Привычным энергоносителем для производства тепловой энергии является газ. Тем не менее, довольно часто встречаются системы с котлом отопления на твердом топливе. Их используют в районах, где отсутствует централизованное газоснабжение, или же по каким-либо причинам предпочтительнее дрова и уголь в качестве энергоносителей. Некоторые отказываются от газификации строений, предпочитая традиционный вид топлива.
Классификация котлов
Разное оборудование, относящееся к одному классу, характеризуется большим количеством общих признаков. Наиболее значимыми из них являются однотипное сырье (дрова, уголь и т.п.) и максимальная температура теплообменника — во всех без исключения устройствах она не может превышать 100 градусов Цельсия. Отличительных же особенностей у приборов нагрева значительно больше.
Материал
Внимания заслуживает не только корпус, но и сердцевина устройства — теплообменник. Именно ему приходится работать в экстремальных условиях. Высокая температура и ее колебания выдвигают ряд требований к материалу теплообменника. Наиболее распространены два варианта:
- Чугун. Он почти не подвержен разрушениям от коррозии и кислотной среды. С давних времен его используют в качестве сырья для производства колосников, печных дверок и конфорок. Чугунные теплообменники гораздо долговечнее стальных при условии, что нет частых перепадов температур. Цикличное кратковременное нагревание с последующим охлаждением способно разрушить молекулярные связи металла. К тому же чугун хрупкий и боится ударов.
- Сталь. Такие модели характеризуются меньшей стоимостью и сравнительно малым весом. Однако срок их службы тоже непродолжителен, поскольку металл подвержен коррозийным и окислительным процессам. Из-за этого и высоких температур он быстрее разрушается.
Важно! Существуют модели из жаростойких марок стали. Этот материал намного лучше выдерживает высокие температуры и воздействие агрессивной среды. Однако стоимость такого оборудования выше, чем у традиционных аналогов.
Не всем понравится и его большой вес. Это не критичный, но все же показатель. В некоторых случаях приходится готовить бетонное основание под монтаж такого котла. С другой стороны, он предпочтителен из-за более высокой теплоемкости. Его целесообразно приобретать, если планируется регулярная эксплуатация устройства.
Топливо
В розничной сети представлено немало моделей, универсальных в плане используемого энергоносителя. Они не нуждаются в установке дополнительных приспособлений при смене вида твердого топлива. После сжигания пеллет можно загрузить топку брикетами или добавить уголь. Важно лишь своевременно удалять шлаки из зольника.
С другой стороны, приборы, ориентированные на использование одного вида топлива, более экономичны. Их коэффициент полезного действия несколько выше, благодаря чему одна калория тепла обходится дешевле. Конструкционные особенности позволяют выдавить максимум из конкретного вида топлива. Использовать другой тоже можно, однако не стоит надеяться на хороший результат.
Существуют также многотопливные варианты оборудования. Некоторые из них укомплектованы двумя теплообменниками. Каждый из них находится в отдельной топочной камере, которые конструктивно адаптированы под конкретный тип энергоносителя.
Эффективность
Коэффициент полезного действия относится к числу показателей, которые интересуют покупателей прежде всего. Самые несовершенные котлы отопления имеют 50% КПД. Как правило, это самодельные устройства, выполненные без соблюдения технологических требований. Установки, разработанные народными умельцами с опытом, выдают КПД порядка 80% и выше.
Форма котлов, изготовленных в заводских условиях, базируется на обоснованных расчетах и размерах. Все параметры направлены на увеличение теплообмена и улучшение пожарной безопасности узлов. Лабораторные исследования положены в основу создания пиролизных моделей, которые характеризуются высокими эксплуатационными показателями.
Принцип их работы:
- Оборудование снабжено двумя топками с раздельными теплообменниками. Они расположены вертикально и сообщаются между собой.
- В верхней камере в условиях «кислородного голодания» сжигается древесина. По сути, топливо медленно тлеет, распадаясь до состояния золы без крупных образований. Из-за низкого содержания кислорода энергоносители сгорают не полностью. В процессе тления выделяются углеродные соединения и угарный газ.
- Образованная смесь принудительно подается в нижнюю камеру, где, смешиваясь с кислородом, воспламеняется.
Такой принцип обогрева обеспечивает высокий коэффициент полезного действия, который нередко достигает 95%. Недостатком таких установок считается высокая стоимость (в 1,5-2 раза больше по сравнению с традиционными аналогами) и необходимость предварительной подготовки топлива. Древесина должна быть сухой, поскольку влажное сырье не сможет поддерживать тление в первой камере. И еще небольшой нюанс — пиролизные модели могут работать исключительно на дровах.
Автономность и уровень автоматизации
Твердотопливные отопительные устройства требуют постоянного присутствия человека. Топку необходимо загружать приблизительно через каждые 2-4 часа. Это основной и весьма существенный недостаток данного модельного ряда. Отчасти именно по этой причине большинство потребителей не рассматривают твердотопливное оборудование в качестве альтернативы газовым вариантам.
Однако пиролизные котлы работают без дозагрузки около 12 часов. Отопление на твердом топливе с таким теплогенератором отличается высокой экономической эффективностью. А новые разработки, получившие название «котлов верхнего горения», позволяют за один раз загружать около 50 кг топлива, которого хватает на 1,5 суток непрерывной работы.
Данным моделям присуще несколько положительных моментов:
- Значительно увеличен объем топки. Некоторые варианты рассчитаны на разовую загрузку нескольких сотен килограммов топлива.
- Конструкцией не предусмотрен колосник и зольник.
- Процесс горения поддерживается только в верхней камере. Воздух поступает через специальный узел, который опускается под собственным весом по мере перегорания топлива.
- Пепел не скапливается, а уносится с дымом.
- Область тления отделяется от верхней части металлическим диском. Над ним выделяемые газы скапливаются и воспламеняются с поступлением кислорода.
Это своеобразная модификация пиролизного котла, которой присущи серьезные конструктивные изменения. Обоснованно будет предположить, что технологическая новинка стоит еще дороже.
На цену значительно влияет и уровень автоматизации. Классические твердотопливные котлы снабжены механизмом предотвращения перегрева теплоносителя. В устройствах верхнего горения возможности несколько шире:
- заслонки автоматически регулируют тягу в зависимости от температуры теплоносителя
- оборотами насоса для отвода дыма тоже управляет автоматика
И все же это сравнительно простые устройства. Это и большой минус, и существенный плюс, поскольку они более надежны в эксплуатации.
Достоинства и недостатки
Положительные моменты заключаются в расходах на обогрев помещения. Согласно существующему уровню цен, дрова занимают второе место по экономичности после газа. Разница в стоимости между этими теплоносителями невелика.
В пользу твердотопливных устройств говорят и еще некоторые факты:
- независимость от магистральных линий газоснабжения
- возможна самостоятельная заготовка дров, что сведет затраты к нулю
- возможна утилизация большей части бытового мусора
Очень важный для пользователей аспект — удобство пользования. А вот здесь характеристики оставляют желать лучшего:
- необходимо устанавливать дымоходы — полноценные каналы, а не привычные трубы в стене, которые монтируются к газовым котлам
- устройства производят только в напольных вариантах, а большая масса и габариты в большинстве случаев требуют выделения отдельного помещения
- необходимо создавать запас топлива, для чего тоже нужен небольшой и сухой склад
- потребность в периодической закладке топлива.