие дрова лучше для отопления».
Достоинства и недостатки дров как топлива для твердотопливных котлов
Мы уже говорили, что дрова нельзя недооценивать как топливо. Они обладают рядом преимуществ:
- Во-первых – это доступность дров. Россия обладает огромными лесными богатствами и места проживания большинства населения страны находятся там, где недостатка в древесине нет. При бережном и умном отношении к лесам можно сказать, что в стране неисчерпаемый источник древесины, в том числе и дров. В то же самое время, газовые магистрали проходят далеко не везде.
- Во-вторых, ввиду доступности и большого количества, дрова имеют или низкую, или разумную цену. Даже при наличии газовых магистралей, современные дома сейчас часто оборудуют еще и твердотопливным котлом.
Образцовая поленница
- В-третьих, использование дров в качестве топлива для котлов не требует изнурительных и дорогостоящих согласований у различных организаций. Котел на дровах можно установить и запустить в эксплуатацию самостоятельно, что категорически запрещено с газовыми котлами.
- И, наконец, котлы на дровах имеют простую (по сравнению с газовыми или жидкотопливными) конструкцию, что упрощает техническое обслуживание и ремонт. Это еще и позволяет людям с инженерным образом мышления и руками, растущими из нужных мест, изготавливать котлы самостоятельно.
Но все-таки мы живем уже в XXI веке и прогресс не стоит на месте. Поэтому дрова не лишены некоторых недостатков, которые мы перечислим.
- Котлы на дровах имеют низкий КПД. Современные модели могут «выжать» из этого вида топлива максимум 70—80%, тогда как другие виды котлов уже приближаются к отметке 95—96%.
- Большой расход топлива вследствие малой теплотворности. Чтобы отопить даже небольшой дом, потребуется внушительный запас дров. Поэтому котлы на дровах могут отопить только небольшой дом, а современные коттеджи им «не по зубам».
- Котлы на дровах требуют постоянного участия человека для закладки топлива, его розжига, периодического добавления и чистки от золы. Процесс отопления дровяными котлами практически невозможно автоматизировать.
- Дровяной котел требует отдельного помещения котельной. Кроме этого для запаса дров требуется либо отдельное помещение, либо оборудованная неподалеку от котельной поленница. А это дополнительные площади и постройки.
- Твердотопливные котлы на очень требовательны к качеству дров: породе древесины, размеру, относительной влажности. Применение некачественного топлива очень быстро приводит к загрязнениям топки и дымоходов.
Все вышесказанное приводит нас к выводам, что применение дров оправдано только при их дешевизне, приемлемом качестве, наличия мест для складирования и желании лично участвовать в отоплении дома.
Уголь
Уголь – это первое ископаемое топливо, которое начал использовать человек. Причем, как утверждают некоторые исторические источники, уголь использовали китайцы еще 3000 лет тому назад. А шахтный способ добычи был налажен в Голландии еще в 1113 году. Кстати, эта шахта эксплуатируется и до сих пор. Именно добыча угля привела к промышленной революции, в ходе которой был изобретен паровой двигатель, сыгравший огромную роль в развитии производства и транспорта.
В целях отопления уголь тоже использовался достаточно давно, но не так широко, как дрова, хотя теплотворная способность его выше. Основным препятствием было образование при его горении большого количества вредных и едких газов, попадавших в помещения, но с изобретением дымохода для печей, а в дальнейшем и водогрейных котлов все изменилось. Добыча угля в мире возросла, он стал выгодным товаром, так как его можно было перевозить железнодорожным транспортом или морскими судами, которые приводили в движение паровыми двигателями.
Даже сейчас, когда достаточно развита добыча и транспортировка нефти и газа, уголь широко используется в промышленности. Он используется в металлургии, в электроэнергетике, в качестве химического сырья и в том числе и для отопления в централизованных котельных. Доля его использования постепенно снижается, так как в электроэнергетике часть «оттяпали» ГЭС, АЭС и сжигание природного газа. Но пока доля угля достаточно высока, его сжиганием получают более 20% произведенной в России электроэнергии, а добыча практически не упала. Если в 1990 году добывали 395 млн. тонн, то в 2016 – 385 млн. тонн. Правда 171,4 млн. тонн пошло на экспорт.
В домашних котельных уголь также достаточно широко применяется, особенно в тех регионах, где его добывают. Это понятно, ведь там он и дешевле и расходы на перевозку будут минимальными. Но далеко не всякий уголь пригоден для отопления. Прежде всего сам котел должен быть приспособлен для топки именно углем, что должно обязательно указываться в паспорте изделия. Если нет паспорта, то необходимо обратиться к специалистам. А каким именно углем предпочтительней топить кратко рассмотрим далее.
Уголь, который может использоваться в качестве топлива делится на три основные группы:
- Антрацит – это самый древний вид ископаемого угля, самый лучший его сорт. Он является переходным звеном между углем и графитом. Его отличают черный цвет, характерный блеск и самая большая из всех видов угля теплотворная способность. В антраците меньше всего содержится серы и воды, он горит очень быстро, не образуя пламени и дыма. После сгорания образуется минимальной количество золы. При высокой теплоотдаче антрацит не спекается. В качестве топлива использоваться может, но котел должен быть приспособлен к нему, да и высокая цена на антрацит ограничивает его использование в домашних твердотопливных котлах. Маркируется буквой «А».
- Каменный уголь – представляет собой горную породу, образованную преимущественно из битумных масс, которые в давние времена попадали на поверхность планеты, а потом вследствие каких-либо геологических процессов, оказавшихся в недрах. В каменном угле больше содержания воды, летучих веществ и минеральных примесей. Это основной вид топлива как в центральных котельных, так и в домашних. Хоть теплотворная способность каменного угля ниже, чем антрацита, он вполне подходит для отопления. Подразделяется на несколько видов, каждый из которых маркируется своей буквой, о чем будет сказано ниже.
- Бурый уголь – это также горная порода, но образованная преимущественно из торфа или лигнина. Содержание углерода в нем еще меньше, воды больше (до 43%), теплотворная способность ниже, чем у каменного угля. При горении бурого угля образуется самое большое количество вредных примесей и золы (шлаков), но тем не менее он может использоваться в качестве топлива. Имеют чаще всего черный цвет, черно-бурый или очень редко бурый цвет, но проведенная им черта на фарфоровой плитке всегда будет бурая. На воздухе бурый уголь быстро деградирует – при потере влаги он растрескивается и становится порошкообразным. Маркируется буквой «Б».
Классификация угля для «чайников»
Теперь рассмотрим более подробно маркировку различных марок угля. Представим ее в виде таблицы и заодно посмотрим на основные показатели.
Марки угляБуквенное обозначение марокВыход летучих веществ, %Содержание углерода, %Теплота сгорания, ккал/кг| Бурые | Б | 41 и более | Менее 76 | 6900—7500 |
| Длиннопламенные | Д | Более 39 | 76 | 7500—8000 |
| Газовые | Г | 36 | 83 | 7900—8600 |
| Жирные | Ж | 30 | 86 | 8300—8700 |
| Коксовые | К | 15 | 89 | 8450—8780 |
| Отощенно-спекающиеся | ОС | 15 | 89 | 8450—8780 |
| Тощие | Т | 12 | 90 | 7300—8750 |
| Антрациты | А | Менее 8 | Более 91 | 8100—8750 |
Кроме этого при добыче угля в некоторых месторождениях (бассейнах) могут встречаться различные промежуточные марки, которые обозначают сочетанием букв. Например, ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), СС (слабоспекающиеся) и другие.
При использовании угля как топлива огромное значение имеет размер фракции, получаемый при добыче. Здесь тоже есть своя градация, обозначаемая буквенным кодом. Рассмотрим это в виде таблицы.
НаименованиеМаркировкаРазмеры фракции| Плитный | П | 100 мм и более |
| Крупный (кулак) | К | 50—100 мм |
| Орех | О | 26—50 мм |
| Мелкий | М | 13—25 мм |
| Семечка | С | 6—13 мм |
| Штыб | Ш | До 6 мм |
| Рядовой шахтный | Р | 0—200 мм |
| Рядовой карьерный | Р | 0—300 мм |
В размерах фракций также могут присутствовать сочетания букв. Например, марка угля ДПК означает, что это длиннопламенный уголь фракции плитной и крупной.
При выборе угля той или иной марки надо обязательно строго следовать инструкциям производителя котлов, либо обращаться к опытным пользователям лично или через форумы в интернете. Применение угля не той марки может сделать отопление неэффективным или привести к прогоранию колосниковой решетки или самой топки котла. Казалось бы, что самым желанным для твердотопливного котла является антрацит, так как он дает наибольшую теплоту сгорания. Но на практике это может оказать «медвежью услугу». Его трудно разжечь, но когда антрацит разгорится, то высокая температура в топке приводит к спеканию и плавлению кокса, который заливает колосниковую решетку, прекращая доступ воздуха. Результат – котел гаснет, причем в самый «подходящий» момент, посреди морозной зимней ночи.
Результат неправильной закладки топлива — прогоревший колосник
Пожалуй, самым популярным и оптимальным углем для твердотопливных котлов являются длиннопламенные фракции от семечек до крупного. При их сгорании образуются длинные языки пламени, напоминающие горение дров. Обычно разжигают котел семечкой или мелким, а потом добавляют фракции покрупнее. Очень часто котел вначале растапливают небольшим количеством дров, а затем уже добавляют требуемое количество угля нужной марки. Самое главное – это понять, что нет универсального рецепта топки того или иного котла. Каждый случай индивидуален, и чтобы отопление работало эффективно и бесперебойно, надо следовать рекомендациям производителя, закупать нужное топливо и приобрести опыт, который по словам великого поэта «сын ошибок трудных». Куда же без них.
Отметим основные достоинства и недостатки отопления твердотопливными котлами при помощи угля. Начнем с хорошего – с достоинств.
- Мировые запасы угля огромны и Россия занимает одно из ведущих мест по добыче. Это делает такой вид топлива доступным как по цене, так по количеству и региону доставки. Можно сказать, что уголь это еще имеет перспективу использования в виде топлива не на один десяток лет.
- Уголь достаточно просто хранить. Ему не надо отапливаемых помещений, он может храниться даже под открытым небом или простым навесом без потери своих физико-химических свойств. Но это касается только антрацита и каменного угля. Бурый уголь разрушается при взаимодействии с кислородом и водой.
Правильное хранения угля поможет лучше пройти отопительный сезон
- Уголь имеет высокую удельную теплоту сгорания, гораздо выше, чем у дров. При равном с ними объеме, в угле заложено гораздо больше тепловой энергии. Соответственно для хранения запасов угля на холодный сезон необходимо гораздо меньше площадей.
- На рынке котельного оборудования существует огромный выбор котлов, которые могут отапливать при помощи угля и других видов твердого топлива. В зависимости от мощности, материалов, из которых котел изготовлен, степени автоматизации, марке, стране производства, можно подобрать нужный котел на любой вкус и кошелек.
- Традиционные угольные котлы могут работать полностью автономно, без электричества, что полезно в отдаленных регионах, где существуют проблемы с электроснабжением. Также угольные колы будут лучшим выходом в тех регионах, где нет и не планируется подача природного газа.
- Для разжигания каменного угля или антрацита надо создать специальные условия, что и делается в печах или котлах. Уголь не разгорится от брошенной спички или непогашенного окурка и что самое главное – он невзрывоопасен. Поэтому установка котла на угле и оборудование мест хранения не требуют специальных разрешений и согласований с надзорными органами.
Теперь добавим порцию дегтя в нашу бочку с медом и отметим недостатки.
- Уголь (особенно в виде пыли, которая всегда присутствует) уже сам по себе вреден для здоровья человека, животных и окружающей среды. В составе угля содержатся тяжелые металлы – ртуть, кадмий и другие, а также мышьяк, серу и другие опасные соединения.
- При сгорании угля образуется большое количество углекислого газа, угарного газа, моноокись и двуокись азота, двуокись серы, трёхокись серы. Эти вещества могут быть ядовитыми сами по себе (угарный газ) и при контакте с водой некоторые из них создают кислоты, становящиеся причинами разрушения дымоходов. Те соединения, которые ушли в атмосферу становятся частью кислотных дождей.
- При сгорании угля образуется большое количество сажи, которая оседает в топках и дымоходах, а также оседает на прилегающей к дымоходу территории. Котлы, работающие на угле, требуют периодической очистки топки и дымохода от золя и сажи. Во время чистки, разумеется, котел требует остановки. Образующуюся осле сгорания золу и шлаки необходимо утилизировать.
Этот котел наверняка топят углем
- Работа твердотопливного котла на угле требует постоянного участия человека (закладка топлива, удаление золы и шлака), что затрудняет автоматизацию. Существуют модели котлов, в которых уголь в топку подается автоматизировано из специального бункера, но стоит такое оборудование баснословно дорого и не окупится за весь срок службы.
- Котлы, работающие на угле, требуют специального помещения котельной, имеющего хорошую и приточную и вытяжную вентиляцию. Кроме этого для хранения запасов угля также требуются площади.
- Любой контакт с углем приводит к загрязнениям помещения, инструменты и самого человека, что приводит к определенным неудобствам.
Тем не менее уголь продолжает оставаться перспективным видом топлива как минимум еще на несколько десятков лет. Поэтому не надо «списывать его со счетов», а лучше применять для отопления там, где он действительно выгоден.
Топливные брикеты
В процессе промышленного производства, добычи полезных ископаемых, деревообработки, сельскохозяйственной деятельности образуется большое количества различных отходов, которые вполне могут служить топливом. Если раньше на них не обращали внимания и просто вывозили, то сейчас как говорится «отход идет в доход». Из всего, что может служить топливом стали делать так называемые топливные брикеты, которые могут применяться в печах, каминах и котлах. Такой подход имеет неоспоримые преимущества как для производителя, так и для потребителя.
Топливные брикеты
- Отходы какого-либо производства или переработки сразу используются для последующего производства брикетов. В результате конечная цена на готовый продукт будет гораздо ниже.
- Топливные брикеты имеют стандартизированные размеры, плотность, относительную владность и теплотворность. В результате этого можно точно рассчитывать количество закладываемого топлива.
- Топливные брикеты производят только из экологически чистого сырья. В качестве связующего выступает лигнин – натуральное вещество, содержащееся в древесине.
- Топливные брикеты горят практически бездымно, не искрят и не выделяют никаких вредных соединений. В топках и дымоходах не происходит образование сажи.
- Топливные брикеты сгорают полностью, зольность их не превышает 1,5%. Это позволяет делать большие закладки на продолжительное время. Для пиролизных котлов топливные брикеты высокого качества – просто находка.
- Брикеты легко складировать и хранить. Их использование не приводит к большому загрязнению пылью, щепками и прочим мусором. Повышенного уровня влажности качественные брикеты не боятся, но прямого воздействия воды надо избегать.
Безусловно, что брикеты являются очень перспективным видом топлива. Единственное, чем они могут «отпугивать» потребителя – это высокая цена и нестабильное качество. Надеемся, что с увеличением количества производств брикетов, применения нового оборудования, строгого соблюдения технологии, контроля качества и появления настоящей конкурентной борьбы на рынке, законы экономики сделают и цену ниже, и качество выше. Пока для большинства населения России брикеты являются диковинкой. Недаром их назвали «евродрова». Некоторые шутники отмечают, что им не нужно отдавать евро за дрова, когда в России они либо бесплатно, либо за рубли.
Какие же существуют брикеты по типу применяемого при производстве сырья?
- Древесные брикеты;
- Брикеты из каменного угля;
Угольные брикеты горят более предсказуемо, чем каменный уголь
- Торфяные брикеты;
- Брикеты из лузги.
Топливные брикеты могут выпускать разной формы:
- В виде «кирпичиков». Их еще называют «РУФ» — по имени правообладателя – компании RUF GmbH & Co. Изготовление таких брикетов производится на прессах при давлении 300—400 бар. Эти брикеты при несоблюдении технологии производства боятся механических повреждений.
Топливные брикеты RUF
- Круглые брикеты, называемые Нестро (Nestro). Они бывают как с радиальным отверстием, так и без него. Оригинальная технология предполагает, что они должны изготавливаться на гидравлических или ударно-механических прессах при давлении от 400 до 600 бар. Но кто по внешнему виду сможет это узнать? При выборе стоит обратить на диаметр – он должен быть не менее 80 мм, а также на длину – не менее 250 мм.
Брикеты типа Nestro из дуба
- «Евродрова» в форме многоугольника (4- или 6-гранного) в разрезе. Кроме этого в этом виде брикетов обязательно присутствует радиальное отверстие по центру, оно нужно для лучшего горения. Называют этот вид «евродров» «Пини-Кей» — по имени австрийской фабрики Pini&Kay, где они впервые были произведены. Изготавливают их под давлением 1000—1100 бар на шнековых прессах методом экструзии. В дальнейшем «карандаши» (применяемое в обиходе название) еще и подвергают термической обработке. Поэтому такие брикеты самые стойкие к механическим повреждениям, меньше, чем другие боятся влаги, долго горят и выделяют большое количество тепла. Ну и стоят «пини-кей» соответственно дороже.
Брикеты Pini&Kay, они же «карандаши», они же «евродрова»
Кроме этого существуют и другие, менее распространенные форм-факторы топливных брикетов. Особенно это касается тех, которые изготавливаются из торфа или угля.
Более подробно тема топливных брикетов раскрыта в статье: «Брикеты для отопления». В ней освещены сравнительные характеристики топливных брикетов, даны рекомендации по выбору, а также приводится пример как можно изготовить брикеты своими руками.
Топливные гранулы (пеллеты)
Человек, впервые увидевший пеллеты, вряд ли сразу подумает, что это топливо, так как они скорее напоминают какую-то кормовую добавку для животных. Но на самом деле топливные гранулы (пеллеты) – это один из самых популярных видов возобновляемого биотоплива. Возобновляемыми они являются по причине того, что для их производства используется древесина, которая является возобновляемым (выращиваемым) сырьем. По своей сути – топливные пеллеты – это те же самые топливные брикеты, только гораздо меньших размеров, что дает преимущества в транспортировке, хранении и дозированной подаче в топки котлов и печей.
Из пеллет различных видов можно делать красивые композиции
Пеллеты представляют собой цилиндрические гранулы диаметром от 4 до 10 мм и длиной от 15—50 мм. Для их производства может применяться различное сырье:
- Для производства самых качественных пеллет используются отходы деревообрабатывающих производств в виде стружки или опилок. Такие гранулы называют белые пеллеты. Именно их рекомендуют применять в домашних котлах отопления, так как при хорошей теплотворности они имеют малую зольность.
Белые пеллеты обладают наибольшей теплотворностью
- В процессе переработки древесины кроме стружки или опилок в исходное сырье могут добавляться другие отходы – ветки, кора, высушенная хвоя или листва. Готовые пеллеты имеют серо-коричневый цвет. По качеству они уступают белым пеллетам, в домашних котлах их применение не рекомендуется. Наверное, поэтому такие пеллеты называют индустриальными.
- Пеллеты могут изготавливаться и из различных отходов после переработки сельскохозяйственных культур: жмыха, подсолнечной лузги, отходы от мукомольных линий и производства круп, зерноотходы, подсолнечная лузга. Такие пеллеты получили название агропеллеты. В домашних котлах их использовать не рекомендуется, так как ни имеют высокую зольность.
Пеллеты из лузги подсолнечника противопоказаны для бытовых котлов
- Торф также может использоваться ля производства пеллет. Именно в таком виде из торфа можно «выжать» все, на что он способен. Но топить дорогущие домашние пеллетные котлы такими гранулами не рекомендуется.
- На птицефабриках всегда остро стоит проблема утилизации куриного помета. Оказывается, его тоже можно применять для производства пеллет, которые, разумеется, можно применять только в промышленных котлах.
- При сортировке твердых бытовых отходов (мусора) очень много материалов может использоваться для производства топливных гранул. Это и делается, особенно в тех странах, где практикуется раздельный сбор бытовых отходов.
Особого внимания заслуживают так называемые торрефицированные пеллеты. Для их производства исходную биомассу обжигают при температуре 200—300°C, но без доступа кислорода. Такая технология похожа на процесс изготовления древесного угля. При торрефикации происходит удаление влаги из сырья, далее выделяется фенол, уксусная кислота и другие негорючие соединения, участвующие в образовании золы и агрессивных соединений, разрушающих котлы и дымоходы.
Торрефицированные пеллеты имеют ряд преимуществ:
- Они практически не впитывают влагу и не требуют специальных хранилищ.
Слева — обычные пеллеты, а справа — торрефицированные
- Торрефицированные пеллеты на рассыпаются, не разбухают, не плесневеют и не гниют. Плотность их гораздо ниже, чем обычных пеллет.
- По теплотворной способности торрефицированные пеллеты стоят очень близко к хорошим сортам угля. Поэтому их иногда называют «биоуголь».
Торрефицированные пеллеты поначалу отпугивают потенциального потребителя своим темным цветом. Может показаться, что они подвергались воздействию огня и уже в них гореть. Плюс цена на такие пеллеты выше, чем на традиционные. Для неопытного покупателя есть поводы насторожиться. Поэтому, мы предлагаем читателям нашего портала ознакомиться с таблицей, где приведены сравнительные характеристики сырья для производства пеллет (щепа), традиционных топливных гранул и торрефицированных.
ХарактеристикаЩепаТрадиционные древесные пеллетыТоррефицированные пеллеты (biocoal pellets)
