Види твердопаливних котлів: які бувають і чим відрізняються

В цій статті розглянемо різні типи твердопаливних котлів та їх відмінності, щоб розуміти, які характеристики дійсно важливі, а які просто рекламний хід виробника.

Які бувають твердопаливні котли

Існує 6 основних типів твердопаливних котлів: дров’яні (класичні), тривалого горіння, шахтного типу (так звані котли Холмова), верхнього горіння, піролізні та пелетні. Кожен тип має унікальний принцип спалювання палива та відрізняється ефективністю, тривалістю роботи та вартістю.

Всі вищезгадані котли працюють на твердому паливі (дрова, вугілля, брикети, торф, пелети, горюче сміття тощо), але спосіб спалювання відрізняється, на чому і будується весь «маркетинг» і розділення на “типи”.

Отже, почнемо з самого розповсюдженого варіанта.

Дров’яні котли

«Народна» назва для звичайних і найчастіше найдешевших твердопаливних котлів. Дров’яні котли є простими і доступними за вартістю моделями, що працюють на дровах і деревних відходах (різні гілки, дошки, бур’яни тощо).

Конструкція дров'яного котла

Приклад “стандартного” дров’яного котла. Конструкція та зовнішній вигляд.

До плюсів можна віднести справді низьку вартість (порівняно з іншими котлами цієї категорії), компактні розміри та легкість обслуговування.

З мінусів – простота конструкції (за рахунок цього низький ККД), відносно невеликий час горіння на одній закладці дров. Найчастіше виготовляються із 3 мм сталі («стандарт» гарного котла – 5-6 мм).

Реклама, що не відповідає реальності*: дуже часто виробники всі перераховані вище мінуси записують в плюси, скромно не згадуючи, що високий ККД в паспорті котла – це ККД на вугіллі антрациті з дуже низькою вологістю. По факту же клієнти отримують ККД на дровах (і часто не дуба, як еталона, а низькокалорійних порід).

Час горіння – такий же маркетинговий хід, тому що в рекламі пишуть час від розпалювання до згасання в ідеальних умовах і з ідеальним паливом (знову найвище калорійне вугілля), ще й не згадуючи про температуру на вулиці (топити восени і в зимові морози – дві великі різниці).

Товщина сталі котла часто взагалі не згадується в документації і лише в рекламних матеріалах пишуть 3 або 4 мм сталь, також скромно промовчавши, що це товщина внутрішніх стінок котла, а не всього виробу. Добре, що такими маніпуляціями займаються не всі виробники. Порада автора: звіряйте вагу котлів – якщо якась модель легша на 15-20 кг від схожої у іншого виробника, то там, швидше за все, заощадили на товщині зовнішніх стінок котла.

*Ця інформація є оціночним судженням, заснованим на особистому досвіді Автора, який працює у підборі та продажу твердопаливних котлів понад 12 років.

Твердопаливні котли з варочною поверхнею

Котли з варочною поверхнею по суті є таким самим дров’яним котлом, про який ми говорили вище, але при цьому має плиту для приготування або розігріву їжі. Відповідно і всі переваги та недоліки такі ж, як у дров’яних котлів.

Відмінна риса: обладнані 1 або 2 чавунними варильними кільцями (з’ємними).

Застосовуються в основному на дачах, які не є постійним місцем проживання, а також на невеликих комерційних об’єктах, де постійно знаходяться робітники (СТО, шиномонтажі, невеликі магазини або склади).

Один із прикладів конструкції твердопаливного котла з плитою

Також зверніть увагу, що експлуатація плити у неопалювальний сезон не рекомендується!

Твердопаливні котли тривалого горіння

Твердопаливний котел тривалого горіння – це вдосконалена та допрацьована конструкція стандартного котла на твердому паливі, яка має більш складний теплообмінник, за рахунок чого суттєво підвищується ККД.

Чим відрізняється від дров’яних котлів? Насамперед – багатоходовим теплообмінником (див. фото), який розташований одразу над камерою згоряння, функція якого не випускати димові гази в димохідну трубу одразу, поки вони гарячі, а знімати з них тепло та направляти в систему опалення.

Один із прикладів конструкції твердопаливного котла тривалого горіння.

Зверніть увагу: щоб тепло знімалось у повному обсязі, таких «поворотів» для диму, як на схемі, має бути 3 або більше! Деякі виробники, намагаючись всидіти на двух стільцях (і ціну не сильно піднімати і хоч якийсь теплообмінник зробити) використовують 1 або 2 полиці. Це, з одного боку, дає збільшення ККД, але, з іншого боку, недостатньо, щоб зняти все тепло з диму.

Головні переваги котлів тривалого горіння:

  1. Вищезгаданий поличний теплообмінник (його ще називають водяними полицями або конвекційними каналами).
  2. Електронна автоматика: спеціальний блок управління, до якого можна підключити вентилятор наддуву, датчик димових газів, бойлер непрямого нагріву тощо. Керує температурою теплоносія з точністю до 1-2 градусів.
  3. Водоохолоджувані колосники: забезпечують додатковий приріст ККД за рахунок знімання тепла в осередку горіння.
  4. У найдорожчих моделях реалізована зонна подача повітря – тобто вентилятор не просто задує повітря для горіння кудись в колосникову зону, а безпосередньо в топку, тим самим роздмухуючи полум’я сильніше, дозволяючи паливу прогоряти повністю (зазвичай дрова та вугілля високої вологості не догоряють до кінця).

До мінусів можна віднести лише два пункти:

  1. Повна залежність від електроенергії: без автоматики та подачі повітря від вентилятора котел буде працювати як звичайна дров’яна модель, і то, тільки у випадку, якщо у вас система опалення самопливом. Якщо ж воду в системі ганяє циркуляційний насос, то в будь-якому випадку без електрики нічого не працюватиме, потрібен ДБЖ (джерело безперебійного живлення) або інше резервне живлення.
  2. Висока ціна: котли тривалого горіння значно дорожчі за звичайні твердопаливні котли. Насамперед через те, що виготовляються з жароміцної сталі товщиною 5-6 мм, а не 3. До того ж тримаємо в умі, що за рахунок конструкції з розвиненим теплообмінником вони банально більші, відповідно більше металу та роботи. Плюс до ціни додає автоматика.

Реклама, яка не відповідає реальності: користуючись нерозумінням споживача, багато виробників називають свої “бюджетні” моделі котлами тривалого горіння. Адже це буквально розмите поняття, яке не має чіткого визначення. Багато хто користується цим: пишуть котел тривалого горіння навіть якщо там одна полиця (замість повноцінних 3-4) і немає автоматики. Тому будьте уважні і підходьте до вибору твердопаливного котла усвідомлено, з розумінням таких нюансів.

Шахтні котли

Шахтний котел (він же котел Холмова) – це різновид моделей тривалого горіння, але з однією важливою відмінністю: в основі лежить принцип «нижнього» спалювання палива.

Котел шахтного типу спалює не всі дрова відразу, а лише нижній шар. Щоб вогонь не охоплював одразу все паливо, подачу повітря в зону горіння обмежують за допомогою спеціального механічного регулятора тяги (рідше за допомогою електронної автоматики). В міру того, як прогоратиме паливо, воно буде опускатися вниз під своєю вагою.

Конструкція твердопаливного котла шахтного типу

Які переваги нижнього горіння?

  • Економія палива: оскільки одночасно горить лише певний шар дров, необхідний для підтримки заданої вами температури, це дозволяє ефективніше витрачати паливо і економити його.
  • Тривалий час горіння: з цієї ж причини (горіння невеликої кількості палива) шахтні котли можуть працювати від 6 до 12 годин на одному завантаженні дров (залежить від породи та якості дров, а також температури на вулиці).
  • Частковий піроліз: оскільки подача кисню обмежується, відбувається піроліз палива (що це дивіться далі, в розділі про піролізні котли). І хоча ефективність піролізу підвищує загальну продуктивність котла, він не досягає такого ж рівня, як в спеціальних піролізних котлах (там процес «повний», оскільки вони спроектовані спеціально для максимальної вигоди від цього процесу).
  • Можливість використання вологого палива: за рахунок тепла, що виділяється в зоні горіння, верхні шари дров попередньо підсушуються і випаровують вологу, що дозволяє котлу ефективно працювати на паливі з вологістю навіть вище 50% (але розпалювання потрібно робити все ж таки сухими дровами).

Нижнє горіння – це не єдиний плюс котлів шахтного типу, виділимо ще декілька:

  1. Конструкція шахтного котла схожа на котли тривалого горіння – той же конвекційний теплообмінник для знімання тепла з диму, тільки не зверху топки, а позаду неї.
  2. В більшості моделей є система “легке розпалювання“: відкривається прямий шлях з димаря до топки, що створює надмірну тягу і дозволить розпалити дрова без великих зусиль.
  3. Даний тип котлів не вимагає наявності електронної автоматики, а отже, і експлуатація легше, і кінцева вартість загалом нижча.

До мінусів можна віднести:

  1. Відносно висока вартість (порівняно з дров’яними котлами).
  2. Більш важке обслуговування: потрібне правильне укладання дров.
  3. Складніший процес очищення теплообмінника (порівняно з котлами тривалого горіння).
  4. Вимоги до правильного підбору та встановлення димоходу: завантажувальні дверцята відкриваються зверху, а значить без гарної тяги дим може піти у приміщення (під час підкидання дров).

Як бачите, недоліки відносяться швидше до комфорту користувача, ніж до технічних проблем. А за рахунок вищезгаданих переваг та реально хороших відгуків від користувачів, останніми роками шахтні котли користуються все більшою популярністю.

⏩ Ще більш детально про принцип роботи, плюси і мінуси, а також про популярні моделі і виробників шахтних котлів, читайте в статті:

Твердопаливні котли верхнього горіння

Котел верхнього горіння (у народі: котел свічка) – ще один тип котлів тривалого горіння, відмінність якого в принципі спалювання палива – тут воно горить зверху донизу.

Гарний приклад, який ілюструє перевагу даного методу – уявіть, що ви підпалили сірник і тримаєте його головкою вгору. Скільки він горітиме? А якщо перевернути сірник головкою вниз – він згорить набагато швидше (аналог роботи звичайного котла).

Приклад конструкції твердопаливного котла верхнього горіння

За формою котел нагадує свічку: корпус у вигляді витягнутого циліндра, який одночасно служить теплообмінником. Паливо підпалюється в верхній частині, потім телескопічною трубою (яка кладеться поверх палива) подається чітко дозована кількість повітря, внаслідок чого відбувається горіння певного шару палива (+ – 15 см). Тобто полум’я охоплює лише частину дров/вугілля, поступово опускаючись вниз.

У всіх виробників є поділ модельного ряду на дров’яні моделі (зазвичай позначаються буквою D) та універсальні моделі (U). В першому випадку не комплектуються автоматикою та працюють тільки на дровах та деревних брикетах, в другому – в комплекті є автоматика та вентилятор, а конструкція має додатковий патрубок для подачі повітря в колосникову зону, завдяки чому ці моделі працюють на будь-якому твердому паливі.

Однозначні переваги:

  1. Тривале горіння: котли верхнього горіння дійсно горять до 24 годин на одному завантаженні дровами та від 3 до 5 діб на одному завантаженні вугіллям.
  2. Автоматизація: варто 1 раз виставити автоматику або механічний регулятор тяги і до котла можна не підходити – він сам регулюватиме температуру теплоносія.
  3. Мінімальне обслуговування: паливо прогоряє повністю, сажі, кіптяви та гару практично не залишається. Обслуговування займає 10-20 хвилин на день.
  4. Довговічність і надійність: конструкція має мінімальну кількість зварних швів, які є найбільш уразливими місцями у конструкції будь-якого котла. Також за рахунок пошарового горіння (при відносно невисокій температурі) навантаження на теплообмінник мінімальне та постійно зміщується.

Однозначні недоліки:

  1. Висока ціна: котли верхнього горіння значно дорожчі за звичайні твердопаливні котли. Насамперед через розміри, що передбачає використання великої кількості жароміцного металу. Просто порівняйте середню вагу звичайного котла на 20 кВт (+- 130 кг) та котла з верхнім горінням (+- 280 кг).
  2. Циклічність роботи: найболючіше місце у роботі котла верхнього горіння. Оскільки паливо спалюється зверху вниз, не можна просто відкрити дверцята і докинути пару полін дров, тому що тоді порушиться процес. Все, що залишається – або докинути невелику кількість, буквально “один шар”, або перекрити повітря, дочекатися поки вогонь повністю згасне, прибрати верхній гарячий шар, після чого завантажити котел повністю і заново розпалити.

Відповідно обслуговування котла значно важче, якщо часу (30-50 хв) на ці маніпуляції немає. Приклад: після нічної роботи в котлі ще залишилося палива на кілька годин горіння (до вечора явно не вистачить), а вам вже за півгодини потрібно бути на роботі і немає часу на довге обслуговування.

Реклама, що не відповідає реальності: часто виробники таких котлів акцентують увагу на дійсно тривалій роботі, але ніколи не згадують, що досягається це не лише верхнім методом спалювання палива, а й величезною топкою, яка в середньому в 3 рази більше аналогічних за потужністю звичайних котлів на твердому паливі.

Іноді дана інформація подається так, щоб користувач думав, що він зможе суттєво економити кошти на паливі, адже «довше горить, значить менша витрата». Але витрати будуть в середньому такі ж, просто в звичайному котлі ви б 3 рази підкинули дрова, а тут лише 1 раз.

Піролізні котли

Піроліз – це процес розкладання органічного матеріалу (в нашому випадку – дров) під впливом високих температур без доступу вільного кисню.

Процес виглядає так: паливо в камері згоряння піддається нагріванню в умовах строго обмеженого доступу кисню, що призводить до виділення піролізних газів, які згоряють потім в окремій (вторинній) топці.

⏩ Більш детально про принцип роботи, плюси і мінуси та інші нюанси читайте в статті:

Переваги:

  • Максимальна ефективність при роботі на дровах: як вже згадувалось вище, має суттєву перевагу при спалюванні дров, що дозволяє економити на паливі (загальна витрата менша).
  • Всі переваги сучасних котлів тривалого горіння: ті ж самі конвекційні канали, водяні колосники, автоматика та інші вищезгадані переваги.

Недоліки:

  • Вибагливість до палива: на жаль, піролізний котел дуже вимогливий до палива. Процес піролізу ефективний лише на сухому паливі (вологість 15-20%). При підвищеній вологості дров процес піролізу буде частковим, а при перевищенні певного порогу просто не почнеться.

До того ж сам процес піролізу можливий лише при використанні дров чи біомаси, а ось при спалюванні вугілля, брикет, пелет тощо – його не буде, що обмежує цей тип твердопаливних котлів у порівнянні з іншими моделями.

  • Вимоги до процесу: другий важливий аспект – щоб піроліз почався і підтримувався, потрібне горіння палива, що, в принципі, не так і часто відбувається в процесі роботи котла.

Не варто дивуватись, при розпалюванні котла і до моменту досягнення заданої в системі температури відбувається процес горіння, проте, як тільки температура досягла заданої, автоматика перекриває подачу повітря в камеру горіння, після чого паливо починає тліти. На жаль, це не газовий котел, який може сам включатись і виключатись, тому щоб полум’я не згасло, повністю подача повітря в топку не припиняється.

Єдиний вихід для повноцінної роботи піролізних твердопаливних котлів – установка теплоакумулятора, що відразу істотно збільшує початкові вкладення в облаштування котельні і вимагатиме додаткового місця для його встановлення.

Один із прикладів конструкції твердопаливного піролізного котла

На жаль, ці недоліки, особливо потреба в паливі низької вологості, роблять даний тип твердопаливних котлів практично незатребуваними серед користувачів, а це, відповідно, знижує інтерес виробників якось розвивати цей напрямок.

Пелетні котли

Пелетні твердопаливні котли працюють на пелетах – це стандартизовані паливні гранули, що виготовляються з відходів деревини або сільськогосподарських відходів (кукурудза, соняшник, солома тощо).

Принцип роботи простий:

  1. Пелети завантажуються в спеціальний об’ємний бункер.
  2. За допомогою шнекового механізму паливо надходить із бункера на пелетний пальник.
  3. Автоматика керує всім процесом роботи: розпалювання пелет, інтенсивність горіння, кількість палива, що подається з бункера, температура теплоносія в системі опалення і навіть процес самоочищення.

Все, що залишається користувачеві – стежити, щоб в бункері була достатня кількість пелети та раз на тиждень чистити зольний відсік котла.

Один із прикладів конструкції пелетного котла

Головні переваги:

  1. Тривале горіння: даний вид котлів розрахований щонайменше на 2-3 дні роботи без дозавантаження пелет, проте цей показник можна збільшити в рази, замовивши більший бункер (можна відразу при покупці, а можна і в майбутньому).
  2. Автоматизація: пелетні котли максимально автоматизовані та не вимагають великої уваги. Розпалювання, контроль палива, вимірювання та регулювання температури, а також негайне припинення роботи в екстрених випадках відбуваються без участі людини.
  3. Мінімальне обслуговування: потрібне періодичне очищення золи з котла (наскільки часто залежить від типу та якості палива).

Серед всіх видів твердопаливних котлів саме пелетні виділяються близькістю до комфорту використання газових або електричних котлів, маючи високий рівень автоматизації і мінімальні вимоги часу.

Недоліки:

  1. Висока вартість обладнання: вартість пелетного котла значно вища навіть за найдорожчі моделі котлів тривалого горіння. Це обумовлено технологічною складністю факельного пальника для пелет, який коштує дорожче самого котла і бункера разом взятих.
  2. Залежність від електроенергії: при відключенні електроенергії припиняється подача повітря, яка потрібна для горіння, і паливо згасає. Більш дорогі моделі пелетних котлів комплектуються знімними колосниковими гратами для спалювання «звичайного» твердого палива: дров або вугілля, проте це вимагає деякого часу для переобладнання.
  3. Вибагливість до якості пелет: чим дешевше пелетний котел, тим «простіший» там пальник і тим більше він вимогливий до якості пелети. На жаль, практика автора статті показує, що іноді, в гонитві за економією, користувачі пелетних котлів купують паливо жахливої якості: з домішками, з підвищеною вологістю та зольністю, різного розміру. У деяких випадках це призводить просто до підвищеної витрати палива, а іноді і до відмови пальника при роботі на таких пелетах або його поломки.

Загалом, пелетні котли все популярніші та популярніші з кожним роком, завдяки автономності та комфорту, а єдиний їхній реальний мінус – висока вартість.

Висновки про види твердопаливних котлів

Різноманітність видів твердопаливних котлів існує невипадково – кожен тип має свою нішу застосування та переваги. Дров’яні котли залишаються популярними завдяки дешевизні, а всі інші види котлів тривалого горіння мають свої конкретні переваги, перечисленні вище, і кожен домовласник може вибрати модель собі по душі.

А якби один вид котлів був справді кращим за інші, ринок давно б звузився до цій моделі. Натомість ми бачимо розвиток усіх напрямків, що підтверджує – кожен вид знаходить своїх користувачів завдяки унікальним характеристикам і відмінностям.

⏩ Матеріал по темі:

Поширені запитання

Котел тривалого горіння відрізняється від звичайного своєю конструкцією: він має більш складний теплообмінник, який відбирає тепло з димових газів, котрі в звичайному котлі просто відлітають у димохідну трубу. Це дає змогу отримувати тепло більш ефективно, а значить економити кошти (менша витрата палива).

Найкраще топити твердопаливний котел дровами – це найоптимальніший варіант за співвідношенням ціна / якість. Якщо ж на першому місці зручність і комфорт, тоді краще використовувати пелети.

Котли тривалого горіння часто вважають найкращими для спалювання дров, оскільки вони мають високий ККД і тривалий час горіння на одному завантаженні палива. Під котлами тривалого горіння маються на увазі і класичні котли і їхні різновиди – котли шахтного типу і котли верхнього горіння.

Котли тривалого горіння можуть горіти на одному завантаженні дров від 6 до 24 годин, а на вугіллі – до декількох діб. Точнішу інформацію неможливо надати, оскільки це залежить від сорту і вологості дров, кількості води в трубах і батареях в будинку, ступеня утепленості будинку, температури на вулиці в конкретний момент.

Автор:

Якщо у вас є що доповнити – будемо раді вашим коментарям.

Похожие статьи

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Заполните поле
Заполните поле
Будь ласка, введіть правильний email.
Вы должны согласиться с условиями для продолжения


🤞 Не пропустите новые статьи!

Мы не спамим! Только актуальные материалы 3-4 раза в месяц.