Виды угольных котлов для отопления частного дома

Узнайте как рассчитать мощность котла отопления по площади дома и как выбрать угольный котел для отопления частного дома.

Котлы длительного горения

Читайте также:

Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией

Термодатчики на включение выключение. Виды,выбор,монтаж

Размеры котельной в частном доме:нормативы,стандарты,типы

Преимущества котлов длительного горения

Котлы длительного горения на различных типах твердого топлива, в том числе на угле имеют множество неоспоримых преимуществ: 1. Экономия энергоносителей. В таком устройстве происходит не одномоментное сгорание всего поступившего топлива, а процесс, скорее напоминающий тление, при котором поступившее в топку топливо-уголь сжигается послойно, сверху вниз. Процесс поступления воздуха для химической реакции горения регулируется автоматическими устройствами. Постепенный процесс горения также приводит к тому, что топливо сгорает практически полностью, на долю несгоревших остатков приходится не более 2 процентов от первоначально загруженной массы. 2. Котел длительного сгорания не требует постоянного присутствия оператора и постоянного обслуживания. В некоторые модификации таких котлов может одновременно загружаться до 500 литров горючего материала. В результате процесс сгорания такой массы топлива может растянуться до нескольких дней. Регламентные работы производятся в промежутках между закладками топлива. Кроме того, контролируемое автоматикой сгорание производит гораздо меньше сажи, что также приводит к сокращению времени обслуживания устройства. 3. Обычно отопительные котлы на твердом топливе подвержены перегреву. Это происходит вследствие неравномерности процесса сгорания. В котла длительного сгорания весь процесс регулируется автоматически, что приводит к равномерному распределению температуры. Такой режим наиболее выгоден для отопительных систем, так как постоянно поддерживает комфортные условия в жилище.

Недостатки котлов длительного горения

1. Немалая стоимость, в первую очередь из-за наличия автоматики. Однако стартовые расходы с лихвой окупаются спустя несколько лет эксплуатации за счет экономного расхода топлива.
2. Оборудования является крупногабаритным и имеет немалый вес. Это вызвано большим весом топки и объемным водяным контуром.
3. Нет возможности управлять процессом вручную, так как все отдано на откуп автоматике.
4. Зависимость от электроэнергии. Оборудование работает с помощью циркуляционного насоса, который нуждается в электричестве. Устройства нуждаются в ИБП (источник бесперебойного питания), что сокращает зависимость от электрической энергии, но добавляет лишнюю строку расходов при покупке системы.

Классификация по материалу

Кроме различных способов горения могут котлы отличатся и по материалу изготовления: они могут быть из чугуна или стали. Оба варианта имеют как положительные, так и отрицательные стороны. Если кратко: Cталь (используется специальная котловая) быстрее прогорает и менее стойка к коррозии, но легко ремонтируется; чугун стоек к коррозии и имеет длительный срок эксплуатации, но может лопнуть от перепада температур или удара, причем трещины не завариваются, а требуется полная замена треснувшей детали. Существует еще один момент: для установки чугунного котла, скорее всего, потребуется отдельный фундамент (если его масса с водой в контуре, топливом, дымоходом превысит 700 кг).

Чугунные котлы длительного горения

Достоинства чугунных котлов длительного горения

Стойкость коррозии котлам длительного горения требуется на начальном этапе разгона. Пока оборудование еще не разогрелось, на стенках оседает испаряющаяся из топлива влага с целой комбинацией различных веществ, находящихся в это время в топке. Этот конденсат очень едкий и может нанести стали значительный вред. Особенно в сварных швах. Чугун мало того, что стоек к коррозии, так еще и не имеет сварных швов – его детали соединяются при помощи отлитых замковых соединений, стыки дополнительно промазывают специальными герметиками. Никаких сварных швов. Из такой «секционной» сборки выплывает еще одно достоинство: в принципе, их можно привезти в разобранном состоянии, а затем на месте собрать. В этом есть еще один положительный момент: если какая-то из секций выйдет из строя, возможно, ее вам продадут на заводе отдельно. Тогда нужно будет котел разобрать и заменить сломанную деталь, а не менять весь агрегат. Как положительный момент можно отметить высокий КПД чугунных котлов длительного горения на твердом топливе – он обычно больше 90%.

Недостатки чугунных котлов длительного горения

Но невозможность сварки чугуна имеет и негативные последствия: при возникновении трещин их никак нельзя отремонтировать. А материал этот отличается хрупкостью. Притом он Чугунные пиролизные котлы длительного горения. Главный недостаток - хрупкость материала и невозможность ремонта трещин трескается и при механических воздействиях (потому, может, и лучше везти отдельные тщательно упакованные секции, чем всю конструкцию в сборе), и при резких температурных перепадах. Если на раскаленный чугун попадает вода, он трескается. Потому чугунные твердотопливные котлы длительного горения требовательны к условиям эксплуатации: Разница температур между обраткой и подачей воды не должна превышать 20oC. Существенное ограничение, уменьшающее эффективность работы системы отопления. Кроме того, отслеживать этот параметр достаточно сложно. Нельзя допускать перегрева котла и попадания на него холодной воды, а тем более снега. Не допускать снижения в котельной температуры ниже 0oC. В последних моделях за перегревом котлов следит автоматика, которая при необходимости, включает охладительный контур. Так устроен «Бобер Протерм». Большая теплоемкость для чугунных котлов длительного горения может рассматриваться, скорее, как недостаток: времени на разгон системы и выхода на нормальный режим работы (и топлива тоже) требуется больше. А тот факт, что после затухания котел еще долго будет отдавать тепло, практически не радует: оборудование используется в режиме тления постоянно и очень редко допускают его остановку. К негативным сторонам можно отнести также большую массу таких котлов. Если все оборудование при полной закладке весит не более 700 кг, можно обойтись без специального фундамента для его установки. Но если масса его выше – придется готовить отдельное несвязное с основным фундаментом основание.

Как выбрать чугунный котел длительного горения

Если вас не испугали все изложенные выше недостатки и вырешили купить такой котел, нужно определиться по следующим позициям:

• На каком топливе будет работать агрегат. Если хотите использовать уголь, обращайте внимание на толщину топки и на наличие эффективной системы регулирования мощности. Температура горения угля очень высока, в сочетании с высоким КПД это требует наличия жесткого контроля за температурой (котел не должен перегреваться). Если топить планируете дровами – отсек загрузки топлива должен быть как можно больше. Чем больше дров вы сможете уложить за один раз, тем реже будете туда заглядывать. Если оборудование битопливное (на двух видах топлива), обязательно уточняйте, какое основное. Чтобы не оказалось, что у вас проще заготовить дрова, а вы купили котел, предпочитающий уголь.
• В каком режиме будет работать котел: как основной источник тепла, или как дополнительный. Если твердотопливный котел будет основным, то и его мощность и все параметры должны быть основательными. Такие котлы дешевыми не бывают.
• Энергозависимость оборудования. Как часто у вас отключают электроэнергию? Если часто, выбирайте котел, который может работать на естественной тяге. Их не много, но они есть.
• Будет ли использоваться котел для обеспечения горячей водой. Если горячая вода нужна, отдайте предпочтение двухконтурным котлам. Они удобнее и эффективно греют воду без ущерба для температуры в системе отопления.

ПИРОЛИЗНЫЕ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ КОТЛЫ

Пиролизный котел – это пример новых технологий и разработок. Применяется на практике данный вид отопительного прибора, как для обогрева помещения, так и для подогрева воды. Он включает в себя две камеры сгорания. В первом отсеке горит твердое топливо при искусственно созданном дефиците кислорода. В процессе горения выделяются особые летучие вещества, которые проходят процедуру горения во второй камере. Как правило, работа пиролизных котлов обеспечивается дровами, топливными брикетами, пеллетами, углем и даже коксом. Важно учитывать качество твердого топлива. Оно должно быть сухим, так как в случае попадания пара во вторую камеру, может возникнуть ситуация прерывания горения. Некоторые модели имеют встроенные термостатические регуляторы воздуха и приборы, которые предохраняют твердотопливный котел длительного горения от закипания. При ситуации, когда прибор отопления закипает, термостатический клапан сбросит воду, открыв заслонку, и как результат, внутренняя температура котла снизится.

ПЕЛЛЕТНЫЕ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ КОТЛЫ

Данная модель приборов отопления весьма популярна для жителей Европы. Их, как правило, используют для отопления дома, и для нагрева проточной воды. Такие твердотопливные котлы длительного горения топят пеллетами (прессованными стружками, опилками). Основные преимущества пользования данным видом отопительного прибора – полная автономия. Температура горения автоматически поддерживается датчиками, и все что требуется от человека, это вовремя загрузить топливный котел необходимым материалом. У некоторых моделей таких котлов есть встроенный шнек, который самостоятельно отправит в топку пеллеты. Минусом такого котла является то, что кроме пеллет другие виды топлива использовать нельзя.

ОБЪЕМ КАМЕРЫ ЗАГРУЗКИ

Это показатель соотношения объема используемого твердого топлива и мощности прибора отопления. Чем больше топлива можно загрузить в камеру, тем реже нужно будет пополнять запас твердого топлива. Для примера: показатель объема загрузочной камеры для стальных отопительных приборов должен составлять не более 2,5л/кВт, данный показатель для чугунных котлов – 1,4л/кВт. Расчетная единица объема загрузочной камеры помогает примерно оценить возможности агрегатов. Ведь на 100 % загрузить котел вам вряд ли удастся, а знать какое именно фактическое количество дров можно загрузить, станет весьма полезным для планирования запасов твердого топлива.

Значение качества угля

Лучше всего подходит уголь марки антрацит (условное обозначение — «А»). Чуть меньше подходит мелкий уголь («М») размерностью до 25 миллиметров. Также допустим так называемый «орех» («О») с размером фракции от 25 до 50 миллиметров. Влажность угля не должна превышать 20%. Если уголь слишком мелок (меньше 13 миллиметров), это может привести к затуханию пламени из-за недостаточности воздуха. Равно и наоборот: слишком крупный уголь (свыше 50 миллиметров) станет причиной быстрого выгорания топлива по причине переизбытка воздуха. Низкокачественный уголь приведет к перебоям в работе устройства и повлечет необходимость слишком частого обслуживания. Также низкосортное топливо не даст достаточного количества тепловой энергии. Практика использования угольных котлов длительного горения свидетельствует о возможности перемешивания крупных фракций с мелкими без риска повредить оборудование. Причем в таком случае обеспечивается более плотная загрузка бункера, что позволяет работать агрегату дольше и надежнее.

Правильная растопка

Прежде всего, в бункер кладутся 3-4 килограмма сухих дров. После этого загружается уголь (полностью и частично) через камеру вверху. Чтобы мелкий уголь не высыпался в зольник, необходимо первым делом засыпать крупные фракции, а мелкие добавлять в последнюю очередь. Далее устанавливаются нужные параметры, в том числе мощность и температура. После этого начинается розжиг через зольник. Когда аппарат перейдет в рабочее положение, уголь будет сгорать медленно — послойно снизу кверху. Нагнетание воздуха и отвод газов будут осуществлять по эжекционному принципу, когда воздух толкает газы в заданном направлении. Особенности конструкции Энергии ТТ дают возможность совершать дополнительную загрузку топлива в бункер во время рабочего процесса, а также убирать золу в то же время, когда загружается уголь.

РАСХОД УГЛЯ

Мой приблизительный расчёт потребления угля для зимнего дома площадью 200 кв.м. для Лен. Области: Для отопления дома площадью 200 метров квадратных необходима мощность котла приблизительно 20 кВт (цифры взяты из интернета и из калькулятора по расчёту мощности отопительных систем). (Котёл нужно покупать с запасом мощности, т.е. 25 кВт.). Удельная теплота сгорания каменного угля — 22 МДж (Википедия) = 5255 Ккал. На разных ресурсах интернета калорийность каменного угля марки Д = 5400-7000 ккал/кг или не менее 5700 ккал/кг или 7750 ккал/кг. и т.д., но считаем по одной из меньших цифр для верности — 5700 ккал/кг. Уголь антрацит имеет более высокие цифры, но он и более дорогой. 5700 ккал/кг = 23,86 МДж = 6629 вт*ч. Т.е. при сгорании одного килограмма каменного угля выделяется энергии 6629 ватт в час. Для дома 200 кв.м. необходима мощность 20 кВт, поэтому необходимый расход угля = 20 кВт / 6,629 кВт = 3,017 кг. угля в час. Потребление угля в сутки: 24 часа х 3 кг. = 72 кг. Расход угля за 5 самых холодных месяцев (ноябрь-март в Лен. Области) отопительного сезона: 72 кг. х 5 месяцев х 30 дней = 10800 кг. В остальные месяцы — сентябрь, октябрь, апрель, май, расход угля будет значительно меньше, думаю, в среднем раза в три: 72 кг. / 3 = 24 кг х 4 месяца х 30 дней = 2880 кг. Таким образом, за весь отопительный сезон расход угля = 10800 кг. + 2880 кг. = 13680 кг. Но эта цифра теоретическая. Вероятно, что реальная цифра может быть меньше. Какое будет реальное потребление, покажет только практика. На 2016-2017 год, средняя стоимость угля марки Д по Санкт-Петербургу — 4000 руб. за тонну. Итого, расход на отопление 200 метрового дома в год = 13,68 тонн. угля х 4000 руб. = 54720 руб.

Расчет мощности котла отопления по площади дома

Расчет для типового дома

Для упрощенного расчета мощности котла для типового дома исходят из норматива необходимой удельной тепловой мощности котла Ум = 1 кВт/10 м2, означающего, что для поддержания комфортной температуры в помещении площадью 10 м2 требуется 1 кВт тепловой энергии. В расчете не учитывается объем помещений, так как во всех домах, построенных по типовым проектам, высота помещений не превышает 3 метров. Формула для подсчета мощности котлоагрегата выглядит следующим образом:

• Рм – необходимая расчетная мощность котельного агрегата;
• П – сумма всех площадей отапливаемых помещений;
• Кр – коэффициент, учитывающий климатические особенности регионов.

Так как в России климат в регионах значительно отличается, вводится поправочный коэффициент Кр, величина которого принимается:

• для регионов юга России – 0,9;
• для регионов средней полосы – 1,2;
• для московской области – 1,5;
• для северных регионов – 2,0.

Например, для квартиры или дома общей площадью 120 м2, расположенных в московской области необходимая мощность котла будет равна:

Рм = 120 х 1,5/ 10 = 18 кВт

В примере приведен расчет для котла, используемого только в целях отопления. В случае, когда необходимо рассчитать мощность двухконтурного агрегата, предназначенного, помимо отопления, и для горячего водоснабжения, следует увеличить полученную по формуле мощность примерно на 30 %. В этом случае оптимальная мощность котла будет равна: 18 х 1,3 = 23,4 кВт. Так как мощности котлов, предлагаемых производителями, приводятся в целых цифрах, то следует выбрать агрегат с наиболее близкой к расчетному  показателю мощностью – 25 кВт.

Расчет мощности котла для индивидуального дома

Расчет мощности газового котла для дома, построенного по индивидуальному проекту, более точен, так как учитывает высоту помещений и некоторые другие параметры. Подсчет производится по формуле:

Рм = Тп х Кз

• Рм – необходимая расчетная мощность котельного агрегата;
• Тп – возможные тепловые потери здания;
• Кз – коэффициент запаса, принимаемый в пределах 1,15—1,2.

В свою очередь величина возможных теплопотерь здания рассчитывается по следующей формуле:

Тп = Оз х Рт х Кр

• Оз – общий объем отапливаемых помещений дома;
• Рт – разница температур наружного воздуха и воздуха внутри помещений;
• Кр – коэффициент, учитывающий рассеивание тепловой энергии и зависящий от типа ограждающих конструкций дома, вида заполнения оконных проемов, степени утепления здания.

Величина коэффициента рассеивания принимается для:

• зданий с низкой степенью теплозащиты, стены которых, например, выложены из кирпича без прослойки утеплителя со стандартными деревянными окнами, равным  2,0—2,9;
• для сооружений со средней степенью теплозащиты, двойными стенами с утеплителем, небольшим количеством окон, равным 1,0—1,9;
• для домов с высокой степенью тепловой защиты – утепленными полами, окнами с двойными стеклопакетами, деревянными каркасными, из бруса или оцилиндрованного бревна и т. п., равным 0,6—0,9.

Например, для дома со средней степенью теплозащиты, суммарным объемом отапливаемых помещений 650 м3 (двухэтажный, площадью одного этажа 100 м2, но высота помещений на 1 этаже 3,3 м, на 2 этаже – 3,0 м), разницей температур между наружным воздухом и воздухом в помещениях 45 (рассчитывается как разница между нормативной температурой в жилых помещениях, принимаемой равной 20 градусам, и температурой наиболее холодного периода года по данным СНиП для данного региона, к примеру, 25 градусов мороза)  величина теплопотерь будет равна:

Тп = 630 х 45 х 1,1 = 28350 Вт.

Расчетная мощность котла тогда будет:

Рм = 28,35 х 1,2 = 34 кВт