Выбираем газовый котел с электрогенератором Viessmann Vitotwin

Большинство современных газовых котлов является энергозависимыми – их работа напрямую связана с использованием электроэнергии. Скачки напряжения в сети, нестабильность нагрузки приводят к выходу из строя дорогостоящей автоматики. Даже использование ИБП не может полностью обезопасить блок управления от сбоя.

Газовый котел с электрогенератором Viessmann Vitotwin – инновационное решение данной проблемы. Модель представляет собой мини котельную, производящую одновременно тепловую энергию и электричество, достаточное для обеспечения нормальной работы автоматики, регулирующей и запорной арматуры.

Устройство и принцип работы микро-ТЭЦ Vitotwin

Главным отличием микро-ТЭЦ на двигателе Стирлинга, представленной компанией Viessmann, является наличие двух современных и инновационных решений, увеличивающих производительность, обеспечивающих полную автономность и экономичность.

В каждой модели данной серии используется:

Благодаря двум изменениям в конструкции, обеспечиваются следующие преимущества:

Возможность модернизации уже существующей или изготовление новой системы отопления частного дома, большой площади.

Полная независимость от электроснабжения.

Малошумный режим работы.

Одновременное производство тепловой энергии и электричества.

Хотя производительность и параметры моделей серии могут меняться, неизменным остается принцип работы, используемый в котлах. Понимание того, как работают основные модули, поможет с максимальной эффективностью использовать оборудование.

Двигатель Стирлинга

Свое название, двигатель Стерлинга получил от фамилии человека, разработавшего первую простейшую модель оборудования. С тех пор, устройство используется в разных видах бытовой техники, системах отопления, компьютерах и т.д.

Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в следующем:

Закрытый блок с жестким корпусом имеет встроенную эластичную мембрану.

Мембрана соединена с рабочим поршнем.

При нагревании, стенки мембраны выгибаются наружу и приводят в движение кривошипно-шатунный механизм.

При остывании двигателя, мембрана приходит в первоначальное положение, а после выгибается внутрь.

Производитель отопительного оборудования Висман усовершенствовал рабочий процесс, заставив кривошипно-шатунный механизм преобразовывать кинетическую энергию в электричество. В результате, при горении газа, в зависимости от модели котла, продуцируется от 0,6 до 1 кВт электроэнергии. Этого более чем достаточно для обеспечения независимой работы автоматики и всех энергозависимых модулей.

Конденсационный модуль

Для увеличения производительности котла с встроенным двигателем Стерлинга, используется принцип конденсационного нагрева теплоносителя. Модуль, установленный в корпусе, использует температуру отходящих дымовых газов, для получения дополнительной тепловой энергии.

Настенный газовый отопительный котел использует следующий принцип работы:

В процессе сгорания газа выделяются дымовые газы, содержащие определенное количество нагретых частиц пара.

Вместо моментального выведения продуктов сгорания в дымоход (как происходит в котлах традиционного типа), они направляются в конденсационный модуль.

Там тепло аккумулируется теплообменником, что приводит к усиленному продуцированию конденсата.

В результате применения конденсационного блока, теплоотдача от горения газа увеличивается на 15-20%, что делает низкотемпературные котлы одним из самых экономичных и производительных типов оборудования.

Область применения и возможности котлов Vitotwin

Котлы Vitotwin представляют собой автономную микро-ТЭЦ, предназначенную для обогрева помещений от 40 до 260 м². Оборудование оптимально подходит для обогрева 1-2 комнатных квартир, но может, с одинаковой эффективностью, применяться и для частных домов.

Технические характеристики оборудования существенно расширяют его возможности:

Модели Висман подходят для модернизации уже существующей и производства новой системы отопления дома.

Одновременно вырабатывается тепловая энергия и электричество. Мощность вырабатываемого напряжения от 0,6 до 1 кВт.

Конденсационный котел, с двигателем Стирлинга, с небольшой мощностью, может использоваться исключительно для пиковых нагрузок, покрывая недостаток тепла в течение определенного промежутка времени.

Оборудование подключают как резервный источник питания к твердотопливному агрегату.

В корпусе котла расположен только один отопительный контур. Для обеспечения нужд ГВС, предусмотрено подключение к внешнему бойлеру накопителю.

Допускается установка аккумулятора электроэнергии, остающейся после покрытия потребностей в электричестве автоматики и циркуляционного оборудования. Накопленную энергию можно использовать в бытовых нуждах.

Модельный ряд котлов Висман с двигателем Стирлинга

Компания Висман выпускает две базовых модели котлов, с встроенным двигателем Стирлинга. Модели отличаются по конструкционным особенностям и наличием дополнительных функций.

Независимо от выбранной серии, все котлы отличаются энергонезависимостью, высокой теплоэффективностью и КПД, не менее 96%. Во время работы, горелка и двигатель практически не издают шума, что позволяет установить газовое оборудование в ванной комнате или кухне.

Котел Viessmann Vitotwin 300W

Мини ТЭЦ Viessmann Vitotwin 300W с двигателем Стирлинга, имеет компактные размеры и одновременно большую производительность, позволяющую покрыть базовые затраты электроэнергии. Внешний аккумуляторный накопитель обеспечивает необходимым количеством горячей воды.

Двигатель подключается к таймеру, блоку дистанционного управления, управляется посредством пульта ДУ или смартфона. Модель Vitotwin 300W отличают следующие преимущества:

Параллельно вырабатывает электричество и тепловую энергию.

Обеспечивает потребности ГВС.

Простое подключение к системе отопления и существующей электросети.

Котел Viessmann Vitotwin 350F

Напольный газовый котел с встроенной буферной емкостью Vitotwin 350F имеет более сложную конструкцию, чем предыдущая модель. В базовой комплектации в корпусе установлены:

Встроенный расширительный бак.

Буферная емкость ГВС на 175 л.

Кольцевая горелка закрытого типа.

Воздухораспределительный и нагнетательный клапан.

Котел пиковой нагрузки и двигатель Стирлинга.

Инновационный теплообменник Inox – Radial.

Максимальная производительность модели Vitotwin 350F – 26 кВт. Котел одновременно работает на нагрев теплоносителя системы отопления и выработку электроэнергии.

Преимущества и недостатки эксплуатации котлов Vitotwin

Главными достоинствами мини когенерационной установки Viessmann Vitotwin являются три основных преимущества:

Улучшается качество напряжения на выходе.

Минимизируются выбросы СО.

Бытовые модели в первую очередь предназначены для получения тепловой энергии, поэтому количество продуцируемой электроэнергии не превышает 1 кВт, что можно причислить к недостаткам. Простые расчеты и вычисления показывают, что при обогреве помещения в 250 м², экономия составляет около 80 000 руб. в год.

В качестве недостатков можно выделить следующее:

Большой объем конденсата, продуцируемого во время работы.

Недостаток специализированных сервисных центров.

Чтобы исправить любую поломку, потребуется ждать от 1 до 3 месяцев, пока вышедший из строя модуль заменят. Неисправности случаются редко, а количество сервисных центров постепенно увеличивается. Поэтому, второй недостаток, постепенно теряет свою актуальность.

Котлы Vitotwin с встроенным двигателем Стирлинга, это хорошая модель для бытовых нужд, позволяющая снизить расходы на газ и электроэнергию.

Как устроен газогенераторный котел на твердом топливе

Каким образом и чем топить котел

Из любого твердого топлива во время горения в определенном количестве выделяется монооксид углерода. Особенно много его получается, когда горит древесина.

Именно поэтому в газогенераторный котел, предназначенный для создания комфортной температуры в доме, разумнее подкладывать дрова, а не какое-либо другое топливо.

Чтобы помещения отапливались хорошо, газогенераторным котлом нужно пользоваться правильно:

• открывать воздушную заслонку и разводить огонь посредством лучинки;
• установить режим обычного длительного горения, при котором огонь в котле будет поддерживаться до тех пор, пока температура в топке не поднимется до нужной отметки;
• переводить заслонку в режим, подающий воздух в ограниченном количестве.

В современных дровяных газогенераторных котлах все перечисленные действия выполнять не надо, так как их работа полностью автоматизирована.

Топливо загорается с помощью электрического розжига, автоматический блок контролирует подачу кислорода в топочную камеру и отвод газов, получаемых в результате сжигания дров.

Дровяные газогенераторные котлы необходимо загружать топливом определенного сорта. Лучше всего для этого подходит древесина бука, дуба и акации.

От угля нужно вообще отказаться, так как он негативно сказывается на работоспособности отопительного оборудования.

Для обогрева дома разумнее использовать только качественное топливо, так как в процессе его длительного горения производится больше тепла.

Что касается влажности дров, то на откровенное сыром топливе газогенераторное оборудование функционировать не станет.

То есть древесина будет гореть так, как в обычной печке, и котел не будет работать в режиме газогенерации.

На то, дрова с каким показателем влажности можно класть в газогенераторное оборудование, влияет конструкция самого котла.

Если он имеет боковую загрузку, то в него разрешается загружать только дрова с влажностью не более 20 %. Такое оборудование очень требовательно к качеству древесины.

Дровяные газогенераторные котлы с верхней загрузкой сжигают топливо постепенно. Для этого его укладывают в топку, расположенную вертикально.

Когда нижний слой дров прогорит, они опустятся вниз, будучи подсушенными теплым воздухом. Котлы, в которые топливо загружается через верх, переводятся в режим газогенерации, даже если влажность дров составляет порядка 45 градусов.

Принцип работы

Схема газогенераторного котла, работающей на дровах, имеет в своём строении камеру предварительной газификации. Также в ней монтирована камера сгорания, которая необходима для переработки дров в тепло. Принцип работы этой камеры направлен на продвижение образовавшихся газов через форсунки. Самодельный котёл имеет продолжительность работы не менее 25 часов.

Газогенераторный состоит из двух камер, в первой сгорает топливо. Из-за небольшого количества кислорода, вещества делятся на летучую часть, образовывая древесный газ. Затем дрова остаются догорать во второй камере. Иными словами, принцип работы конструкции устройства позволяет добиться максимального выхода тепла.

Принцип работы газогенераторного котла основан на принудительной тяге. Специально для этого в котлы устанавливается дымосос или вентилятор. После того как топливо достигает самых высоких температур горения, древесина превращается в твёрдую и летучую часть. Котлы осуществляют процесс сгорания не только при максимальных температурах, но и если в нём находится недостаточное количество воздуха.

Принцип работы устройства таков, что как только полученные газы перемещаются через сопло, они смешиваются с вторичным кислородом, а температурные показатели сгорания достигают 1200 градусов. Сразу после того, как газы отдают тепло через теплообменник, они удаляются из камеры наружу, перемещаясь через дымоход.

Принцип работы

Газогенераторный котел использует в своей работе принцип «пиролиза». Данное оборудование имеет две камеры сгорания, а закладываемое топливо проходит несколько стадий горения:

• Подсушивается в специальной камере.
• В первой камере сгорания топливо медленно тлеет при температуре 200-850 градусов Цельсия без доступа кислорода – пиролиз. В процессе пиролиза из топлива выделяется большое количество «дровяного» газа, который далее поступает во вторую камеру, где успешно сжигается с помощью горелки и наддува большого количества воздуха.
• При этом контур теплоносителя и нагрева воды (в двухконтурных котлах) устроен и смонтирован таким образом, чтобы забирать тепловую энергию от обеих камер сгорания.

Газогенераторный котел может работать не только на древах, но и на любых отходах древесины, а также на брикетах и экогранулах – пеллетах.

Пиролизные газогенераторные твердотопливные котлы имеют следующие преимущества перед другими видами твердотопливного оборудования:

• Высокий Коэффициент Полезного Действия и практически полное отсутствие твердых отходов сгорания.
• Доступность и восполняемость топлива.
• Относительно длительный период работы и возможность закладки большого количества топлива – камеры сгорания пиролизных котлов имеют большую вместимость.

Принцип работы

А теперь рассмотрим подробно, как работает газогенераторный котел.

Сначала топливо кладут в камеру сгорания и разжигают. Топливо разгорается, после чего количество подаваемого кислорода уменьшают, чтобы топливо не горело, а тлело.

Из топлива выделяется пиролизный газ, который поднимается в верхнюю часть. Там газ собирается и к нему подводится кислород, нагретый до определенной температуры. Возникает термохимическая реакция окисления с пиролизным газом. Газ под давлением подается в трубку с калиброванными отверстиями и при взаимодействии с кислородом загорается.

При этом сгорает до 90% мелких частиц, содержащиеся в газе, а значит вредные оксиды (углекислый газ) несильно загрязняют окружающую среду. На выходе температура газа не превышает 140-160 градусов по Цельсию. Это значит, что большая часть тепла уходит на обогрев помещений, а не выходит через трубу на улицу.

В среднем одной топки в газогенераторном котле на твердом топливе хватает на 12-13 часов, а обычные печи с прямым горением поддерживают процесс горения не больше 4-6 часов. В самом низу есть поддон, в котором собираются все остатки от сожженного топлива. При необходимости выкинуть остатки можно будет очень легко. Ниже можете посмотреть очень хорошее видео, которое показывает весь цикл работы.

Подводим итоги

Таким образом, газогенераторные котлы на твердом топливе очень удобны и скорее всего это направление будет развиваться, а старые проекты будут уходить в прошлое. Главный плюс это возможность регулировать тепло в доме, а не на глаз добавлять дрова в печку. Так в доме никогда не будет душно или холодно, что особенно хорошо для чувствительных людей и маленьких детей. Новые системы заменят старые, так как их использование более экономично, экологически чисто, КПД становится выше и мощность больше.

Как выбирать газогенераторные котлы длительного горения

Для начала необходимо определиться, каким топливом вы располагаете в большей мере – дровами или углем. Если более приемлемым вариантом является уголь, следует остановить выбор на котлах с верхним сгоранием, а если отопление планируется с помощью дров, выгоднее приобрести котел с нижним сгоранием,так как его КПД выше, чем у предыдущего.

Котлы с нижним сгоранием являются наиболее экологически чистыми и экономичными. Это обусловлено наличием в них двух или трех камер сгорания, которые обеспечивают дополнительное сжигание частиц топлива.

Более долговечным является чугунный котел, так как конденсат при горении угля вызывает коррозию стали. Помимо этого, стальные теплообменники быстрее прогорают. Чугунные котлы состоят из секций, что при возможной разгерметизации позволяет просто заменить поврежденную часть (тогда как стальные котлы требуют полной замены); также этот факт обеспечивает удобство транспортировки в разобранном виде (однако следует помнить, что чугунные детали хрупки и чувствительны к ударам).

Если нужен котел, обеспечивающий отопление и и снабжение дома горячей водой, подойдет двухконтурный твердотопливный котел. Принцип его действия заключается в следующем: первый контур (для обогрева помещения) включается при срабатывании теплового датчика; второй (для снабжения горячей водой) активизируется при падении давления.

Если в доме имеется рабочий бойлер, то его можно подключить к отопительному котлу. С одной стороны, это даст большую экономию на источнике тепла, с другой же обеспечит стабильную подачу воды.

Чтобы определиться, какой мощности котел вам нужен, исходите из расчета 1 кВт на каждые 10 кв. м (при высоте стен до 3 м). При этом следует помнить, что сама мощность котла варьируется в зависимости от калорийности топлива и его влажности.

Самостоятельный монтаж

Чтобы самостоятельно установить твердотопливный котел, необходимо учесть несколько правил.

1. Такой котел лучше расположить в отдельном помещении. Это может быть комната внутри дома или в подвале. Для этого подойдет бывшая детская спальня либо любая другая небольшая комната (необходимая площадь – 8-10 квадратных метров), если при строительстве не отведено специальное помещение для отопительных устройств. В самом крайнем случае можно просто перегородить большую комнату пополам (перегородку желательно сделать кирпичной, а не применять гипсокартон), сделав один или два выхода – внутрь помещения, на улицу или оба сразу.
2. Пол помещения, где планируется монтаж, должен быть выполнен из пожаростойких материалов. А сам котел следует установить непосредственно на бетонную стяжку (около 10 см толщиной).
3. Необходимо обеспечить помещение принудительной вентиляцией, электропитанием и водоснабжением, если они отсутствуют.
4. Если котел устанавливается не в специально спроектированной котельной, следует заранее приобрести и установить дымоотвод.

Приступая к монтажу, надо подготовить инструменты и оборудование, которые для этого понадобятся: электроды, сварку, уровень, ключи, отвертки, метр, пилу по металлу, винты, – а также материалы: сантехническую ленту, лист металла и герметик.

• Распаковать и подготовить к сборке детали, идущие в комплекте с котлом.
• Расположить металлический лист на полу на расстоянии не менее 0,5 м от боковой стенки (стенок) и 1 метра от передней и надежно зафиксировать.
• Установить ровно котел на металлический лист, проверяя правильность уровнем.

После подготовительных работ производится непосредственно сборка самого котла:

• Обернуть одним витком сантехнической ленты регулятор горения, закрепить с помощью винта, установить температуру 30 градусов.
• Установить терморегулятор и тен или их заглушки.
• Собрать воздушный и предохранительный клапаны, манометр в группу безопасности.
• Установить кран и подключить его к трубам.
• Подсоединить группу безопасности перед запирающим устройством.
• Соединить котел с дымоходом, используя герметик.
• Задвинуть заслонку для тяги и заглушку для прочистки.
• Подключить воду и проверить герметичность системы.
• Зажечь котел, закрыв заслонку.
• Остается только проверить качество установки и работы котла и провести пилотное отопление.

Для того, чтобы определить примерную стоимость материалов и оборудования , необходимых для монтажа, ниже приведена их ориентировочная цена.

1. Герметик термостойкий 100–200 руб.
2. Лист металла (3 х 1 250 х 250) около 3 000 руб.
3. Сантехническая лента около 500 руб.
4. Котлы длительного горения 60 000–120 000 руб.
5. Переход стальной 57–32 30 руб.
6. Отвод стальной Ду-5016 от 100 руб.
7. Кран шаровый Ду-15 от 100 до 1 000 руб.
8. Кран шаровый со сгоном Ду-50 около 2 000 руб.
9. Дымовая труба для твердотопливного котла 20 000–50 000 руб.

Выбор обогревательных котлов должен быть основан на доступности конкретного вида топлива в регионе или его наличии в доме. Отопление твердотопливными котлами с использованием дров по стоимости уступает лишь устройствам, работающим на газу, более дорогими являются электричество и дизельное топливо, а замыкают пятерку углезависимые агрегаты. Не в последнюю очередь это связано с тем, что твердотопливные котлы имеют недостаточно высокие показатели КПД (по сравнению с электрическими например). Тем не менее двухуровневые системы сжигания позволяют сэкономить расход топлива до 9 % .

Самыми экологически чистыми отопительными устройствами среди твердотопливных являются пиролизные газогенераторные котлы, поскольку используемое ими топливо сгорает практически полностью, что снижает уровень загрязнения воздуха.

На видео показано как работают газогенераторные котлы:

Какое оборудование лучше

Выбрать газогенераторный котел бывает сложно из-за большого ассортимента такого оборудования.

К тому же при покупке аппарата для обогрева дома нужно обращать внимание на его характеристики: мощность, часы функционирования от одной закладки дров, наличие блока для автоматической работы и добавочных возможностей. Выбирая котел, рекомендуется смотреть, нет ли у него дополнительного источника тепла

Выбирая котел, рекомендуется смотреть, нет ли у него дополнительного источника тепла.

Чтобы отапливать дом и иметь горячую воду, разумнее приобретать двухконтурный агрегат. Если выбор был сделан в пользу модели без контура ГВС, то надо специально брать к нему бойлер косвенного нагрева, предохраняющий от непредвиденных трат.

Чтобы рассчитать, сколько энергии будут расходоваться на работу газогенераторного котла длительного горения, нужно исходить из того, что обычно на обогрев 10 кв. м площади затрачивается 1 кВт тепла.

При выборе котла учитываются следующие моменты:

• оснащен ли отопительный котел контуром ГВС, без которого не обойтись в доме площадью более 100 кв. м;
• насколько хорошо утеплен дом, ведь на то, как в нем сохраняется тепло, влияет даже количество окон и дверей.

Самыми лучшими газогенераторными котлами, работающими на твердом топливе, считаются агрегаты, произведенные в Германии и Чехии.

Модели, созданные в этих странах, носят названия Buderus и Viessmann и продаются по высокой цене. Однако, несмотря на это, их приобретают довольно часто.

Среди отечественных котлов наиболее популярно отопительное оборудование Бастион, ZOTA и Тополь М.

Но их теплотехнические и эксплуатационные характеристики на порядок хуже, чем у западных агрегатов.

Дело в том, что котлы из Европы разработаны по новейшим технологиям, позволяющим использовать их с особым комфортом.

Основное достоинство отопительного оборудования, функционирующего на таком топливе, как дрова дуба или акации, – это возможность его подсоединения к уже сделанной водяной системе отопления.

Установка газогенераторного котла выполняется без серьезных денежных затрат. Как только оборудование будет подключено, расход дров сократится на 30 %.

Главным недостатком газогенераторного котла является его высокая цена. Особенно дорого стоят чешские и немецкие модели.

Кроме того, в такое оборудование нельзя закладывать топливо плохого качества, которое может негативно повлиять на функционирование отопительного агрегата.

Те, кто уже пробовали обогревать дом газогенераторным котлом, отмечают, что в российских климатических условиях он особо необходим.

Приобретение оборудования, которое работает по принципу пиролиза, является экономически выгодным решением.