Если при проектировании отопительной системы упор сделан на максимальную автономность, то без котла никак не обойтись. Чугунные твердотопливные котлы можно рассматривать как основу надежной и долговечной отопительной системы. За счет того, что для производства котла используется не более привычная сталь, а чугун, он приобретает ряд полезных свойств, о них и пойдет речь ниже.
Чугунный котел, работающий на твердом топливе
Виды твердотопливных котлов
На первый взгляд, принцип работы любого котла один и тот же – сжигается топливо (твердое, жидкое или газообразное), а полученное тепло отправляется на подогрев теплоносителя. На самом деле режимов горения может быть несколько, да и по конструкции котлы существенно отличаются друг от друга.
Что касается твердотопливных устройств, то можно выделить такие виды котлов как:
- простой чугунный твердотопливный котел – под словом простой подразумевается то, что топливо просто сгорает в топке. Могут работать на дровах, угле, пеллетах, отходах деревообрабатывающей промышленности и т. д.
Схема работы простого котла
- газогенераторный тип (он же котел длительного горения или пиролизный) – в этом случае упор сделан на максимально полное сгорание топлива. Для этого топка состоит из 2 зон, в одной находится топливо, а в другой происходит дожиг пиролизного газа. Подробнее о принципе действия таких устройств – далее в статье;
На схеме видно, что пиролизный газ на пути к выходу успевает полностью сгореть
- котел Стропува – интересен в первую очередь своей конструкцией. Топка в виде цилиндра помещается в другой цилиндр, а пространство между стенками заполняется теплоносителем. За счет большого объема топки такой котел может работать до нескольких дней.
Устройство котла Стропува
Обратите внимание! Работу такого котла довольно легко регулировать, также его популярности способствует простота конструкции. По сравнению, например, с пеллетным котлом цена такой «матрешки» будет намного ниже.
- полностью автоматические устройства – все перечисленные котлы нужно регулярно чистить, ведь топливо не сгорает на 100%. Поэтому даже в самых современных котлах производители устраивают зольники – для очистки. В автоматических котлах автоматизирован не только процесс очистки, но и процесс подачи топлива в топку.
Обратите внимание! Подача топлива обычно организуется ленточным конвейером, так что такая отопительная система будет зависеть от электричества. Это нужно учесть при проектировании отопления за городской чертой, где перебои с электричеством – не такая уж и редкость.
Автоматическая подача топлива организована через ленточный конвейер
Сравнение стальных и чугунных котлов
При выборе котла нужно понимать, что чугунные устройства по ряду параметров отличаются от стальных.
Сравнивая чугунные и стальные котлы можно отметить что:
- чугун по сравнению со сталью намного более хрупкий материал, соответственно, удары при транспортировке противопоказаны;
- если сталь нагревается довольно быстро, то чугунная конструкция– намного медленнее. Зато остывать такой котел будет не так быстро, как стальной;
- чугун практически не подвержен коррозии. Вернее будет сказать, что этот процесс протекает с металлом в разы медленнее, чем со сталью. Максимум, что произойдет – ржавчина проявится с наружной стороны металла, но вглубь она практически не будет распространяться;
- стальной котел – монолитное устройство, то есть при его монтаже и перевозке могут возникнуть определенные сложности. Твердотопливные чугунные котлы – блочные конструкции, то есть его можно просто разобрать на отдельные блоки и перенести в другое место;
- чугун очень плохо переносит резкие перепады температуры. Если на раскаленный металл попадет, например, холодная вода, то он, скорее всего, просто треснет.
Обратите внимание! Чтобы не рисковать, не рекомендуется загружать в топку даже слишком холодное топливо.
Сравнение характеристики чугуна и некоторых видов сталей
Как устроен чугунный котел
При производстве стальных котлов используется сварка, за счет чего на выходе получается монолитная конструкция. В случае с чугуном сварка не используется, а необходимые элементы производятся методом литья. Затем отдельные секции соединяются в одно целое, изменяя число секций, можно регулировать мощность котла.
На фото – секция из чугуна
В общем случае сваривать чугун можно, достаточно только вооружиться железоникелевыми электродами (UTP 86FN) и глубоко разделать шов. Но процесс этот достаточно хлопотный, так что для массового производства не подходит.
Обратите внимание! Даже при выполнении сварки по всем правилам, шов может оказаться непрочным, поэтому, если на секции обнаружена трещина, то поможет только ее полная замена, о ремонте лучше не думать.
Устройство и принцип работы
Отопительные чугунные котлы на твердом топливе могут отличаться не только по мощности и размерам, но и по форме. Встречаться могут устройства, состоящие из Г-образных секций, такие конструкции в готовом виде размещаются над кладкой из огнеупорного кирпича, из него выполнена топка и газоходы, теплоноситель при этом циркулирует по каналам внутри самих секций.
Пример устройства котла, стрелками показано направление движения разогретого воздуха
Секции, выполненные в виде буквы «О» располагаются вокруг топки, такое конструктивное исполнение характерно для газовых котлов.
Так выглядят секции для сборки котлов разных производителей
Что касается сборки секций, то для каждого котла она отличается, отметить можно только общие моменты:
- для сборки еще на этапе производства секций производитель предусматривает отверстия;
- в комплект поставки котла обязательно входят конические ниппели и стяжные болты (они при сборке будут проходить через ниппели);
- при монтаже нужно особое внимание уделять герметичности соединения, для достижения этого используется асбестовый шнур и графитная паста. Инструкция по монтажу допускает при стыковке отдельных секций промазывать место стыка специальной мастикой. Не допускается расстояние между отдельными секциями больше 2 мм.
Основные элементы
Что касается принципа работы, то вход охлажденного теплоносителя организуется обычно с задней нижней части конструкции. Вода последовательно проходит через соответствующие каналы в соединенных секциях и подходит к передней части котла уже горячей, там же (в верхней части) и организовано поступление теплоносителя в отопительный контур. C наружной части конструкция закрывается декоративным металлическим кожухом.
Чугунная часть может размещаться непосредственно над кирпичной кладкой
Нежелательно использовать чугунные котлы, если температура теплоносителя будет превышать 105ᵒС, а давление в системе — 0,7 кгс/см2. Как уже упоминалось, чугун материал хрупкий, а замена секций – удовольствие не из дешевых.
Простые котлы для дома
Чугунные котлы отопления на твердом топливе можно просто приобрести в магазине и получить уже готовую к установке конструкцию. В таком случае процесс установки котла сводится к тому, что он просто устанавливается на ровную поверхность, а к выходам подключаются трубы отопительной системы.
Самые простые устройства представляют собой обычную топку, в которой сжигается топливо и теплообменник, в котором вода и нагревается до температуры около 90-95ᵒС. Гораздо интереснее выглядит устройство пиролизного (газогенераторного котла).
Основным недостатком простого сжигания твердого топлива считается то, что пиролизный газ просто вытягивается в дымоход, а ведь при его сгорании выделяется немало энергии. Пиролизные котлы этого недостатка лишены, в них идет скорее тление дров, а не интенсивное горение, а выделяющийся газ дожигается перед тем как поступить в дымоход.
Такой твердотопливный чугунный котел имеет топку, разделенную на 2 камеры – в первую загружается топливо, а во вторую поступает пиролизный газ и дожигается в ней. Особое внимание в таких устройствах уделяется регулировке поступления воздуха, он должен поступать дозированно для того, чтобы весь объем топлива подвергался воздействию высокой температуры, но не горел.
На фото видно, что помимо топки предусмотрены камера для дожига пиролизного газа
На что обратить внимание при выборе
При выборе конкретной модели котла довольно часто главным критерием выступает стоимость, но это не совсем верный подход, ведь нужно учитывать еще и надежность, удобство обслуживания и ряд других параметров.
С технической точки зрения обратить внимание нужно на такие особенности:
- есть ли футеровка в топочной камере – футеровка защищает стенки от воздействия высокой температуры. Если ее нет, то расход топлива возрастает;
- слой утепления – желательно, чтобы котел был с заводским утеплением, это поможет максимально снизить теплопотери;
- далее нужно определиться с тем, какой должна быть система отопления. Если нужно достичь максимальной автономности, то не рекомендуется использовать дымосос, наддув, если же с подачей электроэнергии проблем нет, то котлы с наддувом – неплохой выбор. За счет этого тяга даже при плохой погоде будет неплохой.
Есть некоторые тонкости и при обвязке котла, особенно если установка выполняется своими руками. Нужно добиться того, чтобы поступающий в котел охлажденный теплоноситель не был слишком холодным – иначе теплообменник может треснуть в самый неподходящий момент.
Для того, чтобы избежать этого, в схему отопления добавляется простой 3-ходовой клапан (с термоэлементом). Благодаря ему перед тем как холодный теплоноситель поступит в котел, произойдет домес горячей воды из подающей трубы.
Пример подключения трехходового клапана
При выборе нужно учесть еще один момент – по сравнению с отечественными производителями у импортных аналогов иногда стенка теплообменника намного тоньше. Это связано с более развитой технологией литья, так что для каждого котла приемлемая разница температур будет своя.
Подведение итогов
Несмотря на ряд недостатков, таких как высокая инерционность, несколько большая стоимость и вес, чугунные котлы остаются популярными. Не в последнюю очередь этому способствует высокая долговечность и стойкость металла к коррозии.
Предложенный материал позволит ознакомиться с основными особенностями отопительных твердотопливных котлов из чугуна и решить, подойдет ли такое устройство под вашу отопительную систему.
На видео показаны сильные и слабые стороны чугунных и стальных твердотопливных котлов.
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен