Нюансы отопления загородного дома твердотопливным котлом
Введение
Любой владелец частного дома сталкивается с проблемой отопления своего жилища. Отсутствие газовых магистралей, а в некоторых случаях и линий электропередач заставляет владельцев домов использовать отопление загородного дома твердотопливным котлом. Такой котел может применяться внутри дома в качестве котла — печи с варочной поверхностью. Используется также и наружное размещение в специально оборудованной котельной.
В данной статье мы рассмотрим преимущества данных устройств, порядок их расчета, определимся с выбором, а также расскажем как подключить его систему отопления вашего дома.
Факторы, влияющие на уровень потребления твёрдого топлива
Вычислить, сколько потребляет твердотопливный котёл отопления, трудности не составит. Сложнее правильно подобрать исходные данные для выполнения расчётов.
Далее представлена методика подсчёта и одновременно приведён расчёт расхода количества дров для обогрева жилища в 100 м². Однако сначала рассмотрим исходные данные:
- тип древесины, которая выбрана для растопки;
- степень влажности древесины;
- коэффициент полезного действия твердотопливной печи либо котла;
- тепловая мощность, необходимая для отопления помещения.
Если вы когда-нибудь пользовались печью, то, наверняка, в курсе, что при горении дров из различных деревьев исходит неодинаковое количество тепла. Допустим, полена из берёзы выделяют больше жара, чем тополь либо сосна. Это обусловлено разницей в плотности и тепловой отдаче пород деревьев. Ко всему, объём дров на 1 кВт теплоэнергии зависит от содержания влаги в них. Соответственно, чем выше влажность, тем больше тепла расходуется на испарение жидкости из дров, а на отопление жилища остаётся меньше. В итоге топлива на обогрев дома уйдёт больше.
То, насколько рационально будет использоваться энергия, находящаяся в топливе, зависит от коэффициента полезного действия того или иного теплоисточника. Допустим, камин или печь большинство энергии выделяют в атмосферу вместе с продуктами горения, поэтому и их теплоотдача достигает только 60 %. В то же время, твердотопливный или пиролизный (длительного горения) котёл работает с отдачей тепла 80 %. Данные нюансы стоит учесть при подсчёте расходов на обогрев жилья.
Значение тепловой мощности, требуемой для обогрева дома, лучше принять по расчёту, выполненному мастерами в период проектирования жилища. Однако часто такие данные у владельцев недвижимости не сохраняются. Поэтому количество дров и их стоимость можно узнать по усреднённому значению потребляемой мощности. Определяется стандартным способом: на отопление 10 м² уходит 1 кВт тепла при самых плохих условиях, а средний показатель за сезон составляет 0,5 кВт. Усреднённый показатель для жилища площадью 100 м² будет 5 кВт/ч.
Виды
Прежде чем купить, строить дымоход и топить комнаты частного дома углем, не лишним будет разобраться в разновидностях угольных котлов.
Выделяют три типа:
- С классической топочной камерой;
- Устройства длительного горения;
- Пиролизные угольные котлы.
Разберемся в них подробнее, чтобы решить, каким котлом вы будете топить комнаты своего частного дома.
- Устройства с классической топкой отличаются нижним расположением колосника, воздух подается снизу вверх, осуществляется естественная подача. Теплообменник располагается вверху конструкции. Загружать уголь необходимо своими руками. А вот собрать сам котел и дымоход своими руками — задача не простая. Показатель коэффициента полезного действия незначительный, дымоход придется регулярно чистить. При сгорании уголь образует большое количество сажи. Потому если топить часто, система отопления будет нуждаться в регулярном обслуживании. Не самый оптимальный вариант.
- Установки длительного горения. Это современный вариант угольного котла, эффективность которого существенно выросла. Особенность конструкции заключается в принудительном наддуве, который осуществляется вентилятором. Водяная рубашка располагается вокруг топочной камеры, что говорит о наличии двойных стенок котла. За счет своей структуры полностью сжигают уголь. Одной загрузки хватит, чтобы топить в течение 3-7 суток без добавления дров. Дымоход нужен эффективный, но его обслуживание намного проще.
- устройства. Топить такие котлы на обычном угле наиболее выгодно, поскольку на обогрев частного дома используется тепло от сгорания самого угла и пиролизного газа.
Преимущества и недостатки
Топить или не топить собственный дом при помощи угольного котла? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть данное оборудование со всех сторон — положительных и отрицательных.
К преимуществам угольного отопительного котла относят:
- Простая конструкция, элементарные вопросы обслуживания. Топить котел своими руками не составит труда;
- Подключив контроллеры, термодатчики и регуляторы, систему отопления можно практически полностью автоматизировать. Топить дом будет самостоятельно;
- Отсутствие в необходимости постоянного контроля над работой оборудования. Сделав своими руками одну закладку, вы сможете на длительный период забыть о вопросе своего участия в отопительных процессах;
- Высокие показатели КПД. Это возможно за счет того, что котел способен длительное время топить в режиме тления. Одной закладки хватает на 3-7 дней;
- Экономичность. Это преимущество вытекает из предыдущего. Плюс цена самого топлива достаточно низкая — от 1500 рублей за тонну. Но лучше выбирать более качественный уголь, поскольку при меньшем количестве он даст более высокую эффективность;
- Процесс отопления дома может протекать в течение всего сезона;
- Если уголь отсутствует, котел отлично справится с задачами по отоплению дома, используя традиционные дрова.
Но прежде чем выбирать подобную систему отопления, необходимо взглянуть на недостатки угольных котлов. Их у него несколько.
Физически затратный процесс топки. Чтобы топить котел, необходимо своими руками загрузить топливо, которое далеко не самое чистое. Хотя это недостаток всех твердотопливных котлов.
Энергозатраты на работу пиролизных котлов и установок длительного горения. Это обусловлено тем, что они требуют подключения к электричеству для обеспечения работы вентилятора и дымного насоса.
Чтобы топить угольное устройство, потребуется обзавестись отдельным помещением для хранения твердого топлива.
Необходим высокоэффективный дымоход. Специалисты рекомендуют выбирать , который отлично работает в тандеме с твердотопливными отопительными устройствами. Такой дымоход представляет собой две трубы, отличающиеся между собой по диаметру. Одна вставлена в другую.
Потребуется для всего оборудования отопления на угле организовать котельную
При этом важно четко соблюдать все установленные правила пожарной безопасности.
Воздухоотводчики: основная задача
Устройство для сброса воздуха из системы отопления дает возможность удалять газы, скопившиеся в трубопроводе и радиаторах.
Завоздушивание системы происходит по ряду причин, в том числе :
- Из-за высокого содержания растворенных газов в теплоносителе, который не прошел специальную подготовку — деаэрацию. Растворимость газов зависит от температуры среды, и при нагреве теплоносителя воздух отделяется от воды и скапливается, формируя пробки.
- По причине чрезмерно быстрого заполнения контура теплоносителем жидкость в разветвленной сети не успевает вытеснить воздух естественным образом. Теплоноситель требуется заливать с нижней точки, чтобы воздух вытеснялся наверх и уходил через открытый клапан.
- Вследствие проникновения воздуха сквозь стенки полимерного трубопровода, если он выполнен из материала без специального антидиффузионного покрытия. При выборе труб этот момент следует обязательно учитывать.
- В ходе ремонтных работ, связанных с заменой элементов без полного слива теплоносителя – в этом случае ремонтируемый прибор отопления или контур отсекается от остальной системы, а затем подключается обратно.
- При потере герметичности.
- В результате коррозионных процессов — при взаимодействии кислорода с железом из молекулы воздуха высвобождается водород, который также скапливается в системе.
Чем опасен воздух в отопительной системе?
Растворенный в теплоносителе воздух постепенно выводит из строя стальные трубы и радиаторы, элементы котельного агрегата. Коррозионная активность воздуха, который был сначала растворен в воде, а затем выделился при нагреве, заметно превышает показатели атмосферного воздуха за счет повышенного содержания кислорода.
Места монтажа воздухоотделителей в системе
Скопившиеся в трубопроводе газы не только провоцируют или ускоряют коррозию металлических элементов, но и формируют воздушные пробки, которые мешают системе отопления полноценно функционировать :
- Из-за газовых пробок ухудшается циркуляция теплоносителя, в серьезных случаях движение жидкости по трубам может быть полностью блокировано. В такой ситуации приборы отопления быстро остывают.
- Воздушные пробки работают как теплоизолятор, и если газы скопились в верхней части батареи, она хуже прогревается и отдает помещению меньше тепловой энергии.
- При наличии воздушных пробок движение теплоносителя по контуру отопления сопровождается громкими булькающими звуками и журчанием, что нарушает акустический комфорт в доме.
- Циркуляционные насосы не рассчитаны на перекачку газов, при работе с завоздушенным теплоносителем подшипник и крыльчатка насосного агрегата изнашивается значительно быстрее.
Специальные воздухоотводные устройства позволяют решить проблемы, связанные с завоздушиванием системы отопления
Важно правильно подобрать клапаны для стравливания воздуха и грамотно определить места расположения этих элементов
Монтаж клапана своими руками
Для начала нужно выбрать правильную модель. Если до этого у вас был установлен водонагреватель и вы решили выполнить замену, тогда просто возьмите старую деталь в магазин и купите аналогичную. Ко многим моделям «Аристон», «Электролюкс», «Термекс» клапаны идут в комплекте. Но если такового не оказалось, прислушайтесь к нашим рекомендациям.
На фото ниже два элемента с рычагом принудительного слива. Чтобы привести его в действие, достаточно поднять рычаг. На модели слева флажок прикреплен винтом — это исключает возможность нечаянного слива. Также на корпусе видна стрелка, которая указывает направление потока. Цифры означают давление, на которое рассчитан элемент. На модели справа никаких обозначений нет, поэтому такой вариант лучше не выбирать.
Данные варианты подходят приборам на 50-60 литров. Для объема от 200 литров выбирайте изделия, как на фото ниже.
Они имеют манометр давления, кран и привлекательный дизайн.
Для установки вам понадобятся:
- разводной ключ;
- фум-лента;
- пакля;
- герметичная паста.
Этапы работы
Обязательно отключите нагреватель от сети. Если была залита вода — слейте. Установка проводится на холодный трубопровод до запорного крана.
- Покройте резьбу паклей или фум-лентой.
- Подсоедините клапан к патрубку.
- Крепко закрутите соединение, используя разводной ключ.
На носик детали подключается трубка, которая ведет в канализацию. Лучше, чтобы она была прозрачная: так вы сможете контролировать процесс.
Чтобы проверить работоспособность, достаточно проследить за работой техники. При нагреве вода должна капать в трубке. Если этого не происходит, тогда:
- Случился засор.
- Устройство заклинило, либо оно неисправно.
Чего нельзя делать во время монтажа:
- Ставить запорные краны между корпусом нагревателя и предохранителем.
- Ставить предохранитель на расстоянии 2 метров от техники.
Так можно самостоятельно выполнить работу по установке. Монтаж обязательно нужно проводить при покупке накопительного бойлера.
Категории угля
Имеющийся на реализации уголь для твердотопливных котлов классифицируется следующим образом:
- Антрацит.
- Длиннопламенный.
- Длиннопламенный газовый.
По размеру кусков топливо делится на:
- Крупный или «кулак» 50-100 миллиметров.
- Средний или «орех» 25-50 миллиметров.
- Мелкий или «семечко» 10-25 миллиметров.
Все сорта угля, пригодного для отопления, обладают разной теплоотдачей и оставляют после сгорания разное количество отходов. Длиннопламенный и газовый уголь при горении образуют печной газ и дым в больших количествах. Антрацит сгорает без дыма, оставляет минимальное количество золы.
Рис. 2 Антрацит – лидер среди марок угля
Лучшим углем для отопления частных домов является антрацит средний, его расход минимален, поэтому цена почти вдвое выше стоимости остальных сортов.
Для чего нужен предохранительный клапан на бойлере
Для начала разберемся, для чего нужен предохранительный клапан на бойлере. Во время нагрева жидкости в герметичном резервуаре бойлера образуется водяной пар, из-за чего давление в системе повышается. Поскольку все краны закрыты, сброс давления через сток в систему невозможен. Из-за этого избыточное давление накапливается в самом агрегате.
Когда вода нагреется до 60-65 градусов, предохранительный клапан сброса давления для бойлера должен сработать и отключить прибор. В этот момент давление в системе водоснабжения достигает 2,7-3 бар, а в нагревательном баке из-за наличия водяного пара оно выше и равно 4 бар. Это нормальные значения.
БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.
Видео для чего нужен предохранительный клапан
https://youtube.com/watch?v=90S6EjBEScg
Если клапан не сработает, то температура кипения будет повышаться пропорционально давлению. При давлении в 10 бар параметр температуры воды составляет 180°С. В итоге вся жидкость в резервуаре превратиться в водяной пар. Из-за такого высокого давления корпус не выдержит и бойлер взорвется.
Основные функции предохранительного клапана на бойлере:
- защита от самопроизвольного стекания жидкости в систему водоснабжения, если в ней пока нет воды;
- сброс избыточного давления в ручном и автоматическом режиме.
Зачем это нужно
В абсолютном большинстве домов старой постройки розлив, стояки и подводки отопления смонтированы стальными трубами. У черной стали есть неприятная особенность: шероховатые стенки труб склонны собирать загрязнения, постепенно зарастая накипью. Нарост формируется преимущественно из ржавчины и солей кальция.
Мало того: розливы, подводки и радиаторы со временем забиваются илом — осевшими в них взвесями, которые попадают в отопительные приборы вместе с теплоносителем и оседают на участках с минимальной скоростью его движения.
Типичное состояние подводки к радиатору на отоплении после пяти лет работы без промывки.
Последствия уменьшения проходимости труб и появления залежей ила в радиаторах очень предсказуемы:
- Уменьшение скорости циркуляции. Оно приводит к падению температуры обратного трубопровода и, соответственно, к снижению температуры в жилых помещениях;
- Охлаждение последних секций секционных батарей. Именно там скорость воды минимальна, поэтому ил начинает скапливаться в нижнем коллекторе крайних секций и со временем полностью блокирует циркуляцию в них;
Если крайние секции остыли, батарее нужна промывка.
В наиболее запущенных случаях — разморозку отопительной системы или ее отдельных участков. Если циркуляция теплоносителя остановится в холода, вода в трубах и батареях очень быстро замерзнет. Поскольку при изменении агрегатного состояния на твердое она увеличивается в объеме, трубопроводы и отопительные приборы будут разорваны.
Без промывки
Промывка системы отопления в частном доме не нужна при соблюдении трех условий:
- Система автономная (т.е. не подключена к теплотрассе, а имеет собственный источник тепла);
- Она относится к закрытым системам теплоснабжения (без отбора горячей воды из отопительного контура и, соответственно, без обновления теплоносителя);
- Она укомплектована мембранным расширительным бачком. Открытый бак подразумевает испарение воды и ее периодический долив.
Закрытая автономная система с мембранным бачком и без врезок ГВС.
Если все условия выполнены, теплоноситель в отсутствие утечек циркулирует в замкнутом контуре неограниченно долго. После выпадения в осадок небольшого количества солей и взвесей, которые содержатся в воде, загрязнение труб и радиаторов полностью прекратится.
Что лучше, уголь или газ?
Принято считать, что наиболее выгодным вариантом для отопления является магистральный газ.
Однако, узнав стоимость подведения и подключения, многие жители ищут пути альтернативного отопления. Сравнивать эти виды топлива лучше по трем критериям:
- Энергетический. При сжигании 1 м3 (0.62 кг) природного газа вы получите 9.45 кВт/ч тепла без учета КПД котла. Килограмм антрацита даст 7.16 кВт/ч.
- Экономический. Учитываются тарифы для населения на поставку газа, а также стоимость транспортировки угля и КПД котлов.
- Удобство использования. Во всех случаях потребуется обустройство дымохода и вентиляции. Для хранения угольного топлива необходимо пространство, его закладку придется производить вручную, тогда как газ подается по трубопроводу.
Справка. Если дом уже подключен к газовой магистрали, то более выгодный способ обогрева можно не искать. При отсутствии подключения лучший вариант — угольные котлы, работающие в автоматическом режиме.
Модельный ряд
Перед покупкой определитесь с моделью. Ассортимент модельного ряда огромен, что удовлетворит любого клиента.
Налажен выпуск не только напольных котлов, а и настенных. Они имеют свои оригинальные модели. Выбор зависит от необходимой мощности и личных предпочтений покупателя.
Например, хороший выбор мощностей, высокая экономичность больше относятся к газовым напольным котлам. К ним причисляются следующие модели: Vitola, Vitoplex, Vitogas, Vitocrossal и Vitorond.
Настенные приборы достаточно компактные, что удобно для маленьких помещений. К ним в комплект входят установочные элементы. По стоимости они дешевле напольных котлов. Настенные аппараты представлены следующими моделями:
- Viessmann Vitopend 100-W.
- Viessmann Vitodens 100 (200)-W. Мощность газового котла Висман достигает 35 кВт, двухконтурный прибор имеет характеристики КПД выше, чем у традиционных устройств.
В Европе чаще используют вторую модель – конденсационную. Она стоит дороже обычных котлов, поэтому в России не особо популярна, хотя имеет высокий показатель КПД – больше 100 %, и производится непосредственно в Германии.
Вам будет интересно >> Основные отличия одноконтурного от двухконтурного газового котла
В странах СНГ и на территории России, популярней серия Viessmann Vitopend 100-W. Настенные модели обладают стандартным КПД – 90 %, доступной стоимостью – от 700 евро.
Производится эта серия в Восточной Европе и Турции. Существует пара видовых вариантов:
- одноконтурные (мощность 24, 30 кВт);
- двухконтурные 22-30кВт (например, средняя мощность котла газового двухконтурного настенного Viessmann 24 кВт).
Что нужно знать для расчета
Перед тем как рассчитать топливо на весь сезон, нужно уточнить ряд моментов, поскольку расход дров зависит от нескольких факторов. Вот перечень вопросов, требующих ответа:
- Сколько тепла необходимо на отопление загородного дома в вашем районе проживания?
- Древесину какой породы планируется сжигать?
- Какова влажность этой древесины? Она свежесрубленная, полусухая или успела пролежать год-два?
- Какова эффективность (КПД) вашего отопительного агрегата? Указывается в паспорте на твердотопливный котел или печь.
Расход тепловой энергии на обогрев частного дома определяется расчетом, выполняемым специалистами, либо методом укрупненного вычисления. Для большинства домовладельцев более приемлем второй вариант, так как за первый приходится платить. Суть его такова: на отопление 100 м² площади здания, находящегося в умеренной климатической зоне, в самые холодные дни отводится 10 кВт/ч теплоты. Учитывая изменение температуры за отопительный период, средний расход в течение сезона составит 5 кВт/ч.
Разные породы древесины выделяют при сжигании различное количество тепловой энергии, вот почему важно знать об этом заранее. Ниже в таблице указана теплотворная способность дров разных пород, отнесенная к мере объема – 1 м³:
Как видно из таблицы, на теплотворную способность оказывает влияние и влажность древесного топлива. Чем дрова суше, тем больше энергии можно получить с единицы объема. Оно и понятно: при горении сырой древесины часть теплоты затрачивается на испарение влаги и не идет на отопление дома.
Показатель эффективности (КПД) дает понять, какую часть тепловой энергии от сжигания топлива котел способен направить в систему отопления, выбрасывая остальное в дымоходную трубу. Эта величина прописана в техническом паспорте каждого теплогенератора. Для тех, кто еще не приобрел дровяной источник тепла, приведем показатели КПД для различных отопителей:
при горении в классическом твердотопливном котле используется от 70 до 75% тепла;
то же, в пиролизном котле – 80%;
печь кирпичная русская либо колпаковая – 65%;
печь стальная либо чугунная – не более 55%.
Угольное отопительное оборудование
Угольные печи
Обычная печь может обогреть только одну-две комнаты, даже если использовать не дрова, а уголь для отопления дома. Правда, ее можно усовершенствовать, вмуровав внутрь кирпичной кладки теплообменник для водяного отопления. Печь по-своему хороша, но порой бывает опасной из-за того, что провоцирует отравления угарным газом.
Важно. Задвижку печного дымохода можно закрывать только после того, как уголь полностью сгорит, и в топке исчезнут язычки пламени. Для отопления углем коттеджа гораздо более эффективен, надежен и безопасен такой отопительный агрегат, как котёл
Для отопления углем коттеджа гораздо более эффективен, надежен и безопасен такой отопительный агрегат, как котёл.
Угольные твердотопливные котлы отопления
Схема демонстрирует устройство усовершенствованного угольного котла
По конструкции котёл отопления на угле несложен, но весьма эффективен. Его чугунный теплообменник и мощная колосниковая решетка устойчивы к прогоранию и коррозии. Даже самые простые из этих устройств исправно обогревают дома на протяжении многих десятков лет. Но все же котлы старого образца уступают по производительности и теплоотдаче своим нынешним конкурентам.
Принцип работы отопительного котла выглядит так:
как только в топке зажигают огонь, в дымоходе создается тяга и воздух затягивается в топливную камеру;
уголь накаляется и частично сгорает;
газообразные продукты горения угля смешиваются с подаваемым внутрь вторичным воздухом и окончательно сгорают;
образовавшиеся газы отдают свою температуру теплоносителю, а затем выводятся через дымоход.
Современные котлы отопления на угле стабильно отапливают жилые помещения и хозяйственные пристройки. Они расходуют топлива в 2 раза меньше по сравнению с устаревшими моделями. Передовые технологии усовершенствовали не только конструкцию и дизайн отопительных агрегатов, но и сам принцип сжигания топлива. В результате теперь домовладельцу не приходится по нескольку раз в сутки загружать в котел очередную порцию угля и удалять скопившийся шлак.
Увеличенная камера горения рассчитана на единовременную загрузку большого количества угля, который постепенно сгорает в течение 6–12 часов. Принудительный наддув воздуха способствует максимально полному сгоранию топлива. Благодаря этому заметно уменьшается расход угля на отопление дома.
Специально для автоматических моделей отопительного оборудования рекомендуется приобретать уголь сорта «эко-горошек», имеющий оптимальные размеры и очищенный от примеси пыли.
Большой бункер автоматизированного отопительного котла обеспечивает длительное горение угля
Автоматизированная подача топлива из бункера в котел «освобождает руки» пользователю. Он становится свободным от обязанности постоянно следить за работающим отопительным прибором. Вместимости бункера хватает для безостановочного горения угля в течение недели.
Отзывы об отоплении углём демонстрируют, насколько довольны пользователи практичностью автоматизированных угольных котлов. Это очень удобно — в начале отопительного сезона запустить котел в действие, и всю зиму только добавлять уголь в бункер по мере его опорожнения. Удалять золу и шлак тоже не приходится слишком часто, всего пару раз в месяц.
Разжечь в котле уголь для отопления, особенно антрацит, для непривычного человека бывает непросто. Вначале котел растапливают дровами или специальной смесью, а затем понемногу добавляют мелкий уголь. Когда горение станет стабильным, можно засыпать антрацит большими порциями. Сколько именно и как часто — будет зависеть от модели котла и точнее определится в практике его использования.
Нельзя применять бензин для розжига угля в отопительном котле!
А что делать, если в доме отключится электричество? В таком случае приостановится автоматическая подача угля в топливную камеру котла. Одновременно с этим перестанет действовать циркуляционный насос, и вода будет застаиваться в теплообменнике. Но закипания котла не случится, потому что горение угля перейдет в слабый режим. Затем, когда электроснабжение восстановится, уголь вновь разгорится.
Обслуживание твердотопливного котла
Меры по обслуживанию котла сводятся к необходимости чистить теплообменник и дымоотводящие каналы. На их поверхностях оседает сажа, и это явление снижает эффективность работы отопительного агрегата на 15%. Периодичность чистки котла отопления на угле может варьироваться: старые чугунные модели приходится чистить 2–3 раз за сезон, а современные 1 раз в 2 года.
Для беспрепятственного обслуживания котла должен быть свободным доступ к нему в том помещении, где он установлен.
Подведем итог вышесказанному
Если вы установите угольный котел в доме, то в совокупности с ним можно использовать угловые радиаторы отопления. Почему именно их? Радиаторы отопления угловые можно спрятать в углах (даже за котлом) и при этом не опасаться за теплопотери.
Угольные котлы отопления для дома – хорошая альтернатива газовым котлам, широко востребованная в тех районах и коттеджных посёлках, где нет централизованного газоснабжения.
Уголь – доступное топливо практически в любом регионе России, купить его не составит труда, и стоить он будет не слишком дорого. Современные печи и котлы, работающие на угле, имеют несколько важных технических усовершенствований, которые позволили сделать их максимально эффективными и экономными.
