Их главным преимуществом является высокий для такого типа котлов коэффициент полезного действия (КПД) - до 85%, и простота регулирования мощности. Отличием таких котлов от обычных моделей есть то, что в них горят не сами дрова, а газ, который выделяется из древесины под влиянием высокой температуры. При таком сгорании почти не образуется пепел и сажа. Твердотопливный пиролизный котел подходит для летнего домика площадью до 60 кв. м.

Класификация твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы классифицируют
1) по материалу тела (теплообменника) котла
стальной
чугунный

2) по типу потребляемого топлива:
на дровах
на угле
на пеллетах
на щепе
на иных видах топлива

3) по способу загрузки топлива
с ручной загрузкой
с автоматической загрузкой

4) по типу встроенной автоматики
энергонезависимый (приток воздуха регулируется энергонезависимым термосифоном)
энергозависимый (обычно приток воздуха регулируется встроенным нагнетающим вентилятором)

5) по способу сжигания топлива
обычный
пиролизный или с газификацией.
Преимущества:
Невысокая стоимость
Работа без электричества
Большой срок эксплуатации
Недостатки:
Требуется постоянный контроль
Трудоемкий уход
Эффективность сжигания твердого топлива значительно ниже, чем газа или солярки
Необходимо помещение для хранения запаса топлива

Такой котел поможет создать достаточно комфортное отопление в тех местах, до которых пока не дотянулись ветки газопроводов, а иногда и линии электропередач. Пригодится он и в качестве второго, запасного котла, который поможет справиться с пиковыми нагрузками на систему отопления в морозные дни и в случае возникновения неполадок в основной системе отопления.

Топливом для котлов такого типа может быть каменный уголь, бурый уголь, древесина, прессованные брикеты. Имеются также модели, работающие на торфе.

Кроме того, такие котлы автономны, то есть не требуют подключения к электросети, потому могут быть установлены в дачных домиках даже в самых удаленных от очагов цивилизации уголках. А вот абсолютно автономно от человека твердотопливный котел работать не может: требуется регулярная загрузка топлива, иногда и до нескольких раз в день, а также периодическая очистка зольника от образующейся в результате сгорания топлива золы. Это является недостатком такого вида котлов. Поэтому, хотя твердотопливный котел и более экономичен, чем газовый (в регионах, где имеется в избытке твердое топливо), он не получил широкого распространения.

Нужно также упомянуть о так называемых «пеллетных» котлах. Это современные дорогостоящие модели твердотопливных котлов, работающие на пеллетах (прессованные гранулы отходов деревообрабатывающего производства). Такие котлы имеют высокий КПД (около 90%) и могут работать в автономном режиме (без вмешательства человека) до одной недели и более. Однако высокая стоимость (от 50 000 грн) и отсутствие свободного рынка пеллет препятствуют распространению котлов такого типа.


Особенностью твердотопливного котла является инерционность процесса сгорания. Быстро прервать его работу, даже в случае перегрева, невозможно, поэтому для защиты используются специальные принадлежности. Так, после котла или в котле может устанавливаться специальный теплообменник, через который протекает теплоноситель из котла прежде чем попасть в систему отопления. В нем и охлаждается вода в случае перегрева котла холодной водой из водопровода. А для большей тепловой отдачи и сокращения количества загрузок можно вместе с твердотопливным котлом дополнительно установить емкостный тепловой гидроаккумулятор, исполняющий роль огромного термоса, который накапливает избыточное тепло и затем отдает его в систему отопления.

Современный традиционный твердотопливный котел часто сравнивают с так называемой «буржуйкой», и по принципу действия это, в общем-то, верно: и там, и там происходит сгорание твердого топлива в топке, а тепло от сгорания обогревает помещение. В современных котлах несгоревшие остатки топлива, т. е. зола, скапливаются в зольнике, дымовые газы уходят в дымовой канал, а тепловая энергия передается через теплообменник в систему отопления, теплоносителем в которой чаще всего бывает вода.

Однако у современных котлов есть и значительные отличия от «буржуек», которые не позволяют относить их к одному типу оборудования, прежде всего, это существенно более высокая экономичность работы. Если в «буржуйку» уже через час работы потребуется добавить топливо, то твердотопливный котел способен проработать несколько часов на одной порции загруженного топлива. Некоторые модели работают до 10 часов. Происходит это потому, что в котлах применяется принцип нижнего горения, при котором воздух подается и снизу, и с боков к топливу. Это повышает КПД и делает процесс горения более плавным. Кроме того, в современных котлах пользователь может самостоятельно регулировать мощность для поддержания необходимой температуры. Для этого следует повернуть и установить головку терморегулятора на необходимое значение температуры котловой воды, при этом при помощи стальной цепочки приподнимется или опустится заслонка, через которую поступает воздух для сгорания, увеличивая или уменьшая тем самым тягу и, соответственно, скорость сгорания и мощность.
Теплообменник твердотопливного котла

Теплообменник традиционных твердотопливных котлов бывает стальным и чугунным, и у каждого варианта есть свои преимущества и недостатки.

Так, котлы со стальными теплообменниками дешевле, но имеют несколько меньший рабочий ресурс. Кроме того, они менее стойки к выпадению конденсата, потому требуют поддержания температуры не ниже 65°С Зато их легче чистить и загружать новой порцией топлива, поскольку загрузка обычно осуществляется сверху: верхняя крышка от­кидывается, открывая довольно большое окно для загрузки.

В котлах с чугунными теплообменниками загрузка фронтальная, через переднюю дверцу, что не вполне удобно, зато они менее «капризны» и стойко переносят температуру существенно ниже 65 °С
Мощность твердотопливного колла

В продаже можно найти твердотопливные котлы самой разной мощности, но в быту находят применение котлы мощностью от 15 до 40 кВт, поскольку отапливать обычно приходится помещения или дома площадью 50-400 кв. м. Существуют модели твердотопливных котлов мощностью более 100 кВт, но применяются они крайне редко.
Вид топлива твердотопливных котлов

По виду топлива различают котлы «дровяные», которые могут сжигать древесину и древесные отходы с влажностью 20-30%, и универсальные («всеядные»), способные работать на различных видах топлива, но основным для них видом является уголь. Работа котлов на ином виде топлива допускается, но непродолжительный период, ведь раз­ные виды топлива горят с разной скоростью, имеют разную калорийность и разную температуру сгорания. Материал корпуса котлов рассчитан на определенный режим работы, и изменение его может привести к снижению рабочего ресурса котлов. Так, стальной «дровяной» котел из-за продолжительной работы на угле может «прогореть» и выйти из строя уже через год-два эксплуатации вместо расчетных десяти. Кроме того, использование иного вида топлива снижает рабочие характеристики котла.

Кроме «дровяных» котлов с традиционным сжигания имеются модели с пиролизным способом сжигания древесины, называемые также газогенераторные «дровяные» котлы. Они, можно так сказать, извлекают из дерева все «соки», а потому требуют в два раза меньше топлива, чем традиционные котлы. Все дело в том, что в таких котлах реализован иной принцип сгорания твердого топлива. Загруженное в камеру сгорания топливо сначала нагревается при ограниченном доступе воздуха. Таким образом происходит его газификация, то есть выделение горючего газа. Именно этот газ и сжигается в отдельной камере сгорания, что намного эффективнее, чем сжигание твердого топлива.

Таким образом, устройство пиролизного котла более сложное, вместо одной топки в нем имеются две камеры: предварительная камера газификации, куда загружается твердое топливо (дерево), и камера сгорания. Горючий газ из первой во вторую выдувается через керамическую форсунку вентилятором.

Преимуществами такого типа котлов являются увеличенное время работы на одной порции загруженного топлива, автоматизированная работа и более высокий коэффициент полезного действия, достигающий 90%.

Кроме того, пиролизный котел более экологичен, чем традиционный, в силу двух причин. Во-первых, сам процесс сгорания газа экологичнее сгорания твердого топлива. Во-вторых, пиролизный котел изнутри выложен шамотными керамическими пластинами с добавлением катализатора, в присутствии которого сгорание газа происходит более эф­фективно, сгорают даже частички золы, попадающие в камеру сгорания. Таким образом, и зольность пиролизных котлов ощутимо ниже, чем традиционных. Наконец, при помощи вентилятора, количество оборотов которого регулируется, такой котел имеет более широкий диапазон изменения мощности, и потому более экономичен.

Имеются и недостатки - более высокая цена, требовательность к качеству топлива (влажность древесины должна составлять не более 20 %). Кроме того, такой котел энергозависим: для питания вентилятора требуется наличие электросети.
Дымоход
Основная статья: Дымоход

Важным атрибутом для качественного функционирования твердотопливного котла и обеспечения оптимальных условий для сжигания топлива в нем является правильно смонтированный дымоход, иначе в котле не будет создаваться тяга, необходимая для удаления продуктов сгорания. Тяга в дымоходе зависит от его внутреннего сечения, высоты, шероховатости поверхности и разницы температур продуктов сгорания и окружающего воздуха. Все это должен учесть специалист при подборе оборудования.
Выбор котла

Начать следует с ответа на вопрос, для чего вам нужен котел: для отопления, производства санитарной горячей воды или для того и другого вместе? После ответа на этот несложный вопрос можно приступить к определению необходимой производительности котла, т.е. количества тепла, которое он должен вырабатывать в единицу времени.

Когда котел используется для отопления, его производительность должна покрывать потери тепла домом в самую холодную пятидневку года в вашем регионе. Тепловые потери, помимо разницы температур внутри и снаружи дома, зависят от конструкции дома - теплового сопротивления стен, количества и площади окон, характеристик вентиляционной системы и пр.

Несколько проще обстоит дело с оценкой производительности котла, способной обеспечить нагрев воды для санитарных нужд. Количество тепла для приготовления горячей воды в течение суток определяется по простой формуле:

Q = V • ∆θ • n/860,

где:

Q - количество тепла в кВт • ч,

V - суточный расход горячей воды на человека в л,

∆θ - разность температур холодной и горячей воды,

n - количество жильцов.

Выбирая твердотопливный котел, обратите внимание на доступность топлива в регионе.

В первую очередь такие котлы выгодно использовать там, где имеется много топлива. Но и в целом обслуживание твердотопливного котла обойдется дешевле, чем газового, однако сложность заключается в том, что такой котел придется периодически загружать топливом и удалять из него золу. В качестве примера при выборе котла приведем такие данные: для отопления помещения площадью 100 кв. м понадобится котел с диапазоном мощности 5-12 кВт, который будет сжигать около 2,5-3,0 кг твердого топлива в час. Для дома площадью 160 кв. м понадобится котел с диапазоном мощности 15-20 кВт (желательно с модуляцией мощности). Наличие модуляции позволяет уменьшить расход топлива и повысить уровень комфорта, т. к. это уменьшит перегрев отапливаемого помещения (но полностью избежать его удастся только при использовании гидроаккумулятора большого объема). Подбором большого гидроаккумулятора и котла с запасом по мощности можно значительно увеличить интервалы между загрузками в котел топлива. Но установка гидроаккумулятора желательна в любом случае (для стального котла - особенно). Это даст возможность повысить эффективность работы котла, избежать перегрева котла и системы отопления, отказаться от внешних элементов безопасности для защиты от перегрева. Также бак-аккумулятор позволит эффективно контролировать минимальную температуру теплоносителя в обратном трубопроводе, которая, например, для стального котла должна быть не менее 65 °С. Падение температуры ниже допустимого уровня приведет к выпадению конденсата внутри котла и преждевременному выходу его из строя.