Лучшие жидкотопливные котлы для отопления загородного дома

Жидкотопливные котлы для отопления частных домов используются более ста лет. Жидкие углеводороды отличаются высокой энергетической ценностью и удобством перевозки. Там, где нет магистрального газа, они служат надежным источником тепла. Для того, чтобы котел работал долго и эффективно, нужно соблюдать требования к его установке.

Отопление жидким топливом: достоинства и недостатки

Отопление жидким топливом имеет ряд особенностей, дающих ему преимущества перед другими источниками тепла:

• высокая степень автоматизации по сравнению с твердотопливными отопителям;
• по энергетической эффективности сопоставимы с газовыми;
• не требуют разрешений и согласований для установки;
• автономность работы зависит только от емкости топливного бака.

Присущ таким котлам и ряд недостатков:

• требуют отдельного помещения для бойлерной;
• необходимо устройство вентиляции;
• топливо и продукты сгорания обладают неприятным запахом;
• топливо со временем теряет свои свойства, хранить его нужно вдали от солнечных лучей;
• цены на энергоносители растут и будут расти;
• оборудование нуждается в периодическом обслуживании.

Конструктивные особенности

Принцип действия всех жидкотопливных котлов одинаковый. Топливная смесь представляет собой взвесь микрокапелек горючего в воздухе. Она подается в камеру сгорания под давлением через форсунку.

Жидкотопливные котлы различаются рядом конструктивных особенностей.

Число контуров

Одноконтурные отопители используются только для отопления дома. Их единственный контур теплообменника подключается к коллекторам системы отопления. Они имеют следующие преимущества:

• большая мощность;
• цена;
• несложная конструкция;
• длительный срок службы.

К недостаткам можно отнести необходимость организации отдельного горячего водоснабжения.

В двухконтурном котле к отопительному добавляется водогрейный контур. На вход подается холодная вода, на выходе получается горячая. Достоинства такой конструкции:

• высокая степень автоматизации;
• экономия площади подсобных помещений;
• две системы в одном устройстве снижают расходы на обслуживание.

Среди минусов отмечают:

• цена;
• сложный монтаж и обслуживание;
• меньший срок работы.

Некоторые модели двухконтурных котлов снабжены накопителями для горячей воды.

Виды топлива

Конструкция котла мало различается в зависимости от вида топлива.

Популярны следующие его виды:

• Солярка, или дизельное топливо . Хорошо очищенная горючая жидкость дает много тепла и минимум сажи. Чистка требуется не чаще раза в месяц. Наиболее дорогой вид.
• Отработка или использованное машинное масло . Энергоемкость ниже солярки, зато образуется намного больше сажи и неприятных запахов. Такие горелки нужно чистить достаточно часто, по мере образования нагара. Редко используется для отопления жилых домов. Выгодно использовать для обогрева больших автохозяйств и предприятий по сборке и утилизации промышленных отходов.
• Мазут . Продукт переработки нефти низкого качества отличается низкой ценой. Эффективно сгорает только в больших котельных промышленного типа. Отличается неприятным запахом, продукты сгорания вредны для здоровья.

• Биотопливо . Пока что это экзотический вид топлива, получаемый при переработке бытовых и сельскохозяйственных отходов. Эффективно при наличии сложной и дорогой установки по переработке. Широкого распространения еще не получило.

Какой вид топлива лучше? При выборе топлива для отопления жилого дома большинство владельцев выбирают солярку. В холода топливо загустевает, поэтому нужно покупать его зимние сорта. Они содержат присадки для снижения вязкости.

Тип камеры сгорания

Открытая камера сгорания проста по конструкции, модели с ней стоят дешевле. Воздух попадает в топку через поддувало из помещения котельной. Продукты сгорания удаляются через трубу вертикального дымохода, проходящую снаружи или внутри здания до самой кровли. Дымоход стоит дорого и его требуется периодически обслуживать, работая на высоте. Требуется также обеспечить приточную и вытяжную вентиляцию котельной.

Модели с закрытой камерой сгорания стоят дороже, но у них ниже установочные и эксплуатационные расходы. Короткий коаксиальный дымоход устанавливается горизонтально и выводится на улицу через ближайшую стену. По внешней трубе вентилятор нагнетает воздух в топку, а по внутренней выводятся продукты сгорания.

Как выбрать

Как понять, какой котел лучше? При выборе устройства нужно обратить внимание на следующие факторы:

• площадь строения и качество теплоизоляции;
• возможность установки топливного бака в котельной или снаружи строения;
• наличие и возможность установки вертикального дымохода;
• потребность в горячем водоснабжении;
• доступность того или другого вида топлива
• цена.

Немаловажным фактором является марка изделия, репутация производителя и доступность сервисного обслуживания в регионе.

Оценка мощности

Оценивают ее по приблизительной формуле:

на каждые 10м2 — 1 квт тепловой мощности.

Формула действует в средней полосе и при высоте потолков до 2,5 м. В зависимости от материалов, использованных для строительства и теплоизоляции, вводят поправочные коэффициенты:

• 1,2-2,0: дома со слабой теплоизоляцией;
• 0,9-1,2: старые дома с качественной теплоизоляцией;
• 0,6-0,9: современные дома с качественной теплоизоляцией, металлопластиковыми окнами и дверями.

В холодном климатическом поясе расход топлива больше, и придется вводить повышающие коэффициенты, а для теплого — понижающие.

Для двухконтурных котлов добавляют 10-20% мощности на нагрев воды. Запас зависит от числа жильцов и типов потребителей горячей воды.

Экономическая эффективность

При определении экономической эффективности того или другого типа отопительной системы нужно учитывать стоимость:

• котла и его монтажа, включая дымоход;
• подключения к источнику энергии;
• топлива (а также его энергоемкость);
• периодического обслуживания оборудования.

Единица тепловой энергии, которую дает газовый котел для отопления частного дома, стоит дешевле. Но эта выгода значительно перекрывается стоимостью подключения к распределительной сети и получения всех необходимых разрешений, делая солярку выгоднее газа.

Условия монтажа

Соблюдение требований к установке — залог долгой, эффективной и безопасной работы оборудования.

Котельная

Площадь помещения — не менее 7 м2. Стены, пол и потолок должны быть облицованы негорючими материалами. Обязательно наличие вытяжки, а при использовании открытой камеры сгорания — и приточной вентиляции. Котел нельзя устанавливать ближе 50 см от стен.

Дымоход

Дымоход должен иметь постоянное сечение, не меньшее, чем сечение выходного патрубка котла. Он должен отстоять не менее чем на 70 см от воспламеняемых материалов, а теплоизолированные участки — не менее 25 см.

Электросеть

Розетки и освещение котельной выводится на отдельную группу на распределительном щитке. Котел и циркуляционный насос подключаются через стабилизатор. При нестабильной электросети предусматривают устройство бесперебойного питания.

Тепловой аккумулятор: преимущество использования в различных системах отопления, особенности расчета и обвязки

Буферная или емкость или теплоаккумулятор для отопления используется для накопления горячего теплоносителя с целью его более рационального использования. Однако, большинство систем отопления с газовыми, электрическими и дизельными котлами функционируют без аккумулирующего бака. Следует определить, в каких именно случаях использование теплоаккумулятора для котла отопления является наиболее эффективным, а когда не приносит заметного экономического или технического эффекта.

Преимущества использования теплоаккумулятора для котлов различного типа

Приобретая тепловой аккумулятор, пользователь ожидает значительного повышения КПД системы отопления. Однако, коэффициент увеличения отличается для котлов, использующих различные виды топлива.

Газовый котел

В газовых системах теплоаккумуляторы для отопления используются довольно редко. Причина состоит в высоком уровне автоматизации газового котла в сочетании с использованием встроенных циркуляционных насосов. Таким образом, буферная емкость будет только мешать принудительному перемещению теплоносителя по системе. Что касается экономии средств, то для газового топлива не существует особых тарифов. Следовательно, нет возможности в нагреве теплоносителя при низкой цене топлива.

Электрический котёл

Электрокотлы оборудованы эффективной системой контроля с высоким уровнем автоматизации. Однако они являются одними из самых дорогостоящих, с точки зрения цены на энергоресурсы. В сочетании с теплоаккумулятором для системы отопления затраты на электричество могут быть существенно снижены. Это происходит при условии использования двухтарифного счётчика. В ночное время при слабой загрузке энергосистемы электрический котел работает при более экономном тарифе, нагревая теплоноситель и заканчивая его в аккумулирующий бак. Утром по сигналу таймера или программатора котел отключается. В дневной период горячий теплоноситель при помощи циркуляционных насосов распределяется по системе отопления.

Твердотопливный котел

Существует несколько причин, по которым использование теплоаккумулятора для твердотопливного котла является наиболее эффективным. Прежде всего, это возможность управления системой отопления, которая делает нагрев дома более эффективным. Для газовых, электрических и даже жидкотопливных (дизельные, мазутные) котлов, существует возможность в любой момент уменьшить подачу топлива, понизив температуру теплоносителя. Твердотопливные котлы, независимо от типа: с одной топкой (классические), длительного горения или конденсационные, не могут без ущерба для конструкции одномоментно прекратить работу. Они имеют высокую степень тепловой инерции и практически не поддаются управлению. Единственный способ контроля процесса горения в топке, это регулятор тяги.

Зачастую в момент работы высвобождается избыточное количество тепла. При этом, установить терморегулятор на радиаторы отопления настоятельно не рекомендуется. Исключение нескольких контуров из общей системы теплообмена приведет к резкому росту температуры теплоносителя на обратке. Что может привести к повреждению теплообменника и топки. Комфортная температура в доме достигается путем проветривания помещений. Это является неэффективной тратой энергоресурсов. Таким образом, поддержка требуемого температурного режима твердотопливного котла выполняется исключительно вручную. Для этого необходимо систематически, через короткие промежутки времени, подавать в топку небольшое количество топлива. Что явно не облегчает обслуживание системы отопления.

Выполнив подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу, конечный пользователь получает сразу несколько преимуществ:

• Значительное повышение КПД, в некоторых случаях до 75-85%, против обычных для твердотопливного котла 45-50%;
• Возможность контролировать температуру в доме с разделением на отдельные зоны и установкой комфортных температурных параметров независимо в каждом помещении;
• Увеличивается период между загрузками топлива, кроме того основное функционирование можно перенести на дневное время;
• Уменьшается риск пиковых нагрузок при экстремальной эксплуатации, перегрева топки и теплообменника или образования конденсата, что положительно сказывается на продолжительности функционирования котла.

Основные технические характеристики теплоаккумулятора для частного дома

Бак теплоаккумулятора имеет цилиндрическое или квадратное сечение и объём от 200 до 30000 л. Материалы для изготовления служит нержавеющая сталь или металлические сплавы с антикоррозионным покрытием. Кроме того, наличие воды, занимающей весь внутренний объем замедляет интенсивность коррозии. Буферные емкости небольшого объема покрывают изнутри эмалью. Некоторые производители предлагают емкости, изготовленные из термостойких полимерных материалов с дополнительными ребрами жесткости для укрепления конструкции. Такие изделия не боятся коррозии, однако имеют существенные ограничения по размерам в связи с низкой прочностью материала.

Некоторые баки имеют горизонтальные перегородки, разделяющие внутреннее пространство на отдельные секции. Это способствует более выраженному температурному расслоению воды. Как следствие, повышается эффективность управления тепловыми потоками.

Количество пар патрубков подачи и обратки зависит от системы отопления. Большинство моделей имеют от 2 до 10 пар. При этом на каждую пару рекомендует устанавливать отдельный циркуляционный насос. В конечном счете, более целесообразно при обвязке котла с теплоаккумулятором дополнительно использовать тепловой коллектор (гребенку) для распределения теплоносителя по контурам.

Некоторые модели предоставляют возможность установки дополнительных нагревательных элементов. Теплоаккумулятор с тэном, в зависимости от его мощности, может стать полноценным источником тепла, полностью заменив твердотопливный котел, при менее эффективных режимах обогрева.

Расчёт теплоаккумулятора для отопления и особенности его выбора

Объём ёмкости буферного накопителя находится в прямой зависимости от мощности твердотопливного котла. На практике, это выражается следующим образом. Объём бака должен быть такой, чтобы имеющийся в нем теплоноситель полностью нагревался до расчетной температуры за время одной загрузки топлива. Учитывая, что время эффективного нагрева классического твердотопливного котла составляет порядка 3-4 часов. Такой режим работы позволяет сократить количество загрузок до 1-3 как в сутки, что обеспечивает КПД близкий к максимальному.

Выполним расчет теплоаккумулятора на примере частного коттеджа площадью 150 м2. При достаточно эффективном утеплении сооружения, при температуре окружающей среды -30°С теплопотери такого дома могут достигать 15 кВт/ч. В сутки теплопотери составят около 360 кВт/ч.

При условии отопления дома сухими березовыми дровами, имеющими выход тепловой энергии 3,8 кВт/ч/кг. Общие суточные затраты топлива могут составить 95 кг. При условии, что объем топки среднего по размерам котла составляет около 50 л в неё можно свободно загрузить 30 кг дров. Что даст 114 кВт/ч тепловой энергии. Это значит, что в сутки необходимо выполнить три полные загрузки.

Для упрощения расчетов принимается, что на 1 кВт мощности котла необходимо 18-23 л воды в аккумулирующем баке. При условии, что вся тепловая энергия, которую обеспечивает котел, используется только для нагрева теплоносителя в баке его объем должен составлять 1,5 тонны. Исходя из практики, твердотопливный котел для обеспечения системы отопления с одновременным нагревом воды в аккумуляторе должен иметь избыточную мощность. Если обычно системы отопления принимается 1 кВт на 1 м2, в сочетании с буферной емкостью мощность должна быть увеличена 25-30% и составлять 20-25 кВт.

Если твердотопливный котёл определенной мощности уже имеется, то расчетный объём бака необходимо сокращать на треть. Таким образом, она составит для данного дома 1000л.

Принимаем теплоотдачу котла на одной загрузке равную 38 кВт/ч. (3 часа работы на березовых дровах (30кг) 114 кВт/ч.). Из них на поддержание системы отопления дома уходит около 15 кВт/ч, а на нагрев теплоносителя в баке остальные 23 кВт/ч. Соответственно, буферная емкость объёмом 1000 л будет нагреваться до плановой температуры на протяжении 2,8 часа, что соответствует продолжительности одной загрузки. Следовательно, объём бака буферной емкости подобран правильно.

После того как котёл погаснет температура теплоносителя из бака будет достаточно для обеспечения комфортного уровня температуры в помещениях на протяжении 3-4,5 часов. То есть одной загрузке котла в сочетании с буферной емкостью достаточно на 6-7,5 часов. Это означает сокращение количества загрузок топлива на треть при температуре -30°С и вдвое при -10°С.

Типовые схемы обвязки ТТ котла с теплоаккумулятором

Правильная обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором, кроме своей основной функции накопления и выдачи тепла, выполняет еще несколько дополнительных:

• Быстрый переход твердотопливного котла в рабочий режим;
• Подача в систему отопления теплоносителя с определенной (комфортной) температурой.

Буферная ёмкость подключается к котлу таким образом, чтобы разделять котловой и отопительный контуры.

Котловой контур отделён от накопителя байпасом с трёхходовым клапаном. В начале запуска твердотопливного котла теплоноситель движется по малому кольцу через байпас, пока не достигнет температуры около 60°С на обратке. После этого угроза низкотемпературной коррозии теплообменника существенно снижается. Трёхходовой клапан начинает открываться, перенаправляя теплоноситель в буферную емкость.

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором включает следующие элементы:

• Группа безопасности устанавливается на подаче непосредственно возле твердотопливного котла. В нее включается предохранительный клапан, манометр и кран Маевского (клапан для удаления воздуха);
• Узел подачи горячего теплоносителя в обратку (подмес) для защиты топки и теплообменника;
• Запорная арматура с кранами для слива и наполнения системы отопления;
• Расширительный бачок для компенсации температурных расширений теплоносителя;
• Буферная емкость теплоаккумулятора;
• Смесительные узлы контуров отопления (коллектор, если контуров много);
• Автоматика управления подачи теплоносителя в систему отопления.

Следует помнить, что такая система является энергозависимой. И для её функционирования необходимо предусмотреть альтернативные источники питания аккумуляторы или дизель-генератор.