Бытовые отопительные котлы: преимущества и недостатки разных видов топлива

Эта статья — обзорный экскурс по современным видам отопительного оборудования. В ней мы ограничимся исключительно котлами для водяного отопления: солнечные коллекторы, тепловые насосы и системы воздушного отопления окажутся вне нашего внимания.

Свой дом в наших широтах - это не только стены и крыша. Это еще и источник тепла. Каким он может быть?

Свой дом в наших широтах — это не только стены и крыша. Это еще и источник тепла. Каким он может быть?

Типы котлов

Давайте вначале определимся с тем, какие отопительные бытовые котлы мы рассмотрим в качестве возможных вариантов.

  1. Электрические.
  2. Газовые.
  3. Жидкотопливные котлы — на соляре и отработанном масле.
  4. Твердотопливные — использующие для нагрева воды энергию сгорания дров, угля, торфяных брикетов и пеллет.

Сразу стоит упомянуть самую важную характеристику котлов — расходы на отопление. Они распределились между разными видами топлива далеко не поровну.

  1. Самый дешевый источник тепловой энергии в настоящее время — магистральный газ. Баллонный тоже может использоваться для отопления, однако обходится в несколько раз дороже.
  2. Твердые виды топлива занимают второе место. Оценки конкретных сумм расходов колеблются в зависимости от вида топлива и его локальной стоимости; но общая расстановка именно такова: в отсутствии магистрального газа выгоднее всего топить дровами и углем.
  3. Жидкое топливо может означать довольно разные расходы: отопление отработкой обходится примерно наравне с дровами или чуть дешевле, а вот затраты на соляру — в полтора-три раза больше стоимости дров и угля.
  4. Наконец, электроотопление — явный аутсайдер. Подсчитано, что отопление электрокотлом любого типа дома площадью около 200 м2 в Московской области обойдется примерно в 33 — 35 тысяч рублей в месяц.

Внимание: речь идет о прямом нагреве и использовании конвекционного отопления. Водяной или электрический теплый пол, инфракрасное отопление позволят снизить расходы на 15-20 процентов. Применение тепловых насосов уменьшит расходы на электроэнергию и вовсе в 3-5 раз.

Вот в этом порядке и начнем исследовать современный рынок.

Одна из попыток анализа рынка источников тепла. Как видите, другие региональные цены дали несколько другую расстановку сил: дизтопливо оказалось даже несколько дороже электричества.

Одна из попыток анализа рынка источников тепла. Как видите, другие региональные цены дали несколько другую расстановку сил: дизтопливо оказалось даже несколько дороже электричества.

Газовые котлы

Классификация

Бытовые газовые отопительные котлы классифицируются по нескольким признакам:

  • Настенные (большая часть бытовых моделей умеренной мощности) и напольные. Разница для покупателя, как несложно догадаться, прежде всего, в компактности.
  • Со стальными, чугунными и медными теплообменниками. Сталь наиболее устойчива к температуре; чугун долговечнее, но заставляет несколько снижать температуру пламени. Достоинство меди — высокая теплопроводность, позволяющая сделать один из главных узлов котла очень компактным; однако рабочая температура медного теплообменника на 50С ниже по сравнению с чугуном.
  • С атмосферными горелками (использующие естественную тягу продуктов сгорания) и турбированные. Вторые используют для забора воздуха коаксиальный воздуховод: по его оболочке с улицы принудительно подается воздух для горения, по сердечнику отводятся продукты сгорания.
  • Одноконтурные и двухконтурные. Первые предназначены исключительно для отопления. Впрочем, при необходимости теплоноситель может отдавать часть энергии бойлеру косвенного нагрева. Вторые оснащены проточным или накопительным нагревателем для приготовления горячей воды.

Полезно: накопительные теплообменники требуют большего пространства, но дают более стабильную температуру горячей воды.

  • Котлы с проточными нагревателями конструктивно могут быть раздельными или битермическими. В первом случае используются отдельные теплообменники для отопления и ГВС; во втором для передачи тепла от теплоносителя отопительной системы воде ГВС используется коаксиальная труба с оребрением. Первая схема обходится дороже, но куда более ремонтопригодна.
Демонтаж этого узла означает, что придется остаться не только без ГВС, но и без отопления.

Демонтаж этого узла означает, что придется остаться не только без ГВС, но и без отопления.

Теплота сгорания

Это настолько важная характеристика, что вынесена в отдельный раздел. Если традиционный газовый котел использует так называемую низшую теплоту сгорания, то конденсационный после того, как газ сгорел и отдал тепло сгорания теплоносителю, конденсирует на своем теплообменнике продукты сгорания.

При испарении, как мы помним, температура поверхности падает. Именно на этом эффекте основан механизм потоотделения у млекопитающих. При конденсации поверхность теплообменника нагревается.

В результате конденсационный котел, использующий высшую теплоту сгорания, обеспечивает примерно на 10 процентов более высокий КПД по сравнению с традиционной схемой. Разумеется, цена устройства при этом увеличивается.

Нюансы

Как уже сказано, сейчас отопление газом наиболее выгодно. Однако стоит помнить несколько нюансов.

  1. Подключение газового оборудования к магистрали своими руками категорически запрещено. Упоминание об этом содержит любая инструкция к газовому котлу. Придется вызывать представителя соответствующей службы.
  2. Устройства с атмосферными горелками можно устанавливать только в помещениях с определенными характеристиками. В числе требований — приток воздуха и объем комнаты.
  3. Расценки на природный газ растут куда быстрее, чем стоимость электричества. В ближайшие годы баланс стоимости изменится.
Собственно, тенденция прослеживается уже давно.

Собственно, тенденция прослеживается уже давно.

Твердотопливные

Бытовые твердотопливные котлы — устройства сравнительно несложные; однако крайне материалоемкие и оттого дорогие. Продукты сгорания весьма агрессивны, и стенки котла вынужденно приходится делать толстыми.

Устройство котлов начального ценового уровня вполне традиционно:

  • Снизу расположен зольник с поддувалом.
  • Выше — отделенная от зольника чугунной колосниковой решеткой топка с дверкой для загрузки топлива. Бытовые котлы отопления на твердом топливе могут использовать фронтальную или верхнюю загрузку.
  • В топке и чуть выше нее, на пути продуктов сгорания располагается теплообменник. Он может представлять собой водяную рубашку, змеевик, прямоугольный бак или цилиндр из труб — общих правил тут нет.
  • Температура теплоносителя в современных котлах контролируется механическим термостатом. При достижении критической температуры он с помощью поворотного рычага и цепочки прикрывает поддувало. Процесс горения замедляется.

Большинство изделий прекрасно работает в системах с естественной циркуляцией. Общий недостаток бюджетных устройств этого типа — необходимость в частой загрузке топлива. Типичный котел работает на одной закладке всего 2-5 часов.

Кроме того, при работе на пониженной мощности КПД довольно заметно падает из-за неполного сгорания топлива.

Полезно: эти проблемы решаются включением в контур теплоаккумулятора — массивной теплоизолированной емкости с водой. Ее содержимое нагревается при кратковременной работе котла на полной мощности; затем нагретая вода в течение суток циркулирует по основному контуру, отдавая радиаторам тепло.

С точки зрения продолжительности автономной работы интересны твердотопливные бытовые котлы двух типов.

Пиролизные

Горение дров разбивается на два этапа:

  1. В верхней топке дрова сгорают при ограниченном притоке воздуха, образуя мельчайшую золу и пиролизный газ — летучие углеводороды и угарный газ СО;
  2. Затем пиролизный газ принудительно нагнетается в нижнюю топку, в которой он разбавляется атмосферным воздухом и сгорает с выделением большого количества тепла. Некоторая его часть используется для поддержания горения в верхнем  отделении котла.

В результате мы получаем:

  • Высокий КПД, достигающий 85%.
  • Минимум твердых остатков. В отходы уходит лишь мельчайшая зола.
  • Возможность плавно регулировать мощность без снижения КПД. Пиролизный газ в любом случае сгорит полностью.
  • Длительное горение одной закладки — 8-12 часов.
Принципиальная схема пиролизного котла.

Принципиальная схема пиролизного котла.

Котлы верхнего горения

Родоначальником стала литовская компания Stropuva; однако идея верхнего горения и ее практическая реализация настолько просты, что котлы этого типа сейчас производятся по всему миру, в том числе кустарно.

Эти устройства способны работать до 30 часов на дровах и до 5 суток на угле. Как поддерживается медленное горение в огромной топке?

  • Топливо горит тонким слоем сверху. Именно к нему подвижный воздуховод, опускающийся по мере сгорания топлива под собственной тяжестью, подает воздух.
  • И здесь используется пиролиз: камера сгорания пиролизного газа отделена от емкости с дровами массивным металлическим диском.
  • Продукты сгорания, включая золу, полностью уносятся потоком восходящего воздуха.

Стоимость наиболее популярных котлов Stropuva S Universal — от 80 000 рублей.

На фото - литовский котел длительного горения.

На фото — литовский котел длительного горения.

Жидкотопливные

Эти устройства не слишком популярны благодаря нескольким факторам:

  • Соляровое масло дорого, а отработку найти в свободной продаже можно далеко не везде;
  • Емкость для хранения сезонного запаса с соответствующим запахом — не самое приятное соседство для коттеджа.
  • Шум жидкотопливной горелки настолько громок, что требует монтажа котла в отдельном помещении.

За исключением упомянутых особенностей — перед нами весьма эффективные и достаточно компактные устройства для отопления, гибко управляющие температурой теплоносителя и позволяющие поддерживать нужную температуру в доме полностью автоматически.

Электрические

Большинство присутствующих на рынке электрокотлов — ТЭН-овые. Как они устроены?

  • Внутри герметичной емкости с патрубками для подключения к контуру отопления размещено несколько трубчатых нагревателей. Они подключаются независимо друг от друга, что позволяет регулировать мощность котла.
  • Тут же, в корпусе обычно монтируются группа безопасности (расширительный бак, предохранительный клапан и манометр). Многие баки комплектуются циркуляционными насосами.

Полезно: предпочтительны насосы с плавной, бесступенчатой регулировкой мощности. Они куда экономичнее. Впрочем, на фоне потребления электрокотла — капля в море.

Общая болезнь ТЭН-овых котлов — накипь, снижающая со временем отдачу трубчатых нагревателей.

Так устроен простейший котел с трубчатым нагревателем.

Так устроен простейший котел с трубчатым нагревателем.

Последнее время получили распространение две альтернативных схемы нагрева, использующих разные физические принципы:

  • В индукционном котле намотанная на трубу из диэлектрика катушка возбуждает в ферромагнитном сердечнике вихревые токи, которые разогревают его и циркулирующий внутри трубы теплоноситель. Эти котлы компактны, отдают большую мощность и практически вечны: в них нет подвижных частей и элементов с ограниченным ресурсом.
  • Электродные котлы генерируют в теплоносителе (им может быть только вода, причем вода с определенным количеством солей) разогревающий ее ток. Главная особенность электродных устройств — абсолютная безопасность: при утечке теплоносителя нагрев прекратится не благодаря автоматике, а в силу самого принципа работы устройства.
Электродный нагреватель российского производства.

Электродный нагреватель российского производства.

Заключение

Еще один краткий обзор современного рынка отопительного оборудования вы найдете в прикрепленном к статье видео (читайте также о том, как выбрать газовый котел отопления правильно, дешево и на долгие годы).

Более детальная информация об устройствах всегда есть на сайтах производителей. Теплых зим!



Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Советуем прочитать
Газовый, электрический или твердотопливный — котел какого типа лучше выбрать для частного дома Паровой котел — предназначение, все виды устройств и их конструкция Котел Скорпион: особенности устройства и основные преимущества

  х