котлы на каменном угле для отопления частного дома

Угольные автоматические котлы для отопления частного дома

В районах, где использовать в качестве топлива уголь экономически выгодно и его доступность не вызывает сомнений, сдерживало распространение угольных котлов боязнь превратиться в кочегара, постоянно подкидывающего уголь в топку. Появление современных котлов, где уровень развития автоматики может избавить пользователя от обслуживания котельного оборудования увеличил интерес к этим агрегатам.

Принцип работы автоматических угольных котлов

В устройстве и принципе действия современных автоматизированных котлов важно разобраться даже не имея интереса, ведь эти знания помогут определиться с моделью. Для того, чтобы угольный котел и основанная на нем система обогрева и ГВС могли работать длительное время автономно, безопасно и экономически эффективно должны быть автоматизированы следующие процессы:

Функция пользователя состоит в выборе режима работы (установка приоритета или расписания), либо температуры теплоносителя, либо температуры в каждой комнате. Динамические процессы, зависящие от смены погоды, расхода воды, количества и качества топлива, поступления воздуха отлеживаются и интерпретируются процессором. Полный набор опций автоматического угольного котла стоит дорого, поэтому часто автоматизируют только наиболее трудоемкие процессы: загрузку топлива и наддув воздуха.

Организация автоподачи с помощью шнека, наиболее типичное устройство для современных моделей.

Принцип работы самого котла не изменился: через поддувало кислород поступает в горящий уголь, поддерживая горение, отработанные газы уходят в дымоход. Тепловая энергия разогревает теплоноситель, находящийся в емкости вокруг горящего угля, и носитель по трубам уходит к радиаторам. Отдав тепло жидкость возвращается в котел для разогрева.

Варианта горения угля два:

Конструктивно котел тоже традиционен. При классическом горении угля одна топка, уголь горит на колосниках, снизу подается воздух естественным путем, его уровень регулирует дверца поддувала, отводящиеся газы регулируются заслонкой дымохода. Корпус котла, он же емкость с теплоносителем, окружает горящий уголь. При пиролизном варианте над классической топкой размещается система принудительной подачи воздуха для дожигания газов и твердых частиц в них, поэтому хорошо работающий такой котел не дымит.

Реализаций угольных котлов с разным уровнем автоматизации на рынке множество.

Система подачи топлива

Самым трудоемким и достаточно грязным делом при эксплуатации угольных котлов с автоматической подачей является загрузка в него топлива. Автоматизировав этот процесс, уже можно обеспечить себе наполнение бункера не чаще чем раз в неделю. Если же бюджет позволяет автоматизировать подачу угля в бункер котла из сезонного склада, это сделает жизнь в доме комфортной весь отопительный период.

Пример организации автоподачи в бункер из внешнего склада при подвальном размещении котельной. Однако такие системы не продаются в готовом или даже модульном виде.

В угольных котлах получили две разновидности конструкций системы автоматической подачи угля: шнековая и барабанного типа.

Бункер с углем для загрузки пиролизного (а часто и классического) котла установлен сбоку котла. В низу короб оснащен шнеком, который вращается электродвигателем по команде компьютера при работе в автоматическом режиме или от кнопки – в ручном. Продолжительность работы двигателя задает компьютер определяя тем самым порции угля, загружаемого в котел. Одновременно включается наддув для управления процессом горения.

Котел с такой автоматизацией сохраняет высокий КПД при колебаниях номинальной мощности от 30% до 100%, с заполнением бункера до 1 раза в неделю, эффективно отрабатывая изменения погоды и установки пользователя. Заполнение бункера углем высокого качества (фракцией от 5 мм до 25 мм) в зависимости от модели необходимо раз в неделю.

В котлах классического горения бункер с углем часто размещается над котлом и автоматическая загрузка происходит с помощью барабана (вращающегося колосника). Он, вращаясь вокруг собственной, оси поставляет порцию твердого топлива в топку. После прогорания шлак и зола падают в накопитель. В этом случае требования к топливу ниже, а конкретных конструктивных решений для автоматизации таких котлов много.

Удаление золы

Вторая неприятная процедура после загрузки угля в бункер — это удаление шлака, спекшейся корки и очистка от золы накопителя. Если котел не завязан транспортером с сезонным складом топлива, желательно, чтобы обе процедуры происходили с одинаковым циклом – один раз в неделю. Модели с самоочисткой все равно требуют внимания, но уже каждые 4-6 недель.

Система автоматизеского золоудаления во внешний ящик довольно проста, но организовать ее непросто и не дешево, поэтому это большая редкость в угольных моделях.

На количество золы в накопителя впрямую влияет такое качество угля как зольность. Котлы прямого горения не слишком требовательны к качеству топлива и могут топиться даже бытовым мусором. Но золоудаление придется делать чаще, а заявленные характеристики может дать на угле с влажностью ниже 30% и зольностью меньше 25%.

Пиролизные котлы кроме пониженной влажности до 20% и зольности меньше 15% требуют и определенного размера фракций угля от 5 мм до 25 мм. Отклонение от этих требований снижает характеристики агрегата и увеличивает количество золы. Часть не сгоревшего угля может быть использована вторично после просеивания золы накопителя

Автоматический розжиг котлов при помощи жидкостей, удаление из их накопителя золы не вручную и самоочистка горелок могут быть предложены как дополнительные опции к очень дорогим проектам котлов и достаточно редки. Рассчитывать на систему самоочистки в угольных моделях, в отличие от пеллетных, не стоит.

Отзывы о бытовых угольных котлах с автоматической подачей

На что обратить внимание при выборе

В таблице ниже мы привели основные эксплуатационные характеристики автоматических угольных котлов, которые считаются нормой.

Коэффициент полезного действия (КПД) — это отношение количества потребляемого топлива к количеству тепловой мощности выданного котлом, чем он выше, тем лучше. Мощность котла определяется расчетами для обогрева конкретного помещения и необходимым потреблением горячей воды, сам принцип расчета мы рассмотрим позже.

После выбора основных характеристик нужно обратить внимание на дополнительные свойства будущего агрегата, наличие которых увеличивает комфорт и цену:

Желательный набор свойств котла современный рынок готов обеспечить в полной мере, вопрос лишь в бюджете.

Расчет минимально необходимой мощности

Правильный расчет мощности позволит без волнений прожить любые морозы и всегда иметь теплую воду в достаточном количестве. Минимально необходимая мощность рассчитывается из расчета 1 кВт на 10 м 2 отапливаемой площади для стандартного дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков не более 2,7 метра.

По технологии для каждой комнаты расчет ведется отдельно, но на практике часто суммарную площадь делят на 10 и умножают на 1 кВт. Затем добавляют потери и неточности расчетов для увеличения полученной мощности на 20%, если планируется и контур ГВС, необходимо добавить еще 20% запаса.

К примеру, стандартная мощность котла на отопление и ГВС при работе на площадь 150 м 2 может составить: (150х1)/10 = 15 кВт на отопление. Но необходим запас мощности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт запас на непредвиденные морозы, потери и неточности. 15 кВт х 0,2 = 3 кВт на ГВС. Минимально необходимая мощность котла в таком случае должна быть не менее 15 + 3 + 3 = 21 кВт.

Перебор по мощности дает недогруз котла, но сохраняет возможности для расширения использования его в дальнейшем. Ошибка в нехватке мощности обещает потерю комфорта и неизбежную переделку системы отопления.

Это во многом прикидочный расчет, можно для точного расчета привлечь теплотехника или самому опираясь на СНиП 2.04.01-85 пересчитать расход ГВС в соответствии с нормами, но учесть запас прочности все равно придется, а на выборе конкретной модели такая смета скажется мало. Для частного дома до 400 м 2 в более, чем 90% случаев достаточно простого расчета, приведенного выше.

Как рассчитать необходимую мощность котла
Индивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Лучшие известные производители и модели:

Metal-Fach SMART EKO-20

Один из лучших автоматических угольных котлов для отопления частного дома. Котлоагрегат польской компании, но российского производства и сборки. Мощность от 6 до 20 кВт, КПД 90%. Оснащен чугунной ретортной горелкой, теплообменником из крайне толстой печной 6 мм стали, может управляться от пульта ДУ. Работает с углем фракцией 0-32 мм, при этом в ручном режиме может топиться дровами. Большой бункер позволяет работать автономно до 5 дней. Умная автоматика и системы предотвращения аварийных ситуаций делает агрегат безопасным.

Согласно практике эксплуатации и отзывам пользователей, штатное топливо сгорает без дыма и почти без золы. За практику эксплуатации известен как абсолютно беспроблемный.

Galmet Duo 17

Польский одноконтурный автоматический котел мощностью до 17 кВт, обладает крайне высоким для классических тт котлов КПД – 86%, классического горения. Толщина стали здесь ниже — 5 мм, но это все еще крайне хорошо. Имеется программатор, позволяющий задать настройки работы котла на сутки или неделю. Например, можно снизить температуру до 18-19°C на время сна или до 15°C когда все уходят на работу. Это позволяет существенно экономить топливо. Также из особенностей – возможность внешнего управления и подключение теплых полов, имеется автоподжиг и защита от перегрева.

Стоимость: 220 000-250 000 руб.

ZOTA «Optima» 20

Отечественный одноконтурный котел с диапазоном тепловой мощности от 3 до 20 кВт. При угле и пеллетах в автоматическом режиме выдает КПД 82%, горелка позволяет использовать в ручном режиме любое твердое топливо. Для поддержания температуры могут устанавливаться ТЭНы. Автоматика управляет пламенем, загрузкой, автоподжигом и защитой от перегрева. Может подключать теплые полы и внешнее управление (например, опциональный GSM-модуль).

По техническим характеристикам, практичности и функционалу модель уступает описанным ранее аналогам, но и стоит гораздо дешевле. Конкретно по данной модели серьезных сервисных нареканий не известно, однако многие другие твердотопливные модели не всегда славятся долговечностью. Стоит отметить, что сервисная структура развита и производитель быстро и результативно реагирует на обращения. Гарантийный срок всего 1 год, когда у аналогов выше – 5 лет.

Pereko KSP Duo 18

Крайне дорогостоящий автоматический котел высшей ценовой категории с одной загрузкой бункера на 7 дней. Выдает 18 кВт тепловой мощности. PSQ горелка, технологичная автоматика и более сложная конструкция теплообменника, позволяющая аккумулировать больше тепловой энергии, позволили достичь КПД 92%. В ручном режиме специальная горелка может сжигать любое твердое топливо, программа компьютера экономит расход топлива до 30%, управляет всей системой обогрева дома (даже работой смесительного клапана, при необходимости) и не допускает нештатных ситуаций. Удобное решение по удалению золы, в базовой комплектации имеется GSM-модуль для управления с помощью SMS.

Единственный недостаток, помимо цены, – допустимое рабочее давление 1,5 бар, что не позволяет использовать котел в системах отопления, например, многих двухэтажных домов, где рабочее давление в системе часто 1,7-2 бар.

Стоимость: 283 000-327 000 руб.

Обзор дорогостоящих твердотопливных котлов Pereko
Одни из наиболее технологичных и надежных

Heiztechnik Q Eko Lux 15

Польский угольный автоматический котел длительного горения с ретортной горелкой из чугуна, не допускающей спекание топлива. При фракции угля от 5 до 25 мм может автономно работать до несколько недель, поскольку опционально имеет возможность автоматического удаления золы. В ручном режиме можно топить дровами и другим твердым топливом. Тепловая мощность в диапазоне от 5 до 15 кВт, КПД 88%. Уровень автоматики позволяет встраивать в «умный дом» и ДУ от интернета, однако в базовой комплектации никаких систем внешнего управления нет.

Сейчас снят с производства, но на многих складах еще в наличии.

Стоимость: 154 000-179 000 руб.

Цены: итоговая сравнительная таблица

Правильная топка: розжиг и поддержание горения

Запуск автоматического котла в работу необходимо производить после монтажа трубопроводной системы, опрессовки ее давлением в 1,25 от номинального и заполнения ее водой. Дальнейший алгоритм включает следующие шаги:

Дальнейшая работа твердотопливного котла происходит под контролем процессора, управляющего частотой подачи топлива, количества нагнетания воздуха, расхода угля в бункере регулирования тяги для удаления продуктов горения. Кроме этих мероприятий важно следовать рекомендациям производителя сложных агрегатов, направленным на достижение полноты сжигания топлива – для каждого вида угля и принципа работы котла своя конструкция горелки.

Вывод

Угольные котлы до недавнего времени трудно поддавались автоматизации из-за свойств топлива. Однако, качество подготовки его до нужных фракций и развитие технологий позволяет сделать угольные агрегаты полностью или частично автоматическими. Совместное производство угольных котлов на территории РФ делает их доступными по цене и конкурентоспособными по качеству.

Источник

Эффективность и критерии выбора котлов длительного горения на угле

Котлы длительного горения на угле практически лишены недостатков, присущих обычным твердотопливным котлам (прямого горения), поэтому они могут не только стать доступной альтернативой сетевому теплоснабжению, но и заменить ранее установленное оборудование, которое технологически уже устарело.

Что собой представляют угольные котлы длительного горения для частных домов

Угольный котёл длительного горения – это современное отопительное устройство, предназначенное для выработки тепловой энергии и последующего нагрева теплоносителя путём сжигания определённых видов твёрдого топлива, в основном, таких как каменный и бурый уголь, антрацит, угольные брикеты и т. д.

Справка. Фактически приставку «длительного горения» получает любой котёл, который может поддерживать процесс интенсивного теплообразования в течение длительного периода: прогорел котёл на одной закладке топлива сутки – получил этот статус, прогорел два дня и более – дальнейший статус не меняется.

Применение и эффективность

Твердотопливные котлы не нуждаются в заблаговременном оформлении строительного проекта, поэтому их используют повсеместно – не только для формирования новой, но и для модернизации уже существующей отопительной системы в помещении (бытового, промышленного и коммерческого назначения).

Работа на угле не подразумевает зависимости от сетевых коммуникаций, поэтому такие котлы идеально подходят для частных домов, расположенных в не газифицированных районах. В таких условиях они наиболее полно раскрывают свой потенциал, т. к. при желании их можно приспособить для подготовки и нагрева воды.

КПД угольных котлов длительного горения достигает 80–87 % (против стандартных 70–75 %), но их нельзя назвать очень дешёвым вариантом обогрева.

Сравнение эффективности угольных котлов долгого горения (таблица):

Стоимость дров также ниже угля, но в долгосрочной перспективе такое отопление всё же проигрывает: поскольку древесина имеет меньшую плотность и массу, то при одинаковом объёме топки, полной загрузки дров (даже с учётом увеличения времени горения) хватает на 8–48 часов, а уголь горит до 1–7 дней.

Таким образом, можно резюмировать следующее: при отсутствии доступа к магистральному газопроводу, угольный котёл длительного горения – весьма неплохой вариант обогрева небольшого частного дома (100–150 м 2 ), тем более, что в сравнении с электрическим он действительно будет гораздо экономичнее.

Устройство и принцип работы

Устройство угольных котлов долгого горения в целом схоже с любыми другими твердотопливными агрегатами, но у него есть некоторые особенности:

Справка. В конструкции котлов длительного горения пиролизного типа также предусмотрено наличие вторичной камеры «дожига» раскалённых отводных (дымовых) газов. Под неё отводится место в верхней части первичной камеры сгорания или всего корпуса. КПД таких угольных котлов увеличивается до 90–95 %.

На первый взгляд может показаться, что долгий период непрерывной работы достигается за счёт увеличения загрузочной камеры, но это не совсем так.

Принцип работы подобных котлов заключается в реализации « верхнего горения »: для этого воздух подаётся не снизу – через колосниковую решётку, как в обычных котлах (прямого горения), которые функционируют на естественной тяге, а сверху – через воздуховод, с помощью принудительного нагнетания потока.

В таких условиях процесс сжигания становится полностью управляемым: он активен только в зоне подачи воздуха и почти не затрагивает основную массу топлива. Фактически горение сводится к послойному тлению (без пламени) – от верхних слоёв к нижним слоям, что обеспечивает более равномерную теплоотдачу.

Наглядный процесс длительного горения угля.

Отзывы о бытовых котлах долгого горения на угле: преимущества и недостатки

Учитывая трудоёмкость установки системы отопления и её стоимость, лучше не допускать ошибок в этом вопросе. Для этого важно заранее рассмотреть все плюсы и минусы технологии длительного горения, ориентируясь не только на обещания производителей, но и на отзывы реальных владельцев таких котлов.

Достоинства и недостатки угольных котлов долгого горения:

Высокая стоимость котла длительного горения со временем нивелируется за счёт экономии угля: таким образом, его установка окупается уже через 5–6 лет.

Какой выбрать: подробно о характеристиках, на которые стоит обратить внимание

Изначально выбирать угольный котёл длительного горения нужно исходя из особенностей отапливаемого помещения (теплопотерь, площади, возможностей монтажа, региона), т. к. в случае ошибки придётся менять не только оборудование, но и всю обвязку, что повлечёт дополнительные временные и денежные затраты.

Правильно будет заранее изучить разновидности представленных на рынке устройств, а также разобраться из каких характеристик складывается цена на них.

Материал первичного теплообменника (корпуса)

Материал, из которого изготавливается первичный теплообменник, прежде всего, определяет надёжность системы, срок службы и ремонтопригодность котла:

Повреждённый стальной корпус (толщиной от 4 мм) легко ремонтируется (сваривается), а вот хрупкий чугун, даже при малейшей трещине подлежит замене.

Модель LIEPSNELE L20U. Чугунный теплообменник и дверца для загрузки помещены в стальной коричневый корпус.

Многие производители комбинируют сильные стороны обоих металлов: например, выпускают котлы в стальном корпусе с чугунной камерой сжигания.

Одноконтурный или двухконтурный

В зависимости от количества контуров угольные котлы долгого горения могут распределять выработанное тепло на решение одной или нескольких задач:

Справка. Мощность проточного нагревателя, используемого в качестве теплообменника, должна постоянно регулироваться в соответствии с расходом воды.

Поскольку интенсивность горения твёрдого топлива нельзя изменять в режиме реального времени, то выгода от угольного котла с водяным контуром весьма сомнительна. Кроме того, два теплообменника одновременно работать не могут, а частые переключения ведут к случайным поломкам и износу оборудования.

Использование долгоиграющего котла Stropuva S15 (справа) в связке с бойлеом косвенного нагрева (слева).

Минимально необходимая мощность и отапливаемая площадь

Правильно выбрать мощность угольного котла длительного горения, должна помочь подрядная организация, которая будет осуществлять монтажные работы.

Однако сделать примерный расчёт можно и самостоятельно по формуле:

Q = S × 100, где

Например, для дома площадью 120 м², Q=120×100=12000 Вт ≈ 12 кВт.

Производитель указывает мощность под самый теплотворный вид угля, предусмотренный в качестве основного топлива. Чтобы при использовании других видов топлива избежать эксплуатации оборудования на пределе возможностей, к полученному значению рекомендуется прибавить запас в 10–20 %, Q ≈ 14 кВт.

Как рассчитать необходимую мощность котла
Индивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Коэффициент полезного действия позволяет определить эффективность использования энергетических ресурсов по отношению к количеству полезного тепла, выделяемого агрегатом, соответственно, чем этот показатель выше – тем лучше. Тем не менее, в первую очередь нужно думать о рациональности выбора.

У котлов длительного горения КПД достигает 80–87 %. Разница в 1–2 % не сильно снизит расход топлива, а вот цены на «идеальные» модели бывают чрезмерно высокими, поэтому в случае ограниченного бюджета можно смело приобретать более скромный вариант (с округлением в меньшую сторону).

Другие важные критерии выбора

При выборе котла длительного горения также стоит уделить внимание и другим характеристикам, от которых зависит удобство дальнейшей эксплуатации:

На последний пункт нужно обратить особое внимание, т. к. наиболее часто поломки происходят именно из-за недостаточной противоаварийной оснащённости.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Stropuva S15U

Стоимость: 81 500–99 770 рублей.

Страна-производитель: Россия–Литва, ООО «STROPUVA» (СТРОПУВА).

Heiztechnik Q Alfa 15

Стоимость: 62 240–68 720 рублей.

Страна-производитель: Польша, ООО «HEIZTECHNIK» (ХАЙЦТЕХНИК).

Buderus Logano S181-15E

Стоимость: 218 000–250 640 рублей.

Страна-производитель: Германия, ООО «BOSCH» (БОШ ТЕРМОТЕХНИКА).

НЕДЕЛЬКА КО-60

НЕДЕЛЬКА КО-60 мощностью 60 кВт – это высокоэффективная модель отечественного производства способна 2–4 дня отапливать дом 200–250 м 2 на одной закладке угля. Её микропроцессорный блок не чувствителен к сбоям электроэнергии, а при отключении котёл просто медленно (6–12 часов) затухает.

Стоимость: 115 900–130 500 рублей.

Страна-производитель: Россия (г. Кемерово), ООО «ТРИАЙ».

TIS PRO 11

Стоимость: 64 100–67 200 рублей.

Страна-производитель: Беларусь, ООО «БелКомин» TIS Group (ТИС Групп).

LIEPSNELE L20U

Стоимость: 85 400–90 560 рублей.

Страна-производитель: Литва, ООО «VAKARO RASA» (ВАКАРО РАСА).

Как топить, чтобы уголь горел как можно дольше

Правильность топки угольного долгоиграющего котла во многом зависит от наличия регулирующей автоматики и, конечно же, качества самого угля.

Какой уголь лучше использовать

Котлы с ручным обслуживанием могут работать на угле любой фракции. Но нужно учитывать, что температура газов в дымоходе при длительном горении намного ниже, чем при прямом горении: использование сырого топлива может привести к скоплению в трубе лишней влаги и образованию конденсата – чёрной тягучей жидкости с запахом дёгтя. Поэтому относительная влажность угля (как и любого другого твёрдого топлива) должна составлять не больше 15–20 %.

Справка. Оборудование с функцией автоматической подачи топлива, более чувствительно к фракции, т. к. оно изначально разрабатывалось под стандарт 5–25 мм. Кроме того, его стоит топить слабоспекаемым (тип 31 или 32) и низкозольным (до 15 %) углём, чтобы избежать появления лишнего «мусора» и снижения КПД.

Правильная топка

Топка котла длительного горения осуществляется по следующей схеме:

По завершении полного цикла сгорания требуется удалить спекшиеся куски угля из загрузочной камеры, почистить зольник и засыпать новую партию топлива.

Цены: итоговая таблица

Ценовой рейтинг угольных котлов длительного горения (таблица):

Где купить угольный котел длительного горения для отопления частного дома

В Москве

В Санкт-Петербурге

В заключении стоит сказать, что эффективность и экономичность системы отопления не в последнюю очередь зависит от сноровки пользователя, поэтому чтобы угольный котёл длительного горения хорошо прослужил не один сезон, необходимо научиться правильно эксплуатировать оборудование и ухаживать за ним.

Источник