В ряде случаев твердотопливный котел остается единственным практичным способом отопления частного ома. Однако классические конструкции обладают одним весьма неприятным недостатком, постоянно приходиться следить за количеством топлива и подбрасывать дров или угля в топочную. Чуть промедлил или задержался, и теплоноситель начинает остывать.
Можно выработать привычку, создать жесткое расписание, чтобы обеспечить постоянный обогрев, а можно выбрать твердотопливный котел длительного горения, который предельно простым способом способен проработать на одной закладке до нескольких суток.
Принцип работы и устройство
Традиционно в твердотопливных котлах, как в печах и каминах использовалось активное горение дров или угля. За счет контролируемой подачи воздуха можно было добиться максимальной теплоотдачи и хорошего прогорания топлива. Однако активное горение слишком быстро задействует весь объем топлива, заложенного в топку, от чего постоянно приходится пополнять его количество.
В твердотопливных котлах длительного горения основная идея заключается в замедлении процесса горения топлива. Если горит только одна часть закладки, то общий объем будет израсходован за гораздо больший промежуток времени.
В качестве примера достаточно вспомнить, как долго горит спичка, поднятая пламенем вверх, и как она быстро вспыхивает и сгорает с пламенем, опущенным вниз, обжигая при этом пальцы. С дровами и углем такой принцип тоже применим.
Котлы длительного горения оборудуются объемной камерой сгорания в несколько раз больше чем у обычных конструкций. Дрова или уголь заполняются до верха камеры, оставляя лишь небольшой промежуток. Розжиг осуществляется с верхней части закладки.
Камера изолирована в нижней части, приток воздуха осуществляется только сверху, если котел с верхним горением. После розжига топлива весь кислород из камеры выгорает и фактически дрова, расположенные ниже области горения, консервируются.
Подача воздуха контролируется и строго ограничивается. В итоге дрова либо тлеют, либо горят только в верхней части камеры.
Для подачи воздуха используется специальный нагнетающий вентилятор, устанавливаемый вместо стандартного шибера или в отдельном посадочном месте. Только лишь управляя вентилятором, полностью контролируется процесс горения котла и подготовка теплоносителя, что существенно упрощает автоматизацию работы твердотопливных котлов.
По способу локализации области горения различают котлы:
- с верхним горением;
- с нижним горением (пиролизные).
Есть принципиальная разница между этими двумя способами. Котлы длительного горения по определению с верхним горением, что обеспечивает, чтобы основной объем закладки не прогревался. Котлы с нижним горением являются пиролизными. Хоть и выделяются в отельную группу, но так же являются устройствами длительного горения.
При нагреве дров свыше 300оС без активного горения начинается разложение древесины на золу и пиролизный газ, сжигая которые можно получить больше тепловой энергии, чем при обычном активном горении, но с меньшей мощностью.
Активное горение дает значительно больший выход тепла в единицу времени, чем верхнее или нижнее горение того же объема топлива. Для получения требуемой мощности в котлах длительного горения необходимо увеличить область слабого горения, увеличить количество топлива закладываемого в топку.
Из этого вытекает два основных преимущества котлов длительного горения:
- Постепенное сгорание топлива проще контролировать и закладки хватает на большее время, притом разница на порядок.
- Есть возможность автоматически контролировать и регулировать тепловую мощность котла при постепенном расходе топлива.
В пиролизных котлах дополнительно оборудуется камера для сжигания выделяемого газа. Подача воздуха осуществляется раздельно от основной камеры с закладкой, потому там можно поддерживать активное горение с большим выходом тепла в единицу времени.
Оборудуются колосниками только комбинированные котлы и пиролизные, в которых помимо длительного горения можно настроить обычный классический режим работы с полным и равномерным прогоранием закладки.
Правда, что загрузка раз в неделю?
Действительно некоторые котлы длительного горения могут работать до недели на одной заправке дрова или угля. Однако это в основном касается сверхмощных агрегатов с выходом от 150кВ и до нескольких мегаватт. Обычный котел для частного дома чаще рассчитан на беспрерывную работу на одной закладке до 30-45 часов, то есть до двух суток.
Основная проблема заключается в допустимом размере камеры сгорания при поддержании адекватной управляемости всего процесса. Необходимо выбрать компромиссное решение между такими параметрами, как:
- объем камеры;
- глубина камеры;
- площадь области горения;
- требуемая выходная мощность котла.
С увеличением объема камеры для закладки топлива необходимо увеличить и область горения, так как делать камеру узкой и высокой не получится. В этом случае сложно поддерживать активный приток воздуха к зоне горения, когда она опускается слишком низко.
Возникает ряд турбулентных потоков, способных распространить горение на весь объем и полностью сбить нормальный режим работы котла.
Производители котлов в первую очередь отталкиваются от необходимой тепловой мощности котла, а уже на этом основании подбирают габариты камеры сгорания в качестве компромиссного решения.
Котлы на угле работают дольше на одной закладке, чем на дровах. Для примера, если котел рассчитан на работу от одной закладки угля в течение 17 часов, то на закладке дров он скорее проработает только 14-15 часов, при одинаковой настройке тепловой мощности.
Двухконтурные или с водяным контуром для дома
Твердотопливные котлы длительного горения могут снабжаться одним или двумя теплообменниками для подготовки теплоносителя в систему отопления и ГВС. Принципиальных различий от конструкции обычных твердотопливных китолов при этом нет. Контуры могут объединяться в одном битермическом теплообменнике или располагаться по отдельности друг от друга.
Вид и конфигурация теплообменника подбирается производителем исходя из габаритов и формы топочной так, чтобы максимально использовать тепловую энергию по назначению.
Преимущество котлов длительного горения – это возможность контролировать и регулировать тепловую мощность горения, только лишь регулируя подачу воздуха, без оглядки на количество загруженного топлива.
Если в обычных котлах приходится ограничивать порции дров или угля и чаще делать закладки, чтобы снизить температуру теплоносителя, то в котлах длительного горения достаточно ограничить поступление воздуха так, чтобы дрова только тлели.
Украинского производства
Среди украинских производителей выпуском твердотопливных котлов длительного горения занимаются компании: Altep, Buran, Gefest-profi, KOTeko, NEYS, SWaG, Донтерм.
Частично представлены собственные разработки, однако в виду большего опыта у европейских производителей частично или полностью модели повторяют удачные решения западных партнеров или предлагается лицензированная сборка на базе региональных заводов и предприятий.
| Торговая марка и модель | Мощность | Тип горения | Топливо | Длительность работы | Стоимость, $ |
| Altep КТ-1Е 15-45 КВТ | 15 | Верхнее сжигание | дрова/уголь | 8-24 ч | 950 |
| Буран-12 | 12 | Верхнее сжигание | Дрова/уголь/ брикеты/отходы | до 30 ч | 975 |
| Буран -20 Delux | 20 | Верхнее сжигание | Уголь/дрова/брикеты | Уголь-12 сут, Дрова-48 ч Брикеты- 72 ч | 1200 |
| SWaG 20 кВт Dm | 20 | Верхнее горение | Уголь/дрова/пеллеты | Уголь — до 5 сут. | 1050 |
| NEYS НЕУС-В
| 10-38 | Верхнее горение | Уголь/дрова/пеллеты | 8-24 ч | 750-1200 |
| Донтерм ДТМ КОТ-10Т | 10 | Верхнее горение | Уголь/дрова/брикеты | До 48 ч | 450 |
Российского производства
Твердотопливные котлы российского производства представлены в основном рядом торговых марок, при этом само оборудование собирается подчас на одних и тех же производственных мощностях.
Практически во всех случаях котлы длительного горения или пиролизные котлы – это переработка классической компановки с увеличением топочной и перестройкой системы подачи воздуха.
Однако такие модели, как Прометей или Zota, могут похвастаться уникальной конструкцией теплообменника и системы отвода продуктов горения, ориентированных как раз на пиролизное нижнее или верхнее сгорание топлива.
| Торговая марка и модель | Мощность, кВт | Тип горения | Топливо | Длительность работы, ч | Стоимость, тыс. руб |
| Буржуй-К Т-50А | 50 | Пиролизный/дрова | дрова | 6-12 | 138/149 одноконтурный/ двухконтурный |
| Буржуй-К Т-150А | 150 | Пиролизный/дрова | дрова | 6-12 | 315/336 одноконтурный/ двухконтурный |
| ZOTA “Carbon” | 15-60 | Нижнего горения/уголь | уголь | 10-12 | 40-84 |
| Тепловъ Т10 | 10 | Пиролизный/дрова/уголь | дрова | до 12 | 40/44 одноконтурный/ двухконтурный |
| Тепловъ Т100 | 100 | Пиролизный/дрова/уголь | дрова | до 12 | 190/210 одноконтурный/ двухконтурный |
| Фантом Мах 30а | 30 | Пиролизній | дрова | до 20 | 100 |
| Фантом Мах 90 а | 90 | пиролизній | дрова | до 20 | 236 |
Котлы Stropuva
Фирма Stropuva, созданная в Литве с 2000 года, занимается производством котлов длительного горения и готовых решений для автономных систем отопления с автоматическим управлением. Котлы имеют специфический внешний вид за счет значительно увеличенного объема топочной камеры, притом по большей части ввысь.
Форма любой модели представляет собой высокий цилиндр, внутри которого компонуется объемная камера, система подачи воздуха и теплообменники для контура отопления и ГВС. Конструкция и принцип работы котлов Stropuva запатентована, так что найти аналог вряд ли возможно, однако на рынке уже сейчас можно найти массу подделок, сильно ступающих по характеристикам и качеству оригиналам.
Котлы STROPUVA IDEAL – универсальное решение для работы с дровами, углем, топливными брикетами. Основная особенность заключается в наличии совершенной автоматики, позволяющей задавать с высокой точностью режимы работы отопительного оборудования. Однако в данной линейке представлены только модели мощностью 20 и 40 кВт.
Котлы STROPUVA универсальные – котлы для сжигания практически любого типа твердого топлива от древесных отходов до кокса и угля. Частично автоматизированы, в основном в отношении поддержания режима длительного горения. Модельный ряд представлен котлами мощностью от 10 до 40 кВт.
Котлы STROPUVA дровяные – простое решение в тех случаях, когда основной вид топлива – это по определению древесина. Список моделей начинается с мощности 7 кВт, как отличное решение для небольшого загородного дома или дачи.
Как выбрать
Уже после этого следует обратить внимание на:
- объем топочной камеры;
- время работы от одной загрузки;
- вариант исполнения и наличие автоматики;
- возможность использования других типов твердого топлива;
- количество и характеристики теплообменников.
Рассчитывать на загрузку топлива, которой хватит на неделю в котлах, позиционирующиеся для частного дома, не стоит. Оптимальное значение автономной работы составляет от 17 до 45 часов, что вполне пригодно для частного пользования.
