В умовах сучасної економічної ситуації та частих перебоїв з електропостачанням все більше власників приватних будинків вибирають автономні системи опалення. Це більш надійний варіант, що здатний забезпечити будь-які потреби в опаленні, і до того ж більш економічний.
Починати вибір обладнання для будь-якої системи опалення слід саме з підбору твердопаливного котла, адже саме це устаткування є її серцем. Це може бути дещо складним завданням, адже на ринку існує безліч моделей, тому вибрати котел, який відповідатиме всім потребам, не завжди просто. В цій статті розглянемо різні критерії, які допоможуть вам підібрати найкращий котел для ваших потреб.
Паливо для твердопаливного котла
Перш за все необхідно визначитись з типом палива, яке буде використовуватись для опалення. Існує доволі багато варіантів, але відповісти, який з них кращий, неможливо. Відповідь залежить від умов на ринку, наявності певних видів палива у різних регіонах.
Дрова
Традиційний варіант. Говорити про якість опалення дровами важко, адже багато що залежить від породи дерева, її вологості, ККД котла. Дрова є відносно недорогим і доступним варіантом, проте мають низку недоліків. Вам потрібен або великий котел, або ж вам доведеться часто додавати дрова до пальника, адже швидкість згоряння деревини доволі висока.
Вимоги до якості деревини також високі. Для нормального горіння вона має бути достатньо щільна й, що дуже важливо, суха, адже волога деревина сильно знизить ефективність котла.
Також слід звертати увагу на смолистість сировини. Якщо смоли в ній буде забагато, то вам доведеться часто й дуже ретельно чистити котел. До того ж деревина вимагає багато місця й має високі вимоги до зберігання. Вам знадобиться значна площа, яка захищена від потрапляння води та вологи, для зберігання сировини.
Дрова можуть стати гарним варіантом, якщо у вас є доступ до якісної й недорогої деревини, ви маєте достатньо місця для зберігання. Це гарне рішення для заміського будинку.
Вугілля
Більш калорійне паливо, що дає можливість зменшити частоту завантаження. Якісне вугілля забезпечить довге горіння, високу енергоефективність. Його набагато простіше транспортувати й зберігати, ніж дрова, не потрібно колоти на менші частини. Проте багато може залежати від регіону, пори року, а ціна вугілля відносно деревини може бути дуже різна. Також слід зауважити, що вугілля має високу зольність. Зазвичай для приватних потреб використовується якісне вугілля, що має зольність близько 15%. Ця цифра вже є великою, а в деяких випадках може збільшуватись в рази. Чим вища зольність палива, тим більше шкідливих газів буде виділятись в атмосферу, а також тим швидше твердопаливний котел потребуватиме обслуговування.
Слід зазначити, що сьогодні на ринку можна знайти деревне вугілля низької зольності (до 5%), проте й ціна такого палива буде значно вищою.
Пелети
Пелети — це паливо, яке виробляють з пресованих відходів деревини або агропромислових культур. Це дуже цікавий варіант для систем опалення, адже він має всі переваги деревини й вугілля: низьку зольність та високу щільність і калорійність. Пелети є вкрай зручними у використанні, особливо для котлів з автоматичною подачею палива.
Якість пелет цілком залежить від сировини, з якої вони виготовлені. Виділяють декілька типів пелет:
- Деревні. Отримують з відходів деревини. Найбільш популярний варіант, мають низьку зольність, забезпечують високу тепловіддачу.
- Агропелети. Ці пелети виготовляються з різноманітних аграрних відходів, тому їх якість та здатність до теплоутворення може бути різною. Також вони можуть мати більш високу зольність.
- Торф’яні. Мають невисоку ціну, але вкрай високу калорійність. Платити за це доводиться високою зольністю — близько 5%.
- Інші. Пелети, що виготовляються з різноманітних видів біомаси. Від якості обробки сировини та її типу залежить їх здатність до теплоутворення й характеристики зольності.
Пелети слід зберігати в сухому провітрюваному місці, щоб забезпечити якість сировини протягом тривалого терміну.
Брикети
Схожий на пелети варіант, але є декілька відмінностей. Вони значно більші за розміром, фактично мають схожий принцип виготовлення, проте до якості брикетів ставляться нижчі вимоги, тож вони можуть мати до 30% сторонніх домішок. Зазвичай їх використовують для опалення камінів, невеликих печей. Брикети зручно зберігати, завантажувати в котел, проте вони не підходять для сучасних автоматизованих систем опалення з вбудованим бункером для автоматичної подачі палива.
При виборі палива слід зважати на зручність використання і його доступність у вашому регіоні. У певних випадках вугілля з усіма його недоліками може бути кращим вибором через те, що ціни на нього значно нижчі через доступну логістику.
Конструктивна схема твердопаливного котла
Ми ознайомились з усіма типами палива й розібрали їх особливості, тому переходимо до конструкції твердопаливного котла.
Слід зазначити, що конструктивно й за характеристиками котли можуть відрізнятись. Нижче ми наводимо загальну схему:
- Корпус. Корпуси для котлів виготовляються з міцної сталі різної товщини. Чим більш міцний та якісний матеріал використовувався, тим довше котел прослужить.
- Камера згоряння, у яку подається паливо. Саме тут воно віддає тепло під час горіння.
- Теплообмінник з високою теплопровідністю розташований над камерою згоряння. Тепло з камери згоряння нагріває у теплообміннику теплоносій (у більшості випадків це вода). Теплообмінник забезпечує ефективний обігрів і мінімізує втрати тепла. Теплоефективність сучасних котлів сягає 95%.
- Лоток для збору золи розташований у нижній частині котла.
- Бункер для пелет. Передбачений у пелетних моделях. Необхідний для зберігання, а також автоматичного подавання палива.
Також сучасні твердопаливні котли мають системи керування для зручного налаштування температурного режиму тощо. Автоматичні системи працюють від електромережі, проте їх можна живити автономними переносними електростанціями чи генераторами.
Загальна площа теплообмінника
Теплообмінник відповідає за передачу тепла від продуктів згоряння до теплоносія. Вочевидь, що площа має бути достатньою для ефективної передачі тепла. Площа сучасного теплообмінника для домашніх систем опалення ставить близько 1,3 м2. Також зверніть увагу на конструктивні особливості теплообмінника: іноді котли оснащуються водяними сорочками або багатоканальними теплообмінниками, які ще більше підвищують ефективність передачі тепла.
Загальна товщина металу теплообмінника
Товщина металу теплообмінника може становити від 4 до 8 мм, проте не завжди чим більше – тим краще. Товщина стінок більшості виробів складає близько 6 мм.
Зупинитись у цьому питанні слід на тому, з якого саме матеріалу має бути виготовлений теплообмінник.
Зазвичай вони виготовляються зі сталі та чавуну. Чавунний теплообмінник вважається надійнішим і довговічнішим за сталевий, з гарантованим терміном служби від виробників не менше 25 років (проти приблизно 15 у сталевого). Чавун має вищу стійкість до корозії порівняно зі сталлю. Це дуже важливо, оскільки під час запуску котла на теплообміннику та трубах може з'являтися конденсат, який є слабким розчином сірчаної кислоти. Чавун значно більш стійкий до його руйнівної дії, ніж сталь. Крім того, чавунні теплообмінники можуть витримувати вищі температури, що важливо для використання специфічного палива, яке має високу температуру згоряння.
Проте слід зазначити, що обслуговування чавунних теплообмінників може викликати певні труднощі, оскільки конструкція та шорсткість ребристих секцій збільшують ризик накопичення шламу й відкладень від продуктів згоряння. Обслуговування сталевих теплообмінників значно простіше, оскільки гладкі поверхні та широкі канали як для теплоносія, так і для продуктів згоряння знижують ризик забруднення котлів цього типу. Крім того, чавун може бути крихким при сильній фізичній взаємодії. Чистити такі теплообмінники слід вкрай обережно. Чавунний теплообмінник зазвичай складається з секцій, що дає змогу додавати нові або замінювати окремі секції за потреби. Це дає можливість збільшити потужність котла чи замінити пошкоджену частину.
Є третій популярний варіант матеріалу для теплообмінників – мідь. Зазвичай, вона використовується у настінних котлах завдяки невеликій вазі та високій щільності. Ще одна перевага — висока теплопровідність. Однак тонкі стінки мідного теплообмінника піддаються значним навантаженням через тепловий вплив, що додатково посилюється великим коефіцієнтом теплового розширення міді. Через це термін служби таких теплообмінників зазвичай невеликий.
Розміри та вага котла
Вага котла не має принципового значення при його виборі. Те, скільки важить котел, цілком залежить від його потужності, комплектації, товщини металу й цілком буде відображено в його вартості. Зазвичай побутові котли мають вагу від 100 до 200 кг залежно від потужності й габаритів. Проте краще точно знати вагу котла при його придбанні, оскільки від цього може залежати складність його монтажу, особливо якщо ви будете виконувати це самостійно.
Більш важливим показником є розміри котла. Залежно від них можна підготувати місце для монтажу з урахуванням того, що потрібно залишити вільне місце для обслуговування.
Що потрібно знати при покупці твердопаливного котла?
А тепер поговоримо про найголовніше: що необхідно знати при придбанні твердопаливного котла та які нюанси слід врахувати:
- Об'єм камери згоряння.
Здебільшого залежить не лише від потреб в інтенсивності опалення, а й типу твердого палива. Наприклад, якщо основним паливом планується використовувати вугілля, глибина топки не є критично важливою, оскільки вугілля, як сипуче паливо, можна завантажувати в топку будь-якої форми. А для опалення будинку дровами краще вибрати твердопаливний котел з глибокою топкою, щоб можна було завантажувати дрова різних розмірів.
- Спосіб завантаження палива.
Якщо основним паливом є вугілля або брикети, які зазвичай сипучі та потребують завантаження з відра, то дверцята топки мають бути розміщені дещо під кутом. Вертикальні дверцята можуть бути незручними для завантаження дрібнофракційного твердого палива. Також вам слід впевнитись, що до дверцят котла буде зручний та вільний доступ після його монтажу.
- Потужність.
Підбираючи котел, виходять з потреб в опалення, які залежать від об’єму приміщення. Точний розрахунок зможуть зробити інженери, врахувавши тепловтрати ті додаткові потреби. Наприклад, котел може використовуватись також для нагрівання води, тож слід буде визначати її витрати. Для спрощеного розрахунку можна взяти 1 кВт потужності на кожні 10 м2 площі, яку треба опалювати. Такий розрахунок не враховує тепловтрат, тому краще купити котел із запасом 20–50% від отриманої потужності.
Рекомендується купувати сертифіковане обладнання для опалення від перевірених виробників, що може гарантувати його безпеку, а також можливість подальшого професійного обслуговування.
Якої потужності має бути твердопаливний котел?
Підбір потужності котла для системи опалення будинку — це завжди питання дуже індивідуальне, яке залежить від цілої низки факторів. Наприклад, якщо потрібно опалювати будинок площею 100 м², потужність котла спрощено можна розрахувати наступним чином:
- Чисті тепловтрати: 100/10 = 10 кВт.
- Потужність котла з урахуванням запасу: 10 кВт * 1,2 = 12 кВт.
Для опалення будинку площею 100 м² потрібно вибрати твердопаливний котел потужністю не менше 12 кВт. Але це базові числа, які слід змінювати відповідно до різних нюансів. Наприклад, якщо висота стелі перевищує три метри, потрібно враховувати об’єм приміщення при визначенні потужності котла. У цьому випадку слід вважати, що 1 кВт потужності котла обігріває 30 м³.
На прикладі приміщення площею 100 м² з висотою стелі 3,5 м розрахунок виглядатиме так:
- Об’єм приміщення: 100 * 3,5 = 350 м³.
- Чисті тепловтрати: 350/30 = 11,6 кВт.
Необхідна потужність котла з урахуванням запасу: 11,6 + 20% = 14 кВт.
Далі, якщо система опалення є складною, і котел буде використовуватися для опалення, нагріву води та, наприклад, басейну, то вирахувати значення самостійно вкрай складно й рекомендується одразу звернутися до фахівців.
Також можна врахувати, що, якщо будинок добре утеплений (наприклад, має стіни з пінобетону і додатковий шар утеплення з пінопласту чи мінеральної вати значної товщини), запас потужності можна зменшити до 10–15%. Якщо ж утеплення є недостатнім, необхідно збільшити резерв потужності до 30%.
Крім того, для деяких систем опалення виявляється недостатнім встановлення одного котла через брак потужності або ж інші особливості проєкту. У такому випадку система може складатись з двох чи більше котлів. Зазвичай, це найбільш поширена практика в місцях, де поломка єдиного джерела тепла може спричинити значні матеріальні втрати, а також призвести до неприпустимого зниження працездатності або навіть загрози здоров'ю та життю людей. Особливо суворі вимоги до надійності теплопостачання встановлюються для лікарень. Для таких систем важливо вибирати теплогенератори з однаковою потужністю, щоб забезпечити рівний гідравлічний опір. Якщо котли з різними гідравлічними опорами підключені паралельно, основний потік теплоносія буде проходити через котел з меншим опором, що може призвести до неефективної роботи системи та навіть до поломки теплообмінників котлів.
Для автономного опалення приватних будинків і квартир зазвичай одного котла достатньо. Водночас для спільних автономних систем опалення багатоквартирних будинків рекомендується встановлювати не менше двох котлів, щоб підвищити надійність системи.
Висновки
При виборі твердопаливного котла, окрім характеристик, які ми зазначили вище, важливо врахувати:
- метод транспортування до місця монтажу;
- захист від падіння тиску та зниження рівня теплоносія;
- контроль і захист від витоків теплоносія;
- вплив погодних умов на тягу;
- звуко- і віброізоляцію котельні;
- заходи протипожежної безпеки;
- вимоги до вентиляції.
Вибір якісного твердопаливного котла — це відповідальний процес, що вимагає уваги до всіх аспектів, від типу палива до конструкції та потужності котла. Правильно підібраний котел допоможе забезпечити ефективне опалення вашого будинку й мінімізувати витрати на паливо.