Эволюция технологий твердотопливных отопительных котлов

Для домов не оборудованных центральной системой отопления или имеющих частые перебои в подаче тепла отличным выходом может стать собственный отопительный котёл. На рынке представлены множество решений, которые различаются по мощности и типу топлива. Это могут быть электрические, газовые, твердотопливные и жидкотопливные котлы. У каждого есть свои преимущества, недостатки и область применения. В данной статье мы рассмотрим эволюцию технологии использования твёрдого топлива для обогрева помещений. Твердотопливные котлы являются самым старым представителем систем отопления. Основа конструкции в целом довольно схожа - в топке сгорает топливо (дрова, уголь, топливные брикеты - пеллеты, бытовые отходы), получаемая за счёт этого энергия передаётся теплоносителю, который разносит тепло по всей системе отопления, а остаточные продукты сгорания выводятся через дымоход. Большинство современных котлов оснащают термостатами и автоматикой, контролирующей мощность, нагнетая воздух или перекрывая его доступ. Главное отличие принципа работы моделей кроется в процессе сгорания топлива:

Котлы прямого горения

Это классическая знакомая всем система, в которой камера сгорания обеспечивается постоянным притоком кислорода, дрова в ней быстро прогорают и закладку требуется делать до десяти раз в сутки. При использовании котлов прямого горения значительное количество тепла теряется, ввиду несовершенства конструкции. Достоинствами таких аппаратов являются низкая цена и неприхотливость в эксплуатации. К тому же у большинства есть возможность использования в качестве топлива бытовые отходы, в отличие от моделей с другим принципом работы. Котлы прямого горения могут иметь заявленный показатель КПД до 72%.

Котлы длительного горения

Технология длительного горения была разработана ещё в конце 1970-х годов и с тех пор практически не изменилась. Замедление расхода топлива происходит за счёт особой закладки и системы подачи воздуха, благодаря которым топливо сгорает сверху вниз, прогорая равномерно. Также продолжительное горение достигается за счёт большей загрузочной камеры. Увеличение размера топки не всегда является плюсом, так как может быть неоправданно при перепадах температур. Такой метод подразумевает цикличную загрузку, то есть подкладывать топливо можно только после полного прогорания закладки. Это лишает возможности проводить кратковременную растопку. Закладку дров в такие котлы понадобится делать уже гораздо реже, до двух-четырёх раз в сутки, однако, при использовании этой технологии дымоход засоряется гораздо быстрее. Коэффициент полезного действия котлов длительного горения по паспорту может достигать 85%.

Пиролизные котлы

Самой эффективной системой отопления с помощью твёрдого топлива на сегодняшний день являются пиролизные обогреватели. Такие котлы ещё называют газогенераторными, так как принцип их работы основывается на использовании пиролизного газа, выделяемого из твёрдого топлива. Пиролиз это разложение органических веществ при нагревании до высоких температур в отсутствие воздуха. В процессе горения древесины в первую очередь сгорает не углеродная составляющая, а выделяемые горючие газы. Пиролизный котёл извлекает выгоду из этого феномена, позволяя отдельно сжигать топливо и летучие вещества, выделяемые им при нагревании, что заметно повышает коэффициент полезного действия оборудования.

Для примера рассмотрим котёл "Буржуй-К" от завода ТеплоГарант, КПД которого может достигать 92%. Такие показатели недостижимы в котлах с другим типом сгорания. Конструкция состоит из двух отделов.

1. В нижней камере происходит газификация, древесина нагревается до необходимой для пиролиза температуры.
2. В верхней камере происходит основное выделение тепла благодаря дожиганию пиролизных газов и, там сжигается 90% частиц содержащихся в продуктах сгорания, благодаря чему выхлоп таких котлов значительно экологичнее. Топливо сгорает почти полностью, поэтому не нужно часто чистить топку. Котёл работает на естественной тяге и может обходиться без электроэнергии.

Одна закладка горит до 12 часов, следовательно, восполнять горючее требуется не чаще двух раз в сутки. Для пиролизных котлов влажность дров является важным показателем, влияющим на эффективность работы, так как при высокой влажности топлива процесс пиролиза значительно снижается. Основным минусом является высокая цена оборудования, но экономичный расход горючего оправдывает затраты. Правильно подобрав и грамотно отрегулировав котёл, с учётом характеристик отапливаемого помещения, можно сократить расход топлива до пяти раз, по сравнению с котлами прямого горения.

В таблице приведены расходы на отопление за год жилого дома 120м2, в сравнении с отопительным оборудованием на других видах топлива. Значение расхода приведены из расчета сезонного потребления энергии отапливаемыми помещениями 90гДж и теплотворной способности каждого вида топлива.

Значения стоимости единицы топлива, могут варьироваться в зависимости от региона страны. При расчетах использовались средние значения КПД каждого вида отопительного оборудования.

Современные решения являются экологичными и эффективными средствами отопления. При выборе системы стоит руководствоваться долгосрочной перспективой, так как срок службы качественного котла достигает 10 лет.