Зачем выбирать что-то одно, если можно совместить? комбинированный котел на дровах и угле, и других видах топлива

Порядок монтажа

Котел относится к объектам повышенной опасности, он должен устанавливаться по проекту специализированной организаций имеющий лицензии на соответствующие виды работ.

Алгоритм проведения работ при монтаже угольного котла:

1. Выполняются подготовительные мероприятия: Выбор помещения под топочную и бетонирование основание под размещение агрегата и вспомогательного оборудования.
2. Выполняют обвязку котла с внутридомовой схемой отопления.
3. Выполняют обвязку котла с системой дымовентиляции.
4. Устанавливают вспомогательное оборудование: дутьевой вентилятор, центробежный насос, воздушники, предохранительный клапан, датчики температуры, фильтр очистки воды и расширительная емкость.
5. Выполняют пробный пуск и опрессовку системы давлением воды 1.5 рабочего, для проверки плотности соединения трубных и конструктивных элементов.

1 Разновидности изделий

Стоимость газа и электроэнергии возрастает с каждым годом, кроме того, далеко не всегда есть возможность подключиться к магистралям. Угольные котлы для частных домов являются оптимальным и бюджетным вариантом. Все твердотопливные агрегаты делятся на несколько видов:

1. 1. С автоматической загрузкой топлива (пеллетные системы). Они функционируют на твердом гранулированном ресурсе. Многие считают, что подобные устройства являются агрегатами длительного горения.
2. 2. Изделия, требующие ручной загрузки топливного ресурса.

Последние можно классифицировать на несколько типов. Некоторые из них:

• системы длительного горения;
• классические агрегаты;
• пиролизные конструкции верхнего горения.

Общий фактор, на которые опираются при выборе котла — период сгорания топлива после одной загрузки, а также тип ресурса, необходимого для работоспособности системы. Покупать агрегат следует опираясь на определенные аспекты:

• Присутствие варочной конфорки, которая поможет решить вопрос с готовкой пищи.
• Вес, размеры и удобство монтажа.
• Используемый тип топлива.
• Число рабочих контуров. Двухконтурная система будет не только обогревать помещение, но и обеспечивать его горячей водой.
• Мощность и КПД угольного котла (система производительностью от 5 до 12 кВт может обогреть площадь в 100 м2).
• Конструкция изделия и метод загрузки топлива.

Особенности установки и выбор места

Монтировать агрегат нужно в отдельном помещении. Причем комната должна быть достаточно просторной и с хорошей вентиляцией. В котельной обязательно используются негорючие отделочные материалы. Часто под тяжелый аппарат приходится делать дополнительное основание из бетона.

Работы по установке агрегата выполняют профессионалы. Нужно не просто поставить котел, но и сделать его обвязку с системами отопления и вентиляции. Одновременно монтируется различное вспомогательное оборудование — вентилятор, клапаны, датчики, фильтр очистки воды, расширительный бак. После установки обязательно делается пробный пуск.

Расчет необходимой мощности нагрева

Расчет тепловой мощности котлоагрегата должен покрывать все тепловые потери здания с запасом не менее 20 %. Если котел должен вырабатывать тепловую энергию для подогрева воды, мощность соответственно должна увеличиваться по объему водопользования в каждом конкретном случае.

Расчет теплопотерь здания является довольно сложным, он зависит от климатического района расположения объекта и материала стен и кровли.

Для приблизительного расчета в центральном районе России для домов, с кирпичной кладкой не менее, чем в 2 кирпича и межэтажной высотой 2,7 м можно воспользоваться практической формулой из расчета 1 кВт на 10 м2 площади объекта с запасом 20 %.

Например, для коттеджа с площадью 150 м2 тепловая мощность котлоагрегата на отопление будет равна:

150:10х1,2 = 18,0 кВт

Для семьи из трех человек необходим бак ГВС не менее 100 л с мощностью 5.8 кВт.

Таким образом, общая нагрузка на котел будет:

18.0 + 5.8 = 23.8 кВт

Изготовление шахтного пиролизного котла

Большим спросом сегодня пользуются модифицированные ПК, с высокими КПД, позволяющими сэкономить значительное количество топлива и функционирующие от одного заполнения более суток. Простота конструкции позволяет изготовить котел при наличии даже небольшого опыта сварочных работ.

Чертеж обыкновенного пиролизного котла

Основание для создания эффективного котла Холмова своими руками послужит надежная конструкторская документация: чертежи, спецификации и расчеты, которые сегодня можно найти в интернете.

Алгоритм создания котла своими руками.

1. Выполняют основную частью устройства и разделяют его на две камеры, устанавливая перегородки и задвижки, для воздухоподачи.
2. На металлический лист переносят схему деталей и вырезают их автогенном.
3. Сваривают боковые элементы усиленным швом.
4. Между бойлером и топкой в перегородке прорезают 2 отверстия — вверху и снизу около колосника.
5. Устанавливают детали топки и обваривают их.
6. Крепят задвижку у верхнего отверстия и закрепляют ее.
7. Выполняют колосники с нарезкой узких продольных щелей.
8. Размещают колосники на металлических уголках (чугунные) или приваривают (стальные).
9. Выполняют дверки топки и зольника.
10. Устанавливают и обваривают бойлер из труб 25 мм с водяной рубашкой.
11. Обустраивают камеру дожига дымогазовой смеси, приварив перегородку рядом с колосником.
12. Внизу выполняют отверстие, для установки воздушной трубы 50 мм с глухой заслонкой на выходном конце и множеством отверстий для создания равномерного воздушного потока.
13. Топочную камеры изолируют шамотом, а далее она доутепляется базальтовой ватой, что повышает теплоэффективность котлоагрегата.
14. Далее выполняют установку изготовленного оборудования, обвязку водяного и дымогазового трактов, монтаж отопления, после чего опрессовку системы.

Критерии выбора

При выборе определенного модели угольного котла для жилого дома следует учесть несколько факторов: тепловую мощность и размер отапливаемой площади, тип горения, тип теплообменного аппарата — чугунный или стальной, энергонезависимость, безопасность, КПД, вес агрегата и его цену.

Прямого длительного горения или пиролизный

Для того чтобы сравнить котлоагрегаты по типу горения: длительного горения или пиролизный, сравнивают основные параметры работы угольных котлов:

• КПД: Длительного горения — от 75 до 85%, пиролизный — от 85 до 92%.
• Возможность автономной работы: длительного горения — есть, пиролизный — есть.
• Энергонезависимость: длительного горения — есть, пиролизный — есть.
• Допустимая влажность топлива: длительного горения — от 30%, пиролизный — до 15%.
• Допустимая фракция: длительного горения — до 50 мм, пиролизный — от 25 мм.

Таким образом, сегодня, возможно, сделать основной вывод — наиболее эффективнее сжечь топливо, чем в автоматическом пиролизном твердотопливном котле на угле и дровах, просто не возможно.

Материал теплообменника

• Сталь — сравнительно легкий металл, который способен выдержать перепады по давлению и температуре. К его недостаткам относят подверженность коррозийным процессам и прогоранию в зоне максимальных температур.
• Чугун — самый долговечный материал, применяются во всех мощных агрегатах. Тем не менее, он плохо выдерживает удары и температурные перепады. Кроме того, в случае образования свищей в стенках, их заварить не получится, как в стальных изделиях.

Современные котлы, используя позитивные качества обоих металлов, выпускаются в стальном корпусе и с чугунной топочной камерой.

Одноконтурный или двухконтурный

Одноконтурный или двухконтурный выпускаются, или только для отопления, как в первом варианте, или, соответственно, для отопления и ГВС — во втором.

При этом двухконтурные котлы работают по принципу, переключения горячих дымовых газов на контур ГВС, при открытии вентиля на смесителе. Угольные агрегаты обладают довольно ярко выраженной низкой инерционностью, поэтому обеспечить регулирование греющей среды между контурами практически возможно только в пиролизных устройствах.

Поэтому для многих вариантов угольных котлов, остается предпочтительная схема горячего водоснабжения, организованная через дополнительно установленный бойлер косвенного нагрева. В этом случае существенно повышается эффективность работы системы теплоснабжения, за счет снижения температуры уходящего газа.

Минимально необходимая мощность и отапливаемая площадь

Для того чтобы определить приблизительную тепловую мощность, используют практическую формулу зависимости ее от отапливаемой площади помещения:

Мк = Пд х 0.1 где:

• Мк — расчетная мощность котла, кВт;
• Пд — площадь дома, м2.
• 0.1 — удельный показатель мощности на 1 м2 площади (Вт/м2).

Такой расчёт не учитывает еще много важных параметров дома, например, таких, как уровень теплоизоляции, площадь остекления, конструкция кровли и климатический район проживания.

Данные расчеты являются сложными и могут быть выполнены только специальными проектными организациями или с применением программных комплексов.

Еще одно отличие для угольных котлов в данной методике расчета, которое нужно будет учитывать при подборе оборудования. Мощность по формуле учитывает теплотворность стандартного угля, которая в реальности намного хуже, поэтому делают поправку в размере 20 % для точного определения расхода угля в твердотопливном котле.

Коэффициент полезного действия

КПД — представляет соотношение объема израсходованного топлива к объему тепловой энергии, выработанного угольным котлом. Это самый важный показатель эффективности работы оборудования и использовании топлива.

Он зависит от тепловой схемы и применения инновационных технологий в конструкции котла. В странах ЕС в связи с жесткими требованиями по защите окружающей среды, не допускается установка новых устройств с КПД ниже 90%. Высокотехнологичные конденсатные бытовые котлы сегодня работают с КПД 100-105 %.

Какой уголь лучше использовать для отопления?

В составе этого вида топлива множество элементов, которые влияют на энергетические свойства. Самым чистым и ценным считается топливо, содержащее максимальное количество углерода. Чем ниже процент этого вещества, тем ниже теплота сгорания и выше число примесей и влажности. При выборе угля учитывают следующие характеристики:

• Теплота сгорания. Показатель отражает, какой объем тепла выдаст определенный объем горючего за единицу времени. Измеряется в МДж/кг или Ккал/кг, в этом случае называется калорийностью.
• Зольность. Измеряется в процентах, показывает количество негорючих примесей. Чем ниже этот показатель, тем больше тепла от топлива. У высокосортных марок ее уровень находится в пределах 25%, у низкосортных углей — превышает 40%. Чем выше зольность, тем чаще придется убирать шлак и золу.
• Влажность. Если поверхностная влага легко устраняется просушиванием и проветриванием, то внутренняя испаряется только при горении. Чем выше показатель внутренней влажности, тем больше тепловой энергии потребуется на ее высушивание и меньше пойдет на обогрев.

Маркировка

Первая буква показывает сорт, вторая — величину фракции. Всего существует 17 марок. Основные сорта твердого топлива маркируются: антрациты — «А», длиннопламенный — «Д», слабоспекающийся — «СС».

Уголь классифицируется по размеру кусков:

Например, топливо маркировано АШ — антрацит штыб, ДС и ДПК — длиннопламенный «семечка» и плитный с кусками 50—100 мм.

Виды угля и его характеристики: каменный, бурый, антрацит, брикетированный прессованный

Как топливо используются три вида: бурый, каменный и антрацит. Первый дает меньше всего тепла, по этой причине его не используется в быту.

Каменный уголь выделяет большое количество тепла (до 7000 Ккал/кг), имеет влажность до 15%, дает немного золы (до 16%), поэтому чаще других используется для топки котлов.

Фото 2. Каменный уголь в руках. Представляет из себя небольшие камешки черного цвета.

В свою очередь делится на подвиды:

• Длиннопламенные — получили название за способность гореть с длинным пламенем как древесина. Марка ДПК подходит для большинства котлов, ДО, ДС — для автоматизированных.
• Слабоспекающиеся — горят без дыма и пламени, расходуется экономно за счет большой продолжительности горения. Используются реже из-за более низкого КПД и сложности розжига.
• Тощие — недорогие сорта относятся к короткопламенным, чаще применяются в промышленности в чугунных печах. Тощие угли трудно разжечь, они дают до 45% золы, но много тепла, поэтому в быту их применяют в котлах с хорошей тягой.

Антрациты имеют самые высокие качественные показатели среди всех углей для домашних котлов: теплотворность до 8200 Ккал/кг, влажность 1—3%, зольность до 9%. Почти не выделяют летучих веществ (до 9%), горят коротким ровным пламенем, с минимальным образованием дыма и зольных остатков. За счет высших показателей продолжительности горения считаются самыми экономичными видами углей. Подходят для специализированных котлов с объемной топкой, рассчитанной на высокие температуры и хорошей тягой.

Угольные брикеты — бюджетный вид топлива. Изготавливаются из отходов угледобывающей промышленности: мелких угольных фракций, крошки и пыли методом прессования с добавлением связующих компонентов. К преимуществам относят: невысокую зольность и влажность, хорошие теплотворные свойства при условии, что брикеты получены из высокосортного угля. Прессованное топливо хорошо разгорается при помощи дров, долго горит (в среднем 6—8 ч.), дает мало дыма, сажи и шлаков.

Фото 3. Прессованный уголь в продолговатых брикетах. Подобным топливом хорошо топить котлы.

Варианты автоматической подачи топлива

Существует два вида питателей.

Подача пневмотранспортером

Устройство состоит из следующих частей:

• компрессора;
• ресивера;
• дозатора с поршневым приводом.

Раз в 24 часа воздух с избыточным давлением нагнетается в накопитель, после чего система переходит в энергонезависимый режим.

Автоподача осуществляется за счет действия сжатого газа на поршни, поэтому перебои в электроснабжении продолжительностью менее суток на ней никак не сказываются.

Транспортеры этого типа имеют два недостатка:

• относительно большие энергозатраты (мощность двигателя компрессора составляет 1,5-2 кВт);
• издают громкий шум.

Поэтому их применяют только в условиях нестабильного электроснабжения.

Передача шнековая

Механизм напоминает мясорубку. Спиральные витки шнека при вращении двигают уголь поступательно вперед.

Питатель работает бесшумно и потребляет сравнительно мало электричества (мощность мотора составляет 130-180 Вт).

Недостатки механизма следующие:

• энергозависимость;
• при длине более 2 м уголь за время пути успевает раскрошиться.

Большинство бытовых агрегатов оснащается такими питателями.

Марки твердого топлива

Самым лучшим топливом для бытового использования является антрацит (маркируется буквой «А»). Он отличается долгим сроком сгорания, не образует большого количества сажи, показатели зольности низкие. Однако нужно уметь применять такой уголь, поскольку он с трудом разгорается, к тому же стоит приличных денег.

Чаще всего для растопки бытовых котлов закупается длиннопламенный уголь. Он достаточно долго горит, легко разжигается, пламя имеет большую длину, дает большое количество тепла. Узнать топливо можно по маркировке «Д». Также допускается отопление частных домов и при помощи угля марки «СС» и «Т», однако их характеристики оставляют желать лучшего.

Помимо марки уголь отличается и размером фракции. Так, для плитного величина кусков составляет от 100 мм, для крупного варьируется от 50 до 100 мм, орех продается по 25-50 мм, мелкий – 13-25 мм, семечко – 6-13 мм, штыб – до 6мм. У рядового угля нет стандартных размеров.

Весь уголь маркируется по первой букве называния. Однако в назывании может быть и несколько букв, что обозначает дополнительных характеристики топлива. Например, ДПК – плитный уголь с фракцией 50-100 мм, ДС – длиннопламенная семечка. Что касается рядового угля, то он не имеет утвержденного состава. Он может содержать 70% крупных элементов, а 30% – штыба либо наоборот.

Сказать со 100%-ой точностью, какое топливо следует приобретать в каждом отдельном случае, нельзя, поскольку выбор зависит напрямую от типа котла и предъявляемых производителем требований к эксплуатации изделия. Если же в документации указывается определенный тип угля, например, антрацит, то заменять его не другой не рекомендуется, так как это может привести к большим финансовым затратам наряду со снижением теплоэффективности.

Тем, кто в первую очередь ориентируется на стоимость топлива, нужно смотреть не только на ценник и характеристики. Часто поставщики берут дополнительно деньги за доставку, а также могут указывать разные цены в зависимости от приобретаемого объема.