Водяной котел для отопления дома: характеристика агрегата

Владельцы загородных домов, где отсутствует газовая магистраль, чаще всего устанавливают водяной котел отопления. Его основное преимущество заключается в использовании недорого сырья. Чтобы грамотно установить систему, необходимо разобраться в принципе работы, особенностях конструкции, монтажа и эксплуатации. Еще до приобретения желательно узнать, какие преимущества и недостатки имеет агрегат.

Котельное оборудование с водяным контуром — это усовершенствованная модель обычного стандартного котла. Устройство состоит из следующих частей:

• топочной камеры;
• колосниковой решетки;
• зольника;
• водяного контура.

Все одноконтурное оборудование предназначается исключительно для отопления жилища, а вот двухконтурные водяные отопительны котлы применяются и для обогрева, и для обеспечения жильцов горячей водой для хозяйственных нужд. Но при приобретении такой установки необходимо заранее рассчитать необходимую мощность, которая потребуется и для отопления, и для нагрева воды.

Что касается загрузки топлива, то процесс может осуществляться как в ручном режиме, так и в автоматическом. Во втором случае аппарат должен быть оснащен специальным резервуаром, который необходимо заполнять раз в неделю. Но такие современные установки стоят гораздо дороже, поэтому не так распространены.

Также стоит добавить, что такие агрегаты нуждаются в специальном топливе, которое прошло обработку.

Существуют приборы, оснащенные электрическими ТЭНами, которые следят за количеством сырья в топке и при необходимости добавляют его. Такая функция обеспечивает устройству непрерывное функционирование.

Обогрев дома осуществляется только после того, как водяной отопительный котел начинает работать, то есть в период горения топлива. Для растопки можно использовать дрова или уголь. Одна загрузка обеспечивает около 3−4 часов горения. Для более длительного периода лучше приобретать газогенераторные или твердотопливные агрегаты.

Чем качественнее прибор, эффективнее процессы теплообмена и точнее контроль температуры, тем меньше будут затраты на каждый киловатт добытого тепла. Водяные котлы отопления изготавливаются таким образом, чтобы теплоноситель нагревался максимально эффективно и быстро.

Кроме этого, стенка в водяном контуре обладает способностью аккумулировать тепловую энергию, которая образуется в процессе горения. Благодаря этому отопительное оборудование быстро нагревает жидкость и длительное время поддерживает необходимую температуру. Стоит отметить, что подобные установки обеспечивают одинаковую эффективность в системах и с естественной циркуляцией, и с принудительной.

Кроме доступной цены отопительного оборудования и невысокой стоимости топлива, существует и ряд других достоинств. К основным плюсам можно отнести следующие факторы:

• высокий показатель надежности;
• длительный эксплуатационный срок;
• приборы не нуждаются в частом обслуживании.

К преимуществам также можно отнести то, что золу, которая осталась после сгорания топлива, можно применять в качестве удобрения. Имеются и минусы. Дело в том, что водяной котел для отопления дома не обладает высоким коэффициентом полезного действия, и даже при высоком расходе топлива показатель не поднимается выше 80%. К тому же стандартные приборы нуждаются в частой загрузке дров, делать это придется каждые 3−5 часов.

Все имеющиеся в доме трубы и радиаторы, которые подключены к водяному контуру, обеспечивают равномерное распределение тепла по всем комнатам в доме. Теплообменником может быть обычный металлический резервуар, где находится жидкость. А уже под ним располагается непосредственно источник тепла. Но такая конструкции не очень эффективна: дело в том, что вода будет нагреваться только в нижней части емкости.

Лучше всего воспользоваться системой водяного контура, когда емкость имеет двойные стенки, между которых укладывается теплоноситель, по которому циркулирует горячая вода. За счет постоянного движения жидкость не застаивается, а небольшое пространство между слоями обеспечивает максимально быстрый прогрев всей площади.

Есть еще один эффективный способ изготовления, который помогает добиться максимальной эффективности. Но для этого понадобится несколько стальных труб (диаметр 5−6 см), которые необходимо сварить между собой и придать им форму волны. Затем расположить их вдоль стен и в верхней части топки.

При работе теплоноситель будет медленно передвигаться по трубам и обеспечивать тем самым качественную теплоотдачу. В случае неполадок эту систему довольно легко починить.

Все котельные установки оснащаются специальной системой регулирования температурного режима жидкости. Самый простой вариант — это установить на конструкцию специальный термостат. Принцип действия такого устройства заключается в том, что при нагреве воды до необходимой температуры в устройстве опускается заслонка, после чего заметно снижается поступление воздуха. А после того как жидкость начнет остывать, система срабатывает в обратном порядке.

Можно немного модернизировать систему контроля и установить на котел точнейшие температурные датчики, оснастить его принудительной электрифицированной подачей воздуха. В результате вентиляция будет обеспечивать верхнюю подачу, что обеспечит полное сжигание топлива. Но стоит отметить, что такая котельная установка будет функционировать только при наличии электрической сети или аккумулятора.

Многие владельцы загородных коттеджей устанавливают циркуляционный насос, в таком случае можно не опасаться, что котел, оставшийся без присмотра, замерзнет, что часто случается в необогреваемых помещениях. Дело в том, что такое устройство в критической ситуации включает насос, который возобновляет циркуляцию теплоносителя, поэтому даже в самый сильный мороз проточная вода не замерзает.

Если планируется отапливать небольшую постройку, то лучше всего устанавливать оборудование непосредственно в доме. А вот для котельной выбрать какое-нибудь отдельное здание или выделить обособленное помещение. Отопительную трубу всегда прокладывают под землей, притом таким образом, чтобы она располагалась ниже уровня промерзания земли. Кроме этого, ей необходимо обеспечить качественную теплоизоляцию. В помещении, где установлен агрегат, нужно создать температурный режим в пределах 10−15 градусов, а также оборудовать хорошую вентиляционную систему с естественной тягой.

Перед установкой стоит позаботиться о напольном покрытии, поверхность должна быть негорючей, ровной и твердой. Лучше всего сделать тонкую бетонную стяжку, в таком случае отопительный котел будет стоять прочно, устойчиво и надежно. Перед прибором необходимо уложить металлический лист площадью в 1 кв. м. Стоит позаботиться и о местоположении: дело в том, что агрегат не должен стоять слишком близко к стенам, нужно оставить расстояние хотя бы в 50 сантиметров.

Выполняя монтажные работы, необходимо соблюдать все требования и рекомендации. Особенно при сборке и установке дымоходной трубы. Все места соединения должны быть тщательно обработаны герметическим составом или замазаны глиной. Водяные агрегаты не пользуются такой популярностью, как электрические или газовые. Хотя в загородных коттеджах, где нет газификации или случаются частые перебои с электричеством, такой вариант является оптимальным. При этом подключить систему можно своими руками, но при условии, что соблюдается техника пожарной безопасности.

Котлы с водяным контуром. Рейтинг лучших твердотопливных водяных котлов

Твердотопливный водяной котел — источник автономного теплоснабжения, предназначен для отопления жилых домов от 60 до 1500 м2 с использованием разнообразных видов топлива от угля до пеллет.

Многие модификации имеют резервный вид энергоносителей: электричество или сжиженный газ. Для этого в водяную рубашку котла нужно устанавливать ТЭНы, а в топочную дверку — специальную горелку.

Особенности котлов с водяным контуром

Ключевое отличие подобных источников отопления — водяной контур нагрева, расположенный в топочной камере. Конструкции котлов могут быть одноконтурными, с одним теплообменником для отопления и двухконтурными, с двумя теплообменными аппаратами для отопления и ГВС.

В последнее время широко применяется схема установки одноконтурных котлов с внешними бойлерами косвенного нагрева, для подготовки горячей воды нужных параметров. Для этого в их корпусе устанавливают соответствующие выходы для подсоединения к дымовым газам.

В основном агрегаты с тепловой мощностью до 30 кВт имеют топку с ручной подачей топлива. К этой группе относится самодельный котел для водяного отопления и колпаковая печь для отопления частного дома.

Пеллетные устройства оборудуются автоматической топливоподачей и емкостью для хранения топлива, способную обеспечить работу котла без обслуживающего персонала более 7 дней.

Водяная рубашка рассчитана таким образом, чтобы она могла быстро и эффективно обеспечить теплосъем от горячих дымовых газов, например, как у котлов Бренеран с водяным контуром.

Достаточный объем воды в котле способствует тому, что он выполняет функцию аккумулятора и может длительное время сохранять теплоноситель горячим, даже после сгорания топлива.

Такие конфигурации отопителей работают, как в системе с естественной, так и с принудительной циркуляцией сетевой воды, в которых требуется установка электрического насоса. Это может быть котел для водяного теплого пола.

Топки бывают открытого типа для естественного отвода дымовых газов из котла, или закрытого, для принудительной подачи воздуха в зону горения котлов с водяным контуром.

Виды устройств

Твердотопливные котлы классифицируются по процессам горения топлива:

1. Традиционные котлы с водяным контуром. Это энергонезависимый класс оборудования. В них процесс горения протекает снизу вверх, топливо загружают вручную. Оно сгорает в неподвижном слое на колосниковой решетке, воздух поступает в топку естественным путем через отверстия, сгоревшие газы выводятся в атмосферу за счет разряжения, создаваемого высотой дымовой трубы. Горение на одной заправке топлива протекает от 2-х до 6 часов, в зависимости от топочного объема, вида топлива и его калорийности.
2. Длительного горения. Отличительная черта таких агрегатов — верхняя загрузка топлива. Горение протекает внизу топлива на колосниковой решетке, по мере выгорании, топливо отпускается, что обеспечивает беспрерывный процесс горения на одной закладке в течение суток.
3. Пиролизные водяные котлы. Самые перспективные и дорогостоящие котлы, оборудованы двумя топочными камерами. В первой происходит тление топлива и образование пиролизного газа, а во второй осуществляется принцип дожига, где высокоэффективный пиролизный газ сгорает, выделяя значительный объем тепловой энергии. Эти котлы с самым высоким КПД и стоимостью. Они также требуют наличие складских помещений для хранения топлива, что нужно учитывать перед тем, как подключить котел.
4. Универсальный водяной котел отопления — способен функционировать на разных видах топлива от электро до газа, после соответствующей замены горелочного устройства. Тем не менее, расчетный КПД они достигают только при использовании основного вида топлива. На других видах он будет существенно ниже с падением до 10 %. Это связано с тем, что дымовентиляционная система рассчитана на твердое топливо и соответствующие скорости движения дымовых газов, а также возможности теплосъема «водяной рубашки» котла.

Достоинства и недостатки

Самое большое преимущество у этих агрегатов — доступность и низкая цена твердого топлива, а значит, он может быть установлен в любом месте, где потребители ощущают дефицит электричества и газа.

Базовые преимущества котлов с водяным контуром для отопления частного дома:

1. Низкие цены и широкий выбор модификаций на рынке климатической техники
2. Доступность и низкие цены на энергоносители
3. Эргономичный внешний вид.
4. Автономность.
5. Простой монтаж, можно обвязать котел своими руками.
6. Несложная эксплуатация.
7. Доступность ремкомплектов, позволяющих отремонтировать агрегат самостоятельно.
8. Безопасность.

К отрицательным сторонам данной модификации можно отнести:

1. Быстротечный процесс горения и необходимость, постоянного подбрасывания топлива в топку.
2. Очистка поверхности нагрева котла и дымовентиляционной системы от золовых отложений.
3. Высокая инертность горения, в случае аварийной ситуации устройство не может остановиться, пока не выгорит все топливо на колосниковой решетке.
4. Низкий уровень регулирования температуры нагрева воды в контуре отопления.

Конструкция

Твердотопливные котлы отличаются простым принципом работы. Топочная камера размещена в стальном корпусе, через дверцу на лицевой стороне котла загружают топливо и поджигают.

В процессе сгорания топлива горячие дымовые газы омывают теплообменник, выполненный в виде труб или водяной рубашки, и отдают тепло воде отопительного контура. Нагреваясь, вода начинает естественное движение по контуру, за счет разности температур на входе и выходе из котла.

Остывшие котловые газы уносятся в атмосферу через дымовую трубу, также за счет разности температур на входе и выходе из котла. Под топкой находится зольник, который предназначен для сбора несгоревших частей топлива.

Дверца зольной камеры выступает в роли заслонки, регулирующей подачу воздуха в зоне горения, чтобы обеспечить полное сгорание.

Рейтинг ТОП-5 лучших твердотопливных котлов с водяным контуром

Российский рынок отечественных котлов насыщен твердотопливными котлами как отечественного, так и западного производства. Серьезная конкуренция на рынке заставляет производителей, вносить инновационные изменения в конструкцию и снизить потребительские цены. По оценкам покупателей наибольшими преимуществами обладают следующие марки.

Лемакс Форвард-20

Одноконтурный твердотопливный агрегат с инновационной топливной загрузкой верхнего типа. Имеет повышенную скорость нагрева и высокие аккумуляционные качества, в связи, с чем долго сохраняет температуру теплоносителя, даже после выгорания топлива.

Современный дизайнерский вид позволяет вписать его в любой интерьер, подсоединить к различной системе отопления. Он способен качественно обогреть дом от 150 до 200 м2.

• производство — Россия;
• тепловая мощность — 20 кВт;
• стальной теплообменник;
• энергонезависимый;
• вариант изготовления топочной камеры — открытый;
• регулирование температуры — механика;
• расположение — напольного типа;
• КПД — 76%;
• топливо — дрова/уголь;
• температура нагрева воды — 95 С;
• гарантийные обязательства — 3 года;
• цена — 21700 руб.

ZOTA Carbon 20

Твердотопливная модель с верхней загрузкой топлива для отопления жилого дома от 180 до 200 м2. Не предполагает подключения к электросети. Обладает емкой топочной камерой и автономной загрузочной системой.

Имеет один из самых высоких КПД для аналогичных котлов. Применяются с дополнительной емкостью, как котлы для теплого водяного пола.

• производство — Россия;
• тепловая мощность — 20 кВт;
• стальной теплообменник;
• энергонезависимый;
• вариант изготовления топочной камеры — открытый;
• регулирование температуры — механика;
• расположение — напольного типа;
• КПД — 80%;
• топливо — уголь;
• температура нагрева воды — 95 С;
• гарантийные обязательства — 1 год;
• цена — 46579 руб.

Protherm Бобёр 30 DLO

Водоводяной твердотопливный высокопроизводительный котел. Конструкция обеспечивает мощный теплосъем за счет установки долговечного 5 секционного чугунного двухходового теплообменного аппарата. Способен качественно обогреть жилой дом площадью 250 м2.

• производство — Словакия;
• тепловая мощность — 24 кВт;
• энергонезависимый;
• чугунный теплообменник, 5 секций;
• вариант изготовления топочной камеры — открытый;
• регулирование температуры — механика;
• расположение — напольного типа;
• КПД — 76%;
• топливо — уголь/дрова;
• температура нагрева воды — 95 С;
• гарантийные обязательства — 2 года;
• цена — 75490 руб.

Wirbel EKO-TK 20

Твердотопливный водогрейный котел хорошо нагревает помещения с площадью до 200 м2. Имеет возможность функционировать, как в открытой, так и в закрытой схеме теплоснабжения.

Оборудован надежной защитой от перегрева котла. При достижении теплоносителя Т +95 С, агрегат автоматически отключается.

• производство — Россия/Австрия;
• тепловая мощность — 20 кВт;
• энергозависимый;
• стальной теплообменник;
• вариант изготовления топочной камеры — открытый;
• регулирование температуры — механика;
• расположение — напольного типа;
• КПД — 78%;
• топливо — уголь/дрова;
• температура нагрева воды — 95 С;
• гарантийные обязательства — 3 года;
• цена — 55230 руб.

Kentatsu ELEGANT-04

Напольный твердотопливный водогрейный котел работает с любой системой отопления, как с циркуляционным насосом, так и без. Не требует подключения к электрической сети.

Способен нагреть объект площадью до 270 м2, а также использоваться в качестве автономного источника для бойлера косвенного нагрева ГВС.

• производство — Словакия;
• тепловая мощность — 27 кВт;
• энергонезависимый;
• стальной теплообменник;
• вариант изготовления топочной камеры — открытый;
• регулирование температуры — механика;
• расположение — напольного типа;
• КПД — 78%;
• топливо — уголь/дрова;
• температура нагрева воды — 90 С;
• гарантийные обязательства — 2 года;
• цена — 38000 руб.

Автоматизация и безопасность

Твердотопливные водоводяные котлы оснащаются блоком регулирования и автоматики безопасности. Конечно, особенности процесса горения твердого топлива, не позволяет котлу обеспечить уровень автоматики, подобный газовым или электрическом котлам, тем не менее, установка термостата в контуре нагрева, позволяет управлять температурным режимом в помещении.

Система автоматизации работает по принципу регулирования подачи воздуха через вентилятор или путем открытия заслонки, которое выполняет исполнительный механизм, получая сигнал от термодатчика и от электронного блока.

Второй уровень автоматизации можно реализовать путем изменения скорости циркуляции теплоносителя, задаваемым центробежным насосом, который подключается к электронному блоку управления.

При этом запускается или приостанавливается циркуляция воды по трубам, для чего в системе должен быть подключенный к управляющей электронике циркуляционный насос:

И третий более качественный уровень автоматизации твердотопливных котлов достигается путем регулирования подачи топлива в топку и может быть реализован только в пеллетных котлах.

Особенности эксплуатации

Твердотопливный котел с водяным контуром относится к объектам повышенной опасности, которая может возникнуть при нарушении правил эксплуатации. В случае нарушения циркуляции теплоносителя горячее топливо вызовет перегрев поверхностей нагрева, образование пара внутри труб и возможный взрыв котла.

Для того чтобы избежать такой опасности для себя и окружающих, необходимо перед установкой котла, тщательно изучить все требования завода-изготовителя по монтажу оборудования.

Несмотря на то, что процесс обвязки твердотопливных устройств не является сложным, многие заводы требуют, чтобы его выполняла сервисная организация, от этого будут зависеть гарантийные обязательства на агрегат.

Не рекомендуется также самостоятельно изменять комплектацию вспомогательного оборудования: насосы, вентиляторы, дымовентиляционные каналы.

Это также может нарушить гидравлические условия функционирования котла с возможным пережогом металла водяного контура. Не допускается изменять вид и увеличивать объем загрузки топлива, обозначенного производителем котла.

Для обеспечения пожарной безопасности, территория вокруг котла, должна быть свободной, на ней не должны располагаться огнеопасные предметы. Не допускается оставлять работающий котел без надзора взрослых.

Ежегодно перед началом отопительного сезона он должен обследоваться на работоспособность и очищаться от золовых отложений. Такие требования распространяются на системы теплоснабжения с котлом для водяного отопления, изготовленного своими руками и колпаковую печь с водяным контуром.