Отопление дома твердотопливными печами и котлами - Статья - Журнал

Отопление дома твердотопливными печами и котлами: выбор, установка, модернизация

Отопительный период в самом разгаре, а споры о том, как, и чем лучше обогреть загородный дом, не утихают. Кто-то считает, что нет альтернативы магистральному газу. Другие предлагают способ дешёвого отопления электричеством, а мы сегодня рассмотрим самый народный способ — твердотопливные котлы (ТТ) и печи. В нашей подборке собран опыт пользователей портала по отоплению дровами, углём и пеллетами. Предлагаются способы сокращения расходов на отопление. Конструкции твердотопливных печей. Методики увеличения работы печей на одной закладке топлива и варианты экономичных и бюджетных отопительных систем на основе ТТ котлов.

Статьи:

Самодельный теплоаккумулятор для твердотопливного котла: преимущества, конструктив, схема врезки в систему отопления. Многие слышали, что тепловой аккумулятор (т.н. буферная ёмкость) сокращает расходы на отопление, уменьшает количество топок котла за сутки и повышает энергетическую независимость загородного дома в форс-мажорных обстоятельствах. Правда ли это? Ответим на эти вопросы, рассмотрев пример самодельного теплового аккумулятора из металлической бочки для системы отопления на базе твердотопливного котла.

Дрова и уголь против топливных брикетов: выявляем сильнейшего. Чем лучше всего топить твёрдотопливный котел или печь в загородном доме? Сравниваем удобство использования и экономическую выгоду от самых распространённых среди российских загородных и сельских жителей видов топлива.

Самодельные козлы для распиливания дров и дровокол: чертежи, конструктив, опыт использования. Не у всех есть силы и время махать топором или колуном. Или пилить бензопилой бревна, лежащие на земле. Если колка дров топором не в радость, а в тягость, то сделайте козлы для распиливания дров и дровокол, которые упростят работы по заготовке дров на зиму.

Видео

Выбираем котельное оборудование. В видеосюжете речь пойдет о выборе котельного оборудования. Вы узнаете: на что обратить внимание, какие элементы обязательны в котельной, каким должен быть дымоход для газового котла и, как с помощью дешевого устройства, обезопасить себя от потери двухсот тысяч рублей.

Переделка инженерных систем и монтаж модульной котельной. Как модернизировать котельную, если она уже не отвечает потребностям дома? Специалист по инженерным системам Владимир Сухоруков расскажет, как полностью переделывать отопительную систему, и зачем нужна вторая модульная котельная.

Отопление без газа: инженерные коммуникации своими руками. Как отопить дом без газа, да ещё и с перебоями в электричестве? Владимир Сухоруков, на примере своего дома, расскажет о том, как можно организовать систему отопления с самодельным котлом и автоматикой, которая позволит не остаться без тепла в любой ситуации.

Дом из соломы. Инженерные коммуникации. Отопление и вентиляция. Для отопления дома утеплённого соломой его хозяин не стал тратить деньги на проведение магистрального газа. Вместо этого он самостоятельно сделал систему отопления на базе угольного и электрического котла.

Коммуникации в каркасном доме. Своими руками. Хозяин этого небольшого каркасного дома построил его как «тренировочный», перед возведением полноразмерного коттеджа. В видео он делится опытом устройства инженерных коммуникаций и недорогим способом отопления жилища пеллетным камином.

Читайте также:

Чистка клавиатуры

Темы на форуме:

Критерии выбора твердотопливного (ТТ) котла. У начинающих застройщиков часто возникает вопрос, по каким критериям оценить котел, чтобы найти лучший вариант. В теме рассказывается, как это сделать и на какие характеристики ТТк нужно обратить внимание в первую очередь.

Взорвался твердотопливный котел. Твердотопливные котлы и печи с водяной рубашкой, при неумелом монтаже, могут превратиться в мину замедленного действия. Как этого избежать? Все ответы в этой теме.

Самый правильный кирпичный дымоход. Дымоход — важный элемент котельной и загородного дома. От его конструкции зависит надёжность работы теплогенераторов и безопасность жильцов. Поэтому, прежде, чем приступить к возведению дымохода, советуем изучить эту тему и узнать все нормативы по дымоходным системам, противопожарным расстояниям и требования к материалам.

Ракетный котел – 2. Тема вызвала повышенный интерес на портале. Ведь в ней собран практический опыт по проектированию и созданию недорогого, экономичного, энергонезависимого и всеядного твердотопливного котла, работающего по принципу ракетной печи.

Мне часто в личку приходят сообщения с просьбой помочь выбрать твердотопливный котёл. Я решил поделиться своими наблюдениями, рассуждениями и практическим опытом и предлагаю алгоритм, который упростит задачу подбора ТТ котла для новичков.

Твердотопливный котел для дома: плюсы, минусы, особенности использования

Твердотопливные котлы – устройства для отопления, выполненные, как правило, из стали или чугуна и выделяющие тепловую энергию в процессе сгорания твердого топлива. У таких моделей есть свои индивидуальные особенности, которые отличают их от прочих разновидностей отопительных систем. Для твердотопливных котлов существуют нюансы выбора топлива, а также обязательные к прочтению правила использования. Обо всем этом мне бы хотелось поговорить в данной статье.

Плюсы и минусы твердотопливного котла в доме

Твердотопливное устройство, как и любой другой котел, имеет ряд достоинств и недостатков. Для того, чтобы вы могли лучше разобраться в вопросе покупки данной системы отопления, приведу наиболее значимые особенности котла.

Преимущества твердотопливного котла:

Сравнительно небольшая стоимость топлива, а также системы в целом;
Независимость системы от электричества;
Высокая энергетическая эффективность. В этом показателе отопительные котлы на твердом топливе приближаются к эффективности «обычных» котлов, функционирующих благодаря газу или дизелю.

Недостатки твердотопливного котла:

Подойдет только определенная разновидность топлива. Для разжигания подойдет только то топливо, которое предусматривалось производителем;
Необходимость специальной отделки места установки. Стены, пол и участок выхода дымохода следует закрыть материалами с высокой жаростойкостью;
Необходимость постоянного обслуживания. Для того, чтобы обогрев не прекращался, вам будет нужно периодически подкладывать в печь имеющееся топливо, из-за чего отпадает возможность оставить работающий котел без присмотра надолго.

Виды топлива для твердотопливных котлов

Теперь немного поговорим о разновидностях топлива для твердотопливного котла. Наиболее часто используются:

Дрова – 2500-2900 ккал;
Опилки и стружки – 1900-3800 ккал;
Торф – 2900-4200 ккал;
Антрацит 4700-4900 ккал;
Каменный уголь – 4100-4800 ккал.

Как вы можете заметить, калорийность топлива разнится, а от этого зависит степень эффективности работы котла. Сжигание менее калорийного топлива может привести к потере мощности до 30%.

Как уже указывалось ранее, производителем указывается оптимальное топливо, которое будет наиболее качественно использоваться при работе системы. Данные рекомендации лучше соблюдать, ведь таким образом вы сможете добиться максимальной отдачи. При несоблюдении этих условий, например, если вы будете топить котлы на угле дровами, потеря КПД может составить до 15%.

Топливо может поставляться в виде паллетов или брикетов. В случае с брикетами для котла лучше использовать те, которые изготавливаются с помощью давления пресса. Если брикет распадается на опилки, то его лучше использовать только как дополнительное топливо. Паллеты для котла также изготавливаются с использованием пресса. Они должны обладать светлым цветом. Это свидетельствует о том, что в них не добавлена кора и песок, который остается в этой самой коре при лесозаготовках.

Стоит также помнить о том, что расход дров будет ниже, если они будут как можно более сухими. Если вы будете следить за этим фактором, то сможете добиться наибольшей мощности котла. Если же топливо будет влажным, то КПД может значительно снизиться. Выбирая место для хранения топлива, учтите этот фактор, помещение должно быть сухим и хорошо проветриваемым.

При выборе твердотопливного котла ориентируйтесь на рекомендации производителя по топливу и местность, на которой находится ваш дом. Если вокруг постройки присутствуют леса, то оптимальным вариантом будут дрова. Для домов в степной полосе подойдут торфяные брикеты для котла. Если же дом находится в универсальной зоне, то подберите наиболее калорийное и доступное по стоимости.

Твердотопливное отопление частного дома

Твердотопливное отопление – одна из распространенных разновидностей систем обогрева, используемых для отопления частных домов. По рентабельности система отопления водяного типа с твердотопливным котлом в своей основе уступает только газовому отоплению, но значительно превосходит 2 других энергоносителя – электроэнергию и жидкое топливо. Твердотопливные комплексы применяются только в частных домостроениях – в квартирах оборудование этого типа не используется, так как решить вопросы строительства дымовой трубы и хранения запаса топлива здесь практически невозможно. В материале данной статьи мы рассмотрим основные способы твердотопливного отопления, применяемое оборудование, его достоинства и недостатки, возможности экономии в потреблении топлива.

Способы отопления твердым топливом

Для отопления частных домов используются 2 основные конфигурации комплекса обогрева – водяная и воздушная. Причем в подавляющем большинстве случаев реализуется водяная схема – использование воздушной системы большого распространения не получило.

Базовыми элементами систем отопления твердотопливного типа являются:

Твердотопливные котлы различных типов;
Печи.

Наибольшее распространение получили твердотопливные теплогенераторы, но и печи используются до сих пор – в основном для обогрева домов небольшой площади или с непостоянным присутствием людей (загородных домов и дач). Основными видами твердого топлива для твердотопливного отопления частных домов являются дрова, различные сорта угля, торф, топливные брикеты, пеллеты и так далее – каждый подвид имеет свои характеристики, теплотворную способность и условия хранения.

Отопление частных домов твердотопливными котлами

По своей конструкции твердотопливные котлоагрегаты делятся на следующие группы:

Классические (традиционные);
Пиролизные;
Длительного горения, в том числе пеллетные.

Традиционные котлы отличаются простотой конструкции и высокой надежностью, обладают длительным сроком службы и простейшими (обычно механическими) системами управления. Изделия этого типа имеют не слишком высокий КПД – от 70 до 80% в среднем, обслуживаются вручную, камеры сгорания у них сооружены по открытому типу и требуют строительства дымовой трубы, реализующей естественную тягу.

Водяные системы отопления с твердотопливными агрегатами сооружаются по открытой или закрытой схеме. Открытая система отопления имеет ограничение по величине отапливаемой площади в 60 – 70 м 2 , сооружается из труб увеличенного диаметра (от 32 – 40 мм), отличается постепенным снижением температуры по мере удаления от котла.

Схема не отличается рациональностью, практически не управляется – тем не менее, она неплохо сочетается с классическими котлами – это обусловлено тем, что для ее монтажа используются стальные трубы, способные выдерживать высокие температуры, возникающие в зоне котла при пикоообразном тепловом режиме. Кроме того, интеграция открытой схемы с естественной циркуляцией теплоносителя и традиционного котла, работающего на твердом топливе, не требует для своей работы электроэнергии.

Но все же более популярной по сравнению с открытой схемой является водяная система отопления, сооруженная по закрытому типу. Она обладает целым рядом преимуществ – маневренностью, более экономичным потреблением топлива, равномерным распределением тепла по помещениям, величина отапливаемой площади зависит в основном только от мощности котла и циркуляционного насоса.

Закрытая система водяного отопления может сооружаться из металлических и полимерных труб, в качестве отопительных приборов используются радиаторы и конвекторы из различных материалов, тепло может использоваться различными комплексами – контурами водяных теплых полов, бойлерами косвенного нагрева ГВС, калориферами приточной вентиляции и так далее.

Но реализовать все эти функции напрямую от твердотопливного котла классической конструкции довольно трудно – тепловой режим работы агрегатов имеет очень неровный характер – максимальное количество теплоты выделяется на пике горения топлива, в начале и в конце процесса объем вырабатываемого тепла минимален. Основным решением этой проблемы является включение в схему буферной емкости – теплового аккумулятора.

Теплоаккумулятор в системе отопления твердотопливного типа служит накопительным элементом, принимающим и сохраняющим излишнее количество тепла, вырабатываемое котлом. Распределение теплоты по потребителям (радиаторам, БКН, теплым полам и так далее) производится уже отсюда – по трубопроводам с помощью циркуляционных насосов. Это техническое решение не только позволяет организовать стабильную работу системы, но и снижает общее потребление топлива в среднем на 20 – 30%.

Вторым вариантом обеспечения равномерного теплового режима и экономии топлива является использование более совершенных моделей твердотопливных котлов – пиролизных и агрегатов длительного горения. Пиролизные устройства реализуют более эффективное сжигание всех компонентов топлива, прежде всего пиролизного газа, образующегося в режиме тлеющего горения и обладающего большой теплотворной способностью.

Устройства длительного горения оснащаются крупными загрузочными камерами и реализуют тлеющее горение – это позволяет минимизировать частоту ручного обслуживания, несколько выравнивает тепловой режим. К котлоагрегатам длительного горения относятся и пеллетные котлы – устройства работают на гранулах, сформированных из древесных отходов, топливо здесь подается автоматически. Существуют также модели, оборудованные автоматической подачей угля мелкой фракции, некоторые устройства даже имеют приспособления для удаления зольного остатка.

Тепловые аккумуляторы с пиролизными котлами и агрегатами длительного горения используются редко, оборудование имеет повышенный КПД, расходует меньше топлива, оборудуется более качественными системами управления – но по стоимости превосходит обычные модели в 2 – 3 раза и окупить его не всегда возможно. Чаще всего выбор в пользу более совершенных и дорогих моделей твердотопливных котлов производится из соображений автономной работы оборудования и более высокого уровня комфорта, обусловленного минимизацией обслуживания.

Отопление частных домов печами

Печи по своей конструкции являются прототипами современных котлов, работающих на твердом топливе. Эти устройства производятся в заводском исполнении (стальные и чугунные), могут сооружаться самостоятельно – из кирпича или стали (с применением сварочного аппарата). Принцип работы печей основан на сочетании функций теплогенератора и отопительного прибора – поверхность печи является основной теплоотдающей поверхностью.

Работа печей характеризуется довольно низким КПД – это обусловлено пикообразным режимом горения и необходимостью преодоления термического сопротивления материала изготовления, тепловая мощность печей редко превышает 10 кВт. Металлические печи нагреваются намного быстрее, так как сталь и чугун хорошо проводят тепло, каменные устройства прогреваются медленнее, но дольше сохраняют тепло благодаря частичной аккумуляции теплоты. Печи, в отличие от котлов, обычно ориентированных на какой-то отдельный сорт топлива, отличаются большей универсальностью и могут использовать различные его типы.

Регулирование температурного режима у печей практически отсутствует, небольшой диапазон управления процессом горения осуществляется шибером дымохода или дверцей зольной камеры (поддувала) – но здесь требуется осторожность – при полном прекращении тяги возможно попадание в помещение угарного газа.

Печи отличаются простотой конструкции, очень большим сроком службы (при качественном изготовлении), отлично подходят для периодического обогрева домов с непостоянным проживанием людей. Кроме базовых конструкций существуют печи, более совершенные по устройству и набору функций. Оборудование может оснащаться контурами водяной системы отопления, обычно реализующими открытую схему движения теплоносителя, варочными плитами для приготовления пищи, сушильными шкафами, змеевиками или баками нагрева горячей воды.

Следует отметить, что функция ГВС у всех твердотопливных агрегатов – котлов и печей – отличается низкой эффективностью, процесс приготовления воды нестабилен из-за неравномерного температурного режима.

Кроме печей классического образца можно отметить камины – но эти сооружения не следует принимать всерьез для отопления целого дома, чаще всего они обогревают одно отдельное помещение и выполняют роль больше романтически-эстетического плана.

Твердотопливное отопление частных домов часто реализуется в регионах с хорошим доступом к топливу – в зоне угольных разработок, вблизи крупных лесных массивов и деревообрабатывающих предприятий. Основным достоинством систем отопления, работающих на твердых видах топлива, является рентабельность по платежам за энергоноситель – она ниже, чем у природного газа, но в несколько раз выше по сравнению с электричеством и жидким углеводородным топливом (соляркой, мазутом и так далее).

Да, работа твердотопливного отопления обычно требует постоянного ручного обслуживания – но вместе с этим имеется высочайший уровень автономности – при наличии запаса топлива отсутствует зависимость от стабильности подачи газа и электрической энергии. Твердотопливное оборудование имеет крупные габариты, требует строительства дымовой трубы и хранилища топлива – но может работать в энергонезависимом режиме (большая часть моделей), не требуется разрешений на установку и использование котлов и печей, печное отопление без водяного теплоносителя не боится размораживания.

Как лучше отопить дом твердым топливом – дровами, углем, или…

Топить дровами, углем наиболее дешево, если нет природного газа. Но как это сделать, чтобы меньше было забот, и при этом не разориться на котлах и системах отопления. Рассмотрим, как сделать домашнее твердотопливное отопление наиболее экономично, а затем с приоритетом на удобство…

Какие виды твердотопливных котлов продаются

Можно выделить 5 основных видов твердотопливных котлов. Также есть какие-то промежуточные, гибридные варианты, поэтому в этом многообразии действительно сложно разобраться.

Классическая конструкция, — горение топлива снизу вверх.
Классическая конструкция, но с подачей дополнительного воздуха для дожига газов в верхней части котла. Повышенный КПД при режимах горения с недостатком кислорода. Эти котлы, в рекламным целях, называют «с пиролизным эффектом» и т.п.
Пиролизные котлы с большой загрузкой дров, тлеющих в одной секции, а сгорание исходящего газа происходит в другой камере. Это массивные сложные агрегаты с вентиляторами и электроникой, дорогие. Сразу можно сказать, что они попросту не оправдывают вложенных денег. Пользователь получает растраты и проблемы.

Пеллетные или автоматизированные с бункером могут работать без участия человека несколько дней подряд. Затем топливо засыпается в бункер большой порцией, а зола выносится. Аппарат со шнековой подачей дорогой, с подачей топлива под действием веса подешевле.

Длительного горения. Большая загрузка дров в одной камере, где горение происходит сверху вниз, с дожигом несгоревших газов. Они похожи на пиролизные, имеют значительные недостатки — большая цена, несоответствие отдачи энергии потребностям дома, закоксование, выброс СО и золы в атмосферу….

Теплоемкость дома и системы – главное условие для комфортного отопления твердым топливом

Наиболее просто и дешево отопить дом можно лишь котлом классической конструкции. Сейчас они модернизировались – увеличились мощность, объем закладки, появился дожиг газов вторичным воздухом…

Специалисты считают, что увеличение комфортности пользования твердотопливным котлом нужно добиваться путем увеличения теплоемкости системы «отопление-дом», а не усложнением конструкции котла.

Главное условие удобства пользования твердотопливным котлом – большая внутренняя теплоемкость здания и системы отопления. В кирпичном хорошо утепленном доме с бетонной стяжкой теплых полов топить нужно намного реже, но большими закладками, чем в деревянном домике со щелями и… Еще больше комфортности добавляет буферная емкость – теплоаккумулятор, способный содержать больше тонны горячего теплоносителя.

Простой котел повышенной мощности

Если в доме большая теплоемкость, то можно достигнуть сравнительно большой простоты и удобства управления простым дешевым твердотопливным котлом, но повышенной мощности.
Рекомендуют даже 2 – 3 раза мощнее, чем требуется по условию «теплопотери здания».

Тогда одна «добротная» топка котла передаст на внутреннюю теплоемкость дома достаточное количество энергии, чтобы поддерживалась комфортная температура в течение суток (половины суток).

Простейшее отопление с котлом, которым можно топить на полную мощность, и при этом не перегревать здание будет наиболее дешевым по котельному оборудованию, но в тоже время и достаточно комфортным.

Особенности работы простых твердотопливных котлов

Большую роль играет буферная емкость – она может весьма значительно уменьшить трудоемкость отопления с твердотопливным котлом. Какую буферную емкость выбрать, как ее подключить – читайте на страницах сайта.

Еще существенный вопрос работы твердотопливного котла – поддержание температуры теплообменника не ниже +55 градусов С. Температура обратки не должна быть ниже +50 град С. Это необходимо, чтобы на стенках теплообменника не происходило выпадение конденсата.

Конденсат очень вреден для котла. Как подключить твердотопливный котел чтобы не было конденсата на теплообменнике – важная информация для обеспечения нормальной работы системы отопления дома.

Вариант простого автоматизированного котла

Если в предыдущем примере мы рассматривали обычный котел, то затем можно обратить внимание на угольные бункера, установленные сверху агрегата – такие модели отопительного оборудования уже в продаже. Бюджетный вариант не такой дорогой, как автоматизированный пеллетный теплогенератор, но функционально его заменяет.

Например, для 20 киловатного котла (под площадь дома 200 м кв) производитель предлагает бункер на 15 – 18 ведер (от 150 литров…) топлива. Если речь об угле, то наполненный бункер, установленный над котлом позволит не заниматься досыпкой топлива и до полумесяца, но золу возможно придется утилизировать чаще.

Современная автоматизация процесса подачи топлива делает твердотопливные котлы намного удобней – остается лишь присмотрется к образцам…

Твердотопливное отопление дома

Выбор системы отопления для загородного коттеджа, частного дома или дачи должен осуществляться на основе нескольких ключевых принципов,а именно: экономичность, высокая эффективность, простота и удобство эксплуатации. Отопительная система, где источником тепла служит твердотопливный котел, зачастую становится единственно возможным вариантом такого выбора.

Когда целесообразно применение твердотопливного котла?

Ситуаций, в которых использование отопительной системы данного типа не только удобно, но и эффективно, немного. Отопление частного дома котлом на твердом топливе экономически обосновано в случае:

отсутствия технической возможности подведения к домовладению газопровода
удаленности от магистрали
запрета надзорных организаций
неподходящего ландшафта местности
высокой стоимости альтернативных источников тепла (например, электричества, дизельного топлива или отработанных масел.)
необходимости дополнительного (резервного) источника тепла (актуально для регионов, характеризующихся суровыми зимами)
желания обеспечить домовладению полную автономность или независимость от деятельности энергоснабжающих организаций.

Плюсы и минусы твердотопливной системы отопления

Установив котел для отопления дома на твердом топливе, владелец получает несколько вполне ощутимых преимуществ (в сравнении с другими системами отопления):

Отсутствие необходимости в оформлении разрешительной документации на установку и монтаж.
Возможность выбора котла, работающего на наиболее приемлемом в ценовом отношении для потребителя виде топлива: уголь, торф, дрова и отходы древесины.
Цена твердотопливных котлов для отопления частного дома является наиболее доступной в этой категории оборудования.
Широта предлагаемого ассортимента котлов и вспомогательных элементов.

Тем не менее, эксплуатационный процесс твердотопливных отопительных систем не лишен некоторых объективных недостатков:

Пожароопасность. Данная проблема в разной степени актуальна для всех типов отопительных систем.
Высокая инерционность системы, обусловленная сложностью управления процессом горения. Остановка котла, а, следовательно, и всей системы, требует определенного времени.
Необходимость контроля количества топлива.

Варианты организации твердотопливного отопления

Главным критерием, классифицирующим системы твердотопливного отопления частного дома, является тип используемого топлива. В качестве энергоносителя используют:

Каменный или древесный уголь.
Дрова
Торф.
Пеллеты (брикеты) из отходов древесины и торфа.

Кроме того, существуют комбинированные котлы, функционирование которых может осуществляться на нескольких типах топлива. Другим, не менее важным, критерием выбора типа котла является его стоимость. Цена твердотопливного отопления частного дома напрямую зависит от принадлежности котла к одной из следующих групп:

Плюсы: возможность работы на нескольких (не менее двух) видах топлива. Минусы: необходимость частой загрузки энергоносителя и отдельного помещения для установки.

Пиролизные. В основу работы положен принцип газификации топлива.

Плюсы: высокий (до 90%) КПД, время сгорания одной загрузки около 10 часов, экологичность процесса. Минусы: высокая стоимость оборудования, строгие требования к качеству энергоносителя (% влажности), нестабильность горения при частичной загрузке, зависимость от внешних источников энергии.

Котлы с автоматическим регулированием температуры теплоносителя, длительности горения, подачи энергоносителя (гранулированное топливо) и повторного поджига.

Плюсы: хороший КПД (85%), продолжительность рабочего цикла, возможность точной настройки процесса горения. Минусы: высокая цена самого котла и гранулированного топлива, зависимость от внешних источников энергии, необходимость специального приемника золы и квалифицированного обслуживания.

Котлы, в конструкции которых применены технологии Булерьян или Stropuva, обеспечивающие длительное горение топлива.

Читайте также:

Современная кухня: столешницы из камня

Таким образом, модификация отопительного котла и вид энергоносителя оказывают ключевое влияние на эффективность и экономическую целесообразность твердотопливного отопления частного дома.

Твердотопливное отопление: виды котлов и их особенности

Большое количество загородных строений не имеют доступа к газовой магистрали, в связи со своим месторасположением. В данному случае альтернативным вариантом для обогрева дома станет приобретение теплогенератора на твердом топливе.

Устройства отличаются не только доступной стоимостью самого оборудования, но и источника энергии. Таким образом, вы сможете обеспечить жилище теплом и горячим водоснабжением в холодную пору года.

Ниже рассмотрим существующие виды топлива, отопительных котлов, а также с какими особенностями столкнется владелец агрегата в процессе эксплуатации.

Виды твердого топлива и его выбор

Основным фактором, который влияет на работу конструкции в целом является правильно выбранное сырье. Существуют две разновидности источников энергии:

Ископаемые – уголь, горючие сланцы, торф и другие.
Возобновляемые – древесина, пеллеты, щепа, опилки и т.д.

В зависимости от выбора горючего будет зависеть его расход, эффективность работы установки, температурный режим, длительность эксплуатации оборудования и др. показатели.

Наибольшую теплоотдачу имеют углеводороды, именно поэтому им следует отдавать предпочтение при выборе. Если мы выбираем древесину, то лучше использовать березу или дуб. При отоплении углем, используйте антрацит. Это сырье имеет высокую стоимость, но позитивные моменты отражаются в экономичном его расходе и качественном обогреве помещений.

Кроме того, длительность погрузки новой партии топлива будет больше, образовывается небольшое количество золы. Установка будет занимать меньше пространства, в связи с небольшими размерами бункера для хранения сырья. Что же касается дымоходной трубы, то засоряться она будет реже.

Какому отопительному котлу на твердом топливе отдать предпочтение?

Если вы уже выбрали подходящий источник энергии для обогрева, то самое время подобрать необходимый котел. Различают несколько основных его видов:

классические агрегаты;
автоматические установки;
пиролизные котлы;
котлы длительного горения.

Обзор видов твердотопливных котлов и их особенности:

Классические устройства имеют простой принцип функционирования, который заключается в том, что твердое топливо сгорает для образования тепловой энергии. Для того, чтобы горение происходило оптимально, воздух подается снизу посредством колосниковой решетки, а его количество – регулируется, для того чтобы подать необходимую воздушную массу.

Конструкция аппарата предполагает наличие двух дверц: первая – для закладки топлива, а вторая – для удаления золы и регулировки горения. Что же касается теплообменника классической модели, то они может изготавливаться из стали или же чугуна.

Зачастую, такие котлы являются универсальными и могут функционировать на нескольких видах сырья и легко перестраиваются на нужное топливо. Но данный агрегат требует частых дозагрузок горючего и нуждается в отдельных помещениях для оборудования котельной и для хранения топливных запасов.

Пиролизные установки работают за счет выделенного газа от горения сырья. При этом происходит небольшая подача воздуха при высоком температурном режиме. Конструкция котла предполагает наличие двух камер: для загрузки топлива и для сгорания.

После закладки источника энергии в систему и поджога, автоматически включается вентилятор надува, который смешивает воздух с образовавшимся газом. Обожженное горючее образует пиролиз, а значит, происходит его газификация.

Данный вид твердотопливного отопления имеет высокий уровень коэффициента полезного действия, который достигает отметки 90%, а одной загрузки сырья будет достаточно для 10 часов беспрерывной работы оборудования. Однако, устройство имеет высокую стоимость приобретения и требует наличия качественной сухой древесины.

Автоматические агрегаты удобны в эксплуатации, так как основные процессы его работы автоматизированы, а именно: загрузка горючего и уборка золы с системы. Рядом с котлом устанавливается бункер, который самостоятельно подает необходимое количество горючего в систему.

Такие устройства имеют длительный период работы. Высокую эффективность, а также дают возможность регулировать процесс горения. Но данный вид котлов требует использования только качественного твердого топлива определенного размера и нуждается в профессиональном обслуживании.

Оборудование длительного горения является самым популярным отопительным прибором среди потребителей. За счет полного сжигания сырья, длительность работы устройства до следующей заправки значительно увеличивается, при этом выделяется большое количество тепловой энергии. Что же касается подачи воздуха в конструкцию, то данный процесс регулируется автоматически.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Работа с отопительным оборудованием предполагает выполнение цикличного ряда действий, среди которых: закладка топлива, розжиг горелки, переработка горючего и все повторяется снова. Этот процесс негативно влияет на работу теплообменника, а также заметны перепады температурного режима в помещениях.

Для того, чтобы справиться с этой проблемой устанавливают теплоаккумуляторы. Они обеспечивают стабильную работу котла и сохранение необходимого температурного режима.

Особое внимание следует уделить установке дымохода, все параметры и характеристики монтажа должны четко соответствовать выставленным требованиям. Для предупреждения самовозгорания сажи, нужно обеспечить доступ к осмотру и чистке дымоходной трубы.

Метод Бринелля

Метод Бриннеля — один из основных методов определения твёрдости.

Этот метод относится к методам вдавливания. Испытание проводится следующим образом: вначале дают небольшую предварительную нагрузку для установления начального положения индентора на образце, затем прилагается основная нагрузка, образец выдерживают под её действием, измеряется глубина внедрения, после чего основная нагрузка снимается. При определении твёрдости методом Бринелля, в отличие от метода Роквелла, измерения производят до упругого восстановления материала. Индентор (полированный закалённый стальной шарик) вдавливают в поверхность испытуемого образца (толщиной не менее 4 мм) с регламентированным усилием. Через 30 с после приложения нагрузки измеряют глубину отпечатка. В другом варианте усилие прилагается до достижения регламентированной глубины внедрения.

Твёрдость по Бринеллю HB рассчитывается как «приложенная нагрузка», делённая на «площадь поверхности отпечатка»:

где — приложенная нагрузка, H;

— диаметр шарика, мм;

— диаметр отпечатка, мм,

где — глубина внедрения индентора.

Нормативными документами определены диаметры индентора, время экспозиции, глубина внедрения индентора.

В России регламентированные нагрузки 49 Н, 127 Н, 358 Н, 961 Н, диаметр шарика 5 мм, глубины внедрения от 0,13 до 0,35 мм. В разных спецификациях эти значения различны.
Наиболее распространённые диаметры шарика — 10, 5, 2,5 и 1 мм и нагрузки 187,5 кгс, 250 кгс, 500 кгс, 1 000 кгс и 3 000 кгс.
Для выбора диаметра шарика обычно используют следующее правило: диаметр отпечатка должен лежать в пределах 0,2—0,7 диаметра шарика.
В методиках ISO и ASTM объединены метод с одним шариком и разными нагрузками и метод с применением разных шариков, а также дана формула вычисления твёрдости, не зависящей от нагрузки.

Твёрдость по шкале Бринелля выражают в кгс/мм². Для определения твёрдости по методу Бринелля используют различные твердометры, как автоматические, так и ручные.

Таблица: Типичные значения твёрдости бринелль для различных материалов

Материал	Твёрдость
Мягкое дерево, например сосна	1,6 HBS 10/100
Твёрдое дерево	от 2,6 до 7,0 HBS 10/100
Алюминий	15 HB
Медь	35 HB
Дюраль	70 HB
Мягкая сталь	120 HB
Нержавеющая сталь	250 HB
Стекло	500 HB
Инструментальная сталь	650—700 HB

Преимущества и недостатки

Недостатки

Метод можно применять только для материалов с твердостью до 450 HB, если применять стальной закаленный шарик. Как альтернатива, применяют шарики из твёрдого сплава на основе карбида вольфрама (WC), это позволяет повысить верхний предел измерения твёрдости до 600 HBW.
Твёрдость по Бринеллю зависит от нагрузки, так как изменение глубины вдавливания не пропорционально изменению площади отпечатка.
При вдавливании индентора по краям отпечатка из-за выдавливания материала образуются навалы и наплывы, что затрудняет измерение как диаметра, так и глубины отпечатка.
Из-за большого размера тела внедрения (шарика) метод неприменим для тонких образцов.

Преимущества

Зная твёрдость по Бринеллю, можно быстро найти предел прочности и текучести материала, что важно для прикладных инженерных задач:
Для стали

где — предел прочности.

где — предел текучести.
Для алюминиевых сплавов

Для медных сплавов
Так как метод Бринелля — один из самых старых, накоплено много технической документации, где твёрдость материалов указана в соответствии с этим методом.
Данный метод является более точным по сравнению с методом Роквелла на более низких значениях твёрдости (ниже 30 HRC).
Также метод Бринеля менее критичен к чистоте подготовленной под замер твёрдости поверхности.

Перевод результатов измерения твёрдости различными методами

Результаты измерения твёрдости по методу Бринелля могут быть переведены с помощью таблиц в единицы твёрдости по методам Виккерса и Роквелла. В свою очередь, измерения твёрдости двумя последними методами могут быть переведены в единицы твёрдости по методу Бринелля. Следует отметить, что таблицы перевода в разных нормативных документах отличаются.