Отопительные котлы на твердом топливе и электричестве: видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности комбинированных, твердотопливных изделий с электротеном, цена, фото

Твердотопливные котлы

Твердотопливный котёл

Твердотопливные отопительные котлы – незаменимы для домохозяйств, где отсутствуют газовые магистрали или электропроводка не отличается стабильной работой. На рынке представлены различные варианты таких приборов, от обычных, до котлов длительного горения, обеспечивающих поддержание заданного температурного режима до нескольких суток.

Виды твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы отопления различаются по таким параметрам:

Используемое топливо.
Одно- или двухконтурные.
Способ подачи топлива.
Уровень мощности и теплоотдачи.
Наличие варочной поверхности.
Габариты.

Важно! Способ монтажа твердотопливных котлов – исключительно напольный, настенного варианта установки не предусмотрено. В качестве топлива в таких отопительных приборах используется:

В качестве топлива в таких отопительных приборах используется:

Кокс.
Уголь.
Дрова и пиломатериалы.
Специальные паллеты.
Топливные брикеты.

Для обеспечения горячего водоснабжения, стоит остановить свой выбор на двухконтурном котле, а для использования его для приготовления пищи – выбрать с обустроенной варочной поверхностью.

Наиболее важный момент при выборе котла – правильно рассчитать необходимую мощность, исходя из количества отапливаемой площади дома и КПД самого устройства.

Устройство и особенности твердотопливного котла

Основные агрегатные блоки твердотопливных котлов:

Топка, где происходит сгорание топлива.
Циркуляционная система теплоносителя.
Дымоход и системы удаления угарных газов.
Блок контроля температурного режима.

Принцип действия всех видов твердотопливных котлов прост – в топке происходит сжигание топлива, в результате чего прогреваются металлические стенки, которые и передают тепло теплоносителю.

Существует два основных способа сжигания топлива:

Классический – обычное сжигание топлива в топке с выделением тепла.
Газогенераторный или пиролизный – топливо и выделяемые газы сгорают в отдельных камерах, что обеспечивает более высокую мощность и теплоотдачу (КПД).

Важно! Использование твердотопливных котлов газогенераторного типа подразумевает сжигание исключительно хорошо просушенного топлива, влажностью не более 20%. В качестве теплоносителя можно использовать, как водопроводную воду, так и специальные жидкости, и антифризы

Циркуляция в системе может осуществляться самостоятельно или при помощи специальных насосов

В качестве теплоносителя можно использовать, как водопроводную воду, так и специальные жидкости, и антифризы. Циркуляция в системе может осуществляться самостоятельно или при помощи специальных насосов.

Важно! Для обустройства твердотопливного котла необходим дымоход достаточной тягой или установка в него специальной вентилирующей системы, для принудительного удаления газов. Водяные котлы на твердом топливе требую повышенного внимания при соблюдении температурного режима

Процесс горения топлива моментально остановить невозможно, только снизить интенсивность. Это может привести к закипанию воды в системе, что грозит полной потерей работоспособности. Для предотвращения таких аварий необходимо устанавливать дополнительные резервуары с холодной водой и специальные отключающие подачу перегретого теплоносителя, клапаны.

Преимущества твердотопливных котлов:

Установка такой системы отопления предоставляет ряд преимуществ:
Автономность. Нет зависимости от подачи электроэнергии или газа.
Экономичность. Стоимость таких котлов и топлива – значительно ниже, чем у других вариантов систем автономного отопления.
Простота. Устройство котлов очень простое, что гарантирует легкость в эксплуатации.
Универсальность. Возможность использовать различные виды твердого топлива.
Энергосбережение. Не требуется потребление электроэнергии и газа.

Нормы при установке газо-дровяного отопительного котла

К монтажу газового котла с возможностью топки дровами, предъявляются более высокие требования, чем к обычному твердотопливному оборудованию. Нормы эксплуатации и подключения описаны в СНиП, СП и ППБ. В частности, там указывается:

Котельная – под установку котла выбирают помещение с общей площадью не менее 12 м² и высотой потолков от 2,2 м.
Стены и пол облицовывают негорючим материалом: штукатуркой и керамической плиткой.
Обязательно наличие приточно – вытяжной вентиляции. Для лучшего притока воздуха, дверной короб устанавливают без нижнего порога.
К электросети котел подключают через автоматы, расположенные снаружи котельной. Современные мультитопливные малогабаритные котлы газ, дрова и электричество, имеют защиту от скачков напряжения. Несмотря на это, производители рекомендуют выполнять подключение через источник бесперебойного питания с встроенным стабилизатором.
Наличие естественного освещения обязательно. Размеры оконных проемов высчитывают, в зависимости от производительности котла.
Универсальные отопительные котлы на газе и на дровах, производительностью до 40 кВт, можно установить в любом помещении, используемом для хозяйственных нужд. Теплогенератор свыше 40 кВт, монтируют в отдельной комнате, предназначенной исключительно для нужд котельной.
В месте прохождения дымоходом плит перекрытия и кровельного пирога, предусматривают противопожарные разделки. Трубу изолируют негорючим минеральным уплотнителем.
На оголовок дымохода устанавливают искрогаситель и дефлектор для увеличения силы тяги.

При подключении к магистральному газу, первый запуск котла выполняют в присутствии инспектора. При отсутствии нарушений, инспектор Газовой службы сделает отметку в паспорте оборудования о вводе его в эксплуатацию.

Плюсы и минусы использования котлов, работающих на дереве и газе

Отопительные котлы для дома, работающие на дровах, газе и электричестве, как показала практика, удобны в эксплуатации и легко заменяют два однотопливных агрегата. Преимуществами универсальных многотопливных моделей являются:

Автоматизация процесса горения.
Длительное время работы от одной закладки дров.
Меньшая стоимость, по сравнению с двумя котлами, работающими отдельно на газе и дровах.
Быстрое переключение на резервный источник топлива.
Возможность работы в неотапливаемом здании, для предотвращения замерзания теплоносителя.
Небольшие габариты.
Обеспечение нужд ГВС – напольные двухконтурные отопительные комбинированные котлы газ-дрова, работают по типу проточного водонагревателя. Одноконтурные аналоги, подключаются к бойлеру косвенного нагрева.

Бытовые водогрейные газо-дровяные отопительные котлы, имеют несколько недостатков:

Высокая стоимость.
Большой вес, за счет того, что в конструкции встроено несколько топочных камер.

На этом недостатки универсальных котлов заканчиваются. Понятно, что у отечественного оборудования встречаются недоработки, но в целом, даже российские агрегаты работают безупречно. Многотопливные котлы удобны в эксплуатации и во многом превосходят агрегаты, работающие только на одном виде топлива.

Расчет мощности и температуры тёплого водяного пола

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо сжигания различных видов твердого топлива, теплогенераторы имеют ряд отличий от остальных источников тепла. Эти особенности нужно воспринимать как данность и всегда учитывать при обвязке твердотопливного котла с системой водяного отопления. В чем они заключаются:

Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
Образование конденсата в топливнике во время прогрева. Особенность проявляется из-за поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Схема устройства ТТ-котла прямого горения с принудительным нагнетанием воздуха

Инерционность создает опасность перегрева водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Подключение котлов на дровах и электричестве

Без сомнения, покупка, монтаж и обвязка двух отдельных агрегатов обойдется вам дороже одного комбинированного теплогенератора. Но, реализуя данный вариант, вы получаете полноценное отопление двумя энергоносителями, эффективно действующее в автоматическом режиме.

В нашей паре источников тепла дровяной (угольный) котел является основным, а электрический – вспомогательным агрегатом. В качестве последнего можно задействовать любой из трех разновидностей электрокотлов, предлагающихся на рынке:

традиционный ТЭНовый со встроенным циркуляционным насосом и блоком управления;
электродный с выносным щитком управления;
индукционный с отдельным пультом.

Мы не будем разбирать преимущества и недостатки каждого типа электрокотлов, это тема другой статьи. Здесь мы покажем на схемах, как подключить котлы на дровах и электричестве, чтобы второй подстраховывал первого в автоматическом режиме. Начнем с совместной обвязки дровяного и ТЭНового отопительного агрегата:

Схема подключения 2 котлов – на электричестве и дровах. Термостаты обеспечивают автоматический запуск электрокотла после остановки дровяного и наоборот.

Алгоритм работы системы выглядит так:

ТТ-котел бездействует и его циркуляционный насос отключен. Отопительные приборы получают тепло от электрокотла, ориентирующегося на комнатный терморегулятор, где вы настроили желаемую температуру. Чтобы теплоноситель не двигался по кругу через параллельное кольцо, в схеме задействованы 2 обратных клапана.
Вы растопили твердотопливный агрегат. Какое-то время он станет набирать температуру, а вода будет циркулировать по малому кругу, направляемая трехходовым клапаном с термоголовкой. Насос включится по команде накладного термостата, установленного на подающем трубопроводе.
Когда теплоноситель в малом кольце нагреется до 55 °С, сработает температурный датчик термоголовки, стоящий на обратной магистрали. Трехходовой клапан приоткроется и тепло пойдет в систему отопления.
Электрокотел отключит нагрев по сигналу комнатного термостата и перейдет в дежурный режим.
После прогорания твердого топлива вода в системе, а за ней и воздух в помещениях, начнут остывать. Накладной термостат ТТ-котла «увидит», что теплоноситель остыл и остановит насос.
Когда температура в доме снизится до выставленного вами значения, комнатный терморегулятор вновь задействует электрокотел.

Подробно о том, как правильно подключить котел электрический и твердотопливный, расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:

Индукционные и электродные теплогенераторы не оборудованы собственным фильтром и циркуляционным насосом, поэтому последний придется покупать и ставить отдельно. В этом все отличие в схеме подключения отопителей данного типа, только насосный агрегат нужно присоединить к сети через шкаф управления, чтобы комнатный терморегулятор отключал его вместе с электрокотлом, как изображено на схеме:

В этой схеме циркуляционный насос электрокотла будет отключаться вместе с ним благодаря отдельному шкафу управления

Если система отопления частного дома состоит из нескольких контуров (радиаторы на разных этажах, теплые полы и бойлер косвенного нагрева), то для совместной работы дровяной и электрический котел подключается методом первичных и вторичных колец. О принципе работы данного типа обвязки рассказано здесь.

Подключение котла электрического и твердотопливного к системе отопления по методу первичных и вторичных колец

Как подключить твердотопливный котел

Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:

Всегда открытый выход смесительного клапана (левый патрубок на схеме) должен быть направлен к насосу и теплогенератору, иначе циркуляции в малом котловом контуре не будет

Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и применяется с любыми котлами на твердом топливе, в том числе — пеллетными. Вы можете найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Способ защиты от выпадения влаги в топке подробно рассматривается на видео:

Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.

Как работает схема

Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:

Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.

Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:

Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.

Подключение медными трубами не защитит полипропилен от разрушения в случае перегрева ТТ-котла. Зато позволит корректно работать термодатчику и предохранительному клапану на группе безопасности

Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар.

Насос неспособен перекачивать газы, поэтому при заполнении камеры паром крыльчатка остановится, циркуляция теплоносителя прекратится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.

Способ удешевления обвязки

Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.

Плюсы и минусы использования комбинированного оборудования

Преимущества и недостатки универсальных котлов для отопления дома приведены в таблице ниже.

Преимущества	Недостатки
Вам не нужно заранее думать о выборе той или иной разновидности энергоносителей.	Стоимость комбинированного котла значительно выше, чем нагревательного устройства, использующего какой-то конкретный вид топлива.
Система обогрева будет полностью защищена от перебоев с подачей газа или электроэнергии.	С целью обеспечения работы большинства оборудования необходимо предусмотреть наличие достаточно вместительных хранилищ для дров, угля или солярки.
Наличие нескольких контуров отопления в котле позволяет обустроить несколько сегментов сети обогрева.	Мощность агрегатов часто не превышает 35 кВт. Поэтому, если вам необходимо оборудование, производящее большее количество тепла, придется остановиться на других разновидностях.
Большая часть оборудования позволяет, помимо отопления, обеспечить подачу горячей воды для бытовых нужд. Это может быть либо проточный змеевик, либо накопительный бойлер емкостью до 750 литров.	Несмотря на компактность, универсальный котел намного больше, чем классический нагревательный аппарат (например, газовый или электрический). Поэтому устанавливать его в любом случае придется в отдельном помещении – котельной.
Выбирая ту или иную разновидность топлива в зависимости от его стоимости можно существенно экономить на оплате коммунальных услуг.
Комбинированное оборудование с несколькими горелками или камерами сгорания занимает в котельной меньше места, чем несколько отдельных агрегатов.
Оборудование работает полностью автоматически. Некоторые модификации котлов могут самостоятельно переключаться на другой вид топлива в случае прекращения подачи основного. Это делает систему независимой от участия человека. Процесс обогрева жилища не прервется в любом случае.

Комбинированный котел позволяет обустроить аккуратную и полностью автономную котельную в доме

https://youtube.com/watch?v=qjwrEuT3WZ4

2 Выбор котла – грамотный подход к делу

Твердотопливные агрегаты подбирают, принимая во внимание ряд факторов. Если мы хотим приобрести максимально эффективное в применении оборудование, нужно учесть такие его характеристики:

число рабочих контуров;
материал, из которого сделано устройство;
применяемое топливо;
удобство, простоту монтажа и геометрические размеры агрегата;
способ загрузки топлива (вручную либо автоматически).

Котлы бывают одно- и двухконтурными. Первые системы способны лишь отапливать дом. А вот двухконтурное оборудование, кроме того, обеспечивает человека горячей водой. Также следует определиться, каким топливом мы будем заправлять агрегат. Есть универсальные котлы, в которых сжигают и уголь, и пеллеты, и другие материалы. Но существуют и оборудование, предназначенное исключительно под топливные брикеты или дрова.

Работа твердотопливного котла

Изготавливаются котлы на твердом топливе, используемые для нецентрализованного отопления частного дома, из чугуна или стали. Чугунные устройства считаются устаревшими, несмотря на то, что они проще в обслуживании (их нужно очень редко чистить), имеют достаточно высокий показатель мощности и не подвергаются коррозии. Их главный недостаток – большая масса. Как правило, для монтажа такого котла приходится закладывать отдельный фундамент. А это дополнительные (и немалые) финансовые расходы. Поэтому специалисты советуют останавливать свой выбор на стальном оборудовании. Весит оно ощутимо меньше, устанавливается намного проще, да и стоимость таких котлов вполне приемлема.

Еще один важный момент. Твердотопливные агрегаты бывают классическими и пиролизными. Классические установки просты в применении. Но топливо сгорает в них по-настоящему быстро. Для поддержания процесса горения приходится регулярно (каждые 3–4 часа) добавлять очередную порцию используемых материалов. Это, конечно же, неудобно. Кто-то постоянно должен следить за работой печки. А вот пиролизные котлы способны функционировать на одной загрузке топлива ощутимо дольше (до нескольких суток). К сожалению, стоимость агрегатов длительного горения высока. Это, пожалуй, единственный их недостаток. Но и его реально решить, если изготовить такой котел своими руками. Об этом далее.

Открытая система с естественной циркуляцией

Эта схема монтажа считается самой безопасной для твердотопливного котла: даже при резком повышении давления и температуры авария маловероятна. Отличия открытой системы от прочих:

в контуре используется открытый расширительный бак (его устанавливают в самой высокой точке трубопровода);
отсутствует циркуляционный насос. Вода движется по трубам в силу естественной гравитации. Для такой конструкции выбирают трубы большего сечения и устанавливают их под небольшим углом, чтобы вода перемещалась самотеком.

Достоинства открытых систем:

поскольку нет насоса, отопление не зависит от электросети. В загородных условиях проблемы с электросетями – дело обычное: перебои из-за обрыва проводов, скачки напряжения;
оборудование для обвязки обойдется в меньшую сумму (нет насоса, открытый бак дешевле мембранного).

Минусы:

монтаж технически сложнее – нужно соблюдать необходимый уклон труб, устанавливать элементы обвязки на определенной высоте;
неизбежно попадание в систему кислорода, который приводит к коррозии труб и металлических фитингов;
по той же причине неизбежно завоздушивание контура;
теплоноситель частично испаряется, приходится его восполнять;
даже при большом диаметре труб естественная циркуляция медленнее принудительной. Необходимо оснащать регулировочными кранами все отопительные приборы, свести к минимуму количество запорной арматуры, но и в этом случае прогрев контура будет неравномерным.

Трубопровод системы с естественной циркуляцией

Схемы продувки котла

На рисунке представлена схема проведения непрерывной и периодической продувок парогазовой установки мощностью 450 кВт. Насыщенный пар из расширителя непрерывной продувки направляется в сепаратор пониженного давления. Паропровод снабжён запорными вентилями и обратным клапаном.

Дренаж из РНП поступает в ёмкость чистых стоков. После РНП жидкость поступает в расширитель периодической продувки, а после этого загрязнённая вода сбрасывается в сливной бак из котла.

Чертеж паропровода из сепаратора непрерывной продувки к деаэратору

На данном проектном чертеже отображена конструкция паропровода низкого давления из РНП в атмосферный деаэратор. Паропровод снабжён запорной арматурой и обратным клапаном во избежание попадания пара в расширитель.

Чертеж выхлопа от предохранительного клапана РНП

На данном чертеже отображён трубопровод выхлопа от предохранительного клапана расширителя непрерывной продувки. Он проходит к главному корпусу и затем направляется на крышу (не выше 2 м) для обеспечения безопасности сотрудникам. На трубопроводе выхлопа устанавливается гидравлический затвор для отведения дренажа.