Виды комбинированных котлов для отопления частного дома, особенности их работы и эксплуатации

Разновидности комбинированных котлов

Как и стандартные типы, оборудование может быть одно-, двухконтурным, напольным и настенным. Одноконтурные котлы греют теплоноситель только для сети отопления, двухконтурные дополнительно раздают ГВС. Настенные модели – это агрегаты, работающие на газе и электричестве, изделия с применением твердого топлива выпускаются только в напольном варианте.

Газ-электричество

Эффективные котлы отопления электрогазовые доступны для монтажа в квартире и частном доме.

За счет высокого КПД обеспечивается быстрый прогрев, к дополнительным плюсам относят:

• Небольшие размеры. Малоформатная камера сгорания оборудована ТЭНом. Если запускать оборудование в постоянной работе на газе, а электричество подключать только в период скачков подачи газа, котлы не потребуют значительных вложений на обслуживание.
• Отсутствие раздельных топочных камер и монтаж электронагревателя внутри теплообменника снижает стоимость агрегата.
• Котлы с одним контуром оснащены разъемами для подключения водонагревательного оборудования для раздачи горячей воды.

Небольшая мощность ТЭНов – единственный недостаток. Также устройства не применяются в зонах без наличия центральной газовой магистрали, работа от сжиженного баллонного газа требует другого типа горелки.

Газ-древесина

Гибридный агрегат на газе и дровах считается более функциональным для объектов загородного типа. Модели оснащены отдельными камерами горения, поэтому размеры у котлов большие

При выборе устройства обращают внимание на количество теплообменников – может быть один общий или два раздельных устройства

Общий теплообменник подразумевает прогрев теплоносителя от любого вида топлива, элемент устанавливается с проходом по обеим топочным камерам. Для каждой камеры сгорания предназначен отдельный теплообменник, элемент размещается внутри отсека. Загрузки дров хватает на 4 часа беспрерывного горения, а для поддержания бесперебойной работы модель оснащается автоматической системой контроля, после прогорания твердого топлива переходит на газ.

Древесина-электричество

Для регионов без наличия газовой магистрали удобнее всего применять котел на дровах и электричестве. Это единственный тип оборудования для автономной системы, который можно использовать при отсутствии подачи электроэнергии. Конструктивно прибор представляет собой устройство, работающее на газе. При некотором умении, опыте домашний мастер может сам дополнить твердотопливный котел ТЭНом, встроив его в теплообменник, на выходе получится электродровяной агрегат.

Преимущества моделей в надежности работы. Сломаться в системе может только ТЭН, но его легко и просто заменить. Оборудование считается самым долговечным. Минус есть, он касается в невозможности быстрой регулировки мощности устройства. Чтобы ускорить процесс нагрева, регулировать температуру в комнатах, рекомендуется поставить дополнительный блок управления схемой.

Универсальный многотопливный котел

Это модели, работающие на 3-х видах энергоносителей, например, на дровах, газе и электричестве. Две камеры сгорания, ТЭН есть в каждом устройстве, может быть сменная горелка, а это значит, что котлы отопления универсальные с легкостью переводятся на отопление соляркой, пеллетами.

Устанавливать многотопливные устройства можно при наличии некоторых условий:

• есть место для складирования твердого и жидкого топлива;
• существует возможность обеспечить бесперебойную поставку хотя бы одного вида энергоносителя.

Варианты комбинирования топлива

В настоящее время на рынке широко представлены четыре основных комбинации.

Комбинированные котлы – «Газ и электричество»

Рассматриваемая модификация отличается высокой производительностью и экономичностью. Изделие оснащено газовой топочной камерой, укомплектованной специальной горелкой, и ТЭН, размещенный непосредственно в контуре теплообменника.

В качестве основного топлива используется баллонный или магистральный газ, поскольку его стоимость значительно меньше расценок на электроэнергию. Электрический ТЭН может использоваться для оперативного нагрева теплоносителя или в случае отсутствия газа.

Газоэлектрические установки могут иметь дополнительный контур для обеспечения горячего водоснабжения. Кроме этого, конструкция предусматривает возможность подключения накопительного бойлера. Большинство моделей комплектуются автоматической системой управления, позволяющей использовать электричество по мере необходимости.

К достоинствам газоэлектрических комбинированных отопительных котлов относятся:

• компактные габаритные размеры;
• высокий КПД;
• простота конструкции;
• доступная цена.

Если количества теплоты, выделяемой при сжигании природного газа достаточно для поддержания заданного температурного режима, АСУ отключает ТЭН.

Комбинированные котлы – «Газ и дрова»

Большинство котлов этого типа позволяют использовать не только дрова, но и другие виды твердого топлива. Как правило, такие установки имеют две камеры сгорания и общий теплообменник. В некоторых моделях предусмотрено наличие отдельных контуров для системы отопления и ГВС.

Нередко встречаются самостоятельно изготовленные комбинированные котлы с одной топочной камерой. Суть «изобретения» сводится к следующему: в заводскую твердотопливную систему устанавливается дополнительная горелка. При использовании дров или иного твердого топлива, газовое оборудование демонтируется.

Прежде чем приступать такой модернизации, следует знать, что использование газовой горелки приводит к значительному увеличению температуры в топочной камере, что может вызвать ее преждевременное разрушение.

Электричество и дрова

Отличительной чертой таких комбинированных котлов отопления является простота конструкции. Для повышения интенсивности нагрева или отдельного использования в теплообменник твердотопливного котла дополнительно устанавливается электрический ТЭН соответствующей мощности.

Большинство заводских дровяных и твердотопливных котлов имеют специальный порт для установки ТЭНа и оборудованы специальными патрубками для подключения накопительного бойлера или контура ГВС. Комбинированные устройства, работающие на твердом топливе и электричестве укомплектованы специальными ТЭНами.

Еще одним достоинством таких установок является простота технического обслуживания и ремонта. В случае выхода из строя электрической составляющей нагревателя, ремонт, как правило, заключается в замене ТЭНа.

Многотопливные комбинированные котлы

Некоторые производители выпускают отопительные установки, предназначенные для работы с любым видом горючего. Такие устройства оснащены объемной камерой сгорания для загрузки дров или угля и предусматривают возможность подключения одного или нескольких электрических ТЭНов. Помимо этого, предусмотрена дополнительная топочная камера, рассчитанная на горение пеллет, дизельного горючего и природного газа.

В зависимости от используемого энергоносителя, в комбинированных котлах может применяться пеллетная, газовая, или дизельная горелка. Для переналадки системы достаточно установить соответствующую горелку. Поскольку параметры пеллет, газа и дизельного горючего сходны, их сжигают в универсальной топочной камере, а модульная конструкция обеспечивает быструю смену горелок.

Виды твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы изготавливаются только с напольным вариантом установки, они могут быть предназначены, как для сжигания только одного вида топлива, как классические агрегаты, так и для разных видов топлива, как пиролизные и пеллетные.

Устройства чаще выпускаются одноконтурными, но в большинстве вариантов имеют возможность включения внешнего бойлера косвенного нагрева ГВС. Кроме того современные котлы, работающие на твердом топливе оборудуются электрическими ТЭНами для поддержания температуры внутреннего контура отопления в ночное время или при отсутствии жильцов дома.

Классические

Этим модификациям агрегатам уже больше двухсот лет и они имеют традиционную конструкцию. Комплектуются топочной и зольной камерами, ёмкостным теплообменником в виде водяной рубашки и дымовентиляционной системой.

Работают такие агрегаты на любом твердом топливе. Они мало эффективны, поскольку не имеют развитых поверхностей нагрева. Это приводит к тому, что в них большие потери тепла с уходящими газами, порядка до 20 %.

Кроме того они не имеют автоматической подачи топлива, засыпка топлива происходит каждые 2-3 часа в ручную. Агрегаты работают с естественным отводом топочных газов в атмосферу, управление процессом горения выполняется в ручном режиме, через регулировочную заслонку для подачи воздуха.

Контур отопления подключается к внутридомовой системе теплоснабжения, работающей по принципу естественной циркуляции. Обычно мощность таких агрегатов не высокая, они способны обогреть дома с площадью не выше 150 м2.

Пиролизные

Нормальное функционирование агрегатов данного класса протекает в режиме генерации на базе тления топлива с выделением летучих веществ. В теплотехнике такой технологический процесс именуется пиролизом.

В качестве энергоносителей, как правило, применяется древесина. Под воздействием высочайших температур и дефицита воздуха они расщепляются до газообразных летучих веществ, которые сгорают в пиролизной камере, с выработкой тепловой энергии, которая через теплообменник передается греющему теплоносителю отопительного контура.

Для реализации пиролизного процесса топка разделена на 2 рабочие камеры. В основной — топливо тлеет, с выделением горючих газов, которые  догорают в зоне дожига при температуре 1200 С , обогащенные вторичным воздухом.

Пеплетные

Такие котлы сжигают специально приготовленное топливо — пеллеты в виде гранул, полученных в процессе переработки производственных и сельскохозяйственных отходов: опилок, фрагментов растений и торфа.

Они характеризуются небольшой влажностью и очень высокой теплотворной способностью и определенной текучестью, что позволяет организовать автоматическую подачу топлива в котел без участия человека.

Котлы оборудованы системой автоматического розжига и регулирования процесса горения, что обуславливает высокие показатели эффективности — КПД до 92 %. Агрегаты способны отапливать помещения с большой площадью — 1000 м2. Они экологически безопасны, поскольку обеспечивают полное сжигание вредных веществ в топливе.

Конструкция и принцип работы универсальных котлов

Гибридные агрегаты, имеющие две топливные камеры, могут отличаться конструктивным исполнением. Разница заключается в расположении камер в корпусе агрегата.

Существует два варианта таких конструкций:

1. В нижней части корпуса располагается дровяная топка. В ней установлена колосниковая решетка и зольник с отдельной дверцей. Камера сгорания газа является полностью герметичной и расположена над топкой. Обе камеры соединяются дымоходом, но его отверстие в определенной камере открывается только во время ее работы. Патрубок не использующейся топки закрывается специальной заслонкой. Работой заслонки можно управлять вручную или автоматически.
2. В некоторых агрегатах обе камеры расположены рядом. Разделяет их только одна общая стенка. Они имеют общий дымоход. В процессе удаления продуктов сгорания дым проходит несколько ходов по трубам для охлаждения до температуры 150°С.

Принцип работы двухкамерных комбинированных котлов следующий:

• В качестве основного вида топлива используются дрова. Они закладываются в определенную камеру. При работе котла на полной мощности порция дров сгорает максимум за 5 часов.
• При затухании пламени в первой топке и снижении температуры теплоносителя автоматически включается в работу газогорелочное устройство во второй камере. Благодаря этому температура воды поддерживается на нужном уровне.

После включения газовой горелки комбинированный бытовой котел типа газ-дрова не может самостоятельно перейти на использование дров. Это связано с тем, что в домашних условиях не получится организовать автоматическую подачу твердого топлива в камеру сгорания. Пользователь должен загрузить в топку дрова и вручную отключить газогорелочное устройство.

Типы котлов и принцип их работы

Все котлы, работающие на твердом топливе, подразделены на несколько типов, которые отличаются между собой многими показателями. Но по основным характеристикам, их подразделяют на четыре вида:

• Классические;
• Пиролизные котлы отопления;
• Котлы длительного горения;
• Автоматические;

Классические котлы— принцип работы классического твердотопливного котла заключен в том, что тепло дается путем пламенного сгорания топлива. Имеет две дверцы, через одну из которых загружается топливо, через другую — котел чистится от золы и других продуктов горения. Могут работать на двух видах топлива — дрова и уголь.

Отличаются по материалу изготовления теплообменника, могут быть изготовлены из чугуна или стали. Чугун является более приоритетным в плане долговечности, срок его эксплуатации более 20 лет. Из недостатков можно отметить тот факт, что он боится механических ударов и очень чувствителен к перепадам температур, что может привести к разрушению. Стальной теплообменник более устойчив к перепадам температур и повреждениям, но срок его службы значительно ниже — чуть больше 6 лет.

Пиролизные (газогенераторные) котлы— данный вид котла работает по принципу пиролиза, то есть разложения и газификации твердого топлива. Этот процесс происходит при закрытом дымоходе и закрытой камере сгорания. После высвобождения древесного газа, образовавшегося в процессе пиролиза, он направляется в сопло горелки, где смешивается с вторичным воздухом, который накачивает вентилятор. После этого газовая смесь попадает в камеру сгорания, где воспламеняется. Горение происходит при температуре, которая иной раз достигает 1200°, и процесс будет продолжаться до полного сгорания твердого топлива.

Котлы длительного горения— в этом виде котла длительный процесс горения обеспечивается специальными приемами. В настоящее время существует две системы длительного горения (канадская система Булерьян, и прибалтийская Стропува), но вторая не нашла широкого применения за счет дороговизны, сложности эксплуатации и еще множества технических параметров.

Котлы длительного горения можно отнести к пиролизным котлам, но принцип работы будет немного иным. Первая система (Бурельян) представляет собой печь, состоящую из двух камер, где в нижней камере происходит тление и образование газа. После поступления газа во вторую камеру, происходит смешивание с воздухом и дальнейшее полное его сгорание (дожиг топлива). Конструкция подобного твердотопливного котла представляет собой цилиндр, с ввареными в него трубами на половину окружности. Расположение труб снизу-вверх обеспечивает хорошую циркуляцию воздуха, тем самым увеличивая теплоотдачу. Устанавливаются в основном в нежилых помещениях, отлично подойдет для отопления гаража или дачи. Цена на такой котел адекватная, есть возможность выбрать типоразмер, подходящий той или иной площади.

Котел по системе Стропува имеет два цилиндра, один из которых находится внутри второго, по принципу матрешки. Все пространство между ними заполнено водой, которая постепенно нагревается. Внутренний цилиндр системы играет роль топки, куда при помощи распределителя подается воздух. После загрузки топлива, оно начинает прогорать сверху вниз, тем самым нагревая теплоноситель. Заявленная производителем цена, длительное время горения, от 2 до 4 суток, в зависимости от топлива, требуемое остывание котла и дальнейшая чистка перед новым розжигом, удваивают задачу и приносят неудобства. Поэтому данный тип котла не принес широкого распространения.

Автоматические котлы— в данном типе котла процесс загрузки топлива, и очищение от золы полностью автоматизированы. Котел оснащен шнековым или транспортерным бункером для подачи топлива и автоматического очищения от золы. Вариант угольного автоматического котла подразумевает движение пласта горения топлива, которое необходимо для полного сгорания. Для этого, автоматический котел оснащается подвижными колосниками, или рубящими и двигающими механизмами. Параметры нагрева теплоносителя и горения топлива обеспечиваются принудительным наддувом.

В преимущества и особенности автоматических котлов можно включить;

• Не требуют трудоемкого обслуживания и пристального внимания за процессом горения;
• Снабжены, входящим в комплект, регулятором температуры;
• Многие оснащены датчиком, отслеживающим температуру в самом котле;
• КПД автоматического котла составляет до 85% от общего числа;
• Длительная работа, ограниченная только лишь емкостью бункера для автоматической подачи топлива.

Стоит учесть, что и расход топлива, в частности, угля намного меньше, чем в традиционных твердотопливных котлах.

Стоимость конструкций

Разумеется, когда котёл располагает разновидностями топливных систем, он дороже и тяжеловеснее. Лишь котлы в сочетании электрический + дрова в размерах неизменны, основа нагревания встроена в котёл, включается он автоматически после затухания горелки и понижения температуры ниже, чем критическая точка.

Схема комбинированного отопления с использованием солнечной энергии

Стоимость комбинированных котлов с твёрдым топливо + электричество такая же, как и на просто дровяные – изменения несущественные, да и размер практически одинаковый, вставляется лишь небольшой обогреватель. Подобная конструкция выручит в случае отсутствия возможности регулярно подкладывать дрова или нежелания прерывать ночной сон.

Одно только нужно помнить, что подобные электрокотлы могут выдавать только третью часть мощности, хорошо обогреть дом не получится, а вот не разморозить систему поможет. Аналогичное устройство имеет составной котёл уголь + электричество. В него можно закладывать любое твёрдое топливо, только почаще.

Основные принципы выбора комбинированного котла

Перед приобретением оборудования определитесь со следующими параметрами:

• вид топлива;
• требуемые функции, т.е. аппарат должен только отапливать помещение или ещё нагревать воду, от этого зависит количество контуров;
• функция работы в автономном режиме;
• возможность внедрения в систему «умный дом»;
• при монтаже специального клапана система работает бесшумно;
• мощность.

Схематичное изображение системы «умный дом»

О последнем критерии поговорим подробнее. Итак, желательно выбирать более мощные котлы для того, чтобы при минимальных затратах получать оптимальный обогрев. Иначе это приведёт к дополнительным расходам на систему отопления.

Кроме того, при превышении необходимой мощности, агрегат начинает работать в импульсном режиме, что приводит к быстрому износу.

Если мощность котла мала, то остатки топлива из-за нехватки воздуха не будут дожигаться, что ведёт к засорению дымохода.

Если один из видов топлива – твёрдый, то учтите такие характеристики, как:

• объём топки – определяет периодичность загрузки топлива (естественно, чем меньше размер, тем меньше и временные промежутки);
• материал теплообменника – чугун или сталь. Первый меньше подвержен коррозии и дольше производит теплоотдачу, но нагревается тоже дольше, повреждается при неожиданном температурном скачке, тяжёлый. Стальные больше подвержены коррозионным и окислительным процессам, но зато меньше весят и перепады температур им не страшны.
• материал колосников – чугун или с керамическим напылением. При керамическом напылении используют сыпучее топливо, которые требует большего количества кислорода, а чугунные используются для всех видов твёрдого горючего.

Котел на твердом топливе и электричестве

Конструктивные особенности

Многотопливные агрегаты имеют несколько топок под разные виды горючего. Обычно в одну загружают уголь или дрова, другая предназначена для жидкого или газообразного топлива: газа или солярки. Несколько топок для разного топлива хороши тем, что к ним можно подключить несколько отдельных независимых контуров и температура в них может быть разная. Например, одна обслуживает батареи, вторая – теплый пол. Возможно разделение поэтажное или еще по какому-либо другому принципу

Если вам нравится такая идея – при покупке обратите внимание, на то чтобы у каждой топки был отдельный теплообменник, что есть не во всех котлах

Комбинированные котлы отопления имеют обычно несколько топок под разные виды топлива, могут иметь также несколько независимых теплообменников

Если говорить о разработках последних лет, то практически все современные модели имеют еще встроенные ТЭНы. Получается, такое оборудование дает возможность работать на любом имеющемся в данный момент энергоносителе.

Еще одна интересная новинка: разработаны горелки, которые могут с одинаковым успехом использовать газ или солярку (во всяком случае, так утверждают производители). При таком распылительном узле нет необходимости даже в двух горелках или камерах. Тип используемого топлива изменяется переводом переключателя в одно из положений.

Для более экономного и эффективного отопления больших площадей и снижения стоимости отопления желательно применять теплоаккумуляторы. Особенно целесообразно это при регулярном использовании дров и угля, как одного из видов топлива. Это связано с особенностью многотопливных котлов: при использовании твердого топлива мощность котла не регулируется и в помещении становится порой чересчур жарко. При наличии теплоаккумулятора избыток тепла отводится туда и там «консервируется», а при недостатке тепловой энергии горячая вода из теплоаккумулятора подается в систему или идет на ГВС. Такая система позволяет топить котел гораздо реже (как часто – зависит от многих факторов, мощности котла, теплопотерь дома, погоды, теплотворной способности топлива и т.д.).

Что необходимо знать для правильного выбора?

Единственный объективный критерий выбора комбинированного котла для своего дома – необходимая мощность для обеспечения функционирования отопительной системы. Причем, на этот показатель не должно влиять количество подключаемых контуров.

Не имеет никакого смысла платить больше за мощный котел в надежде на корректировку его работы автоматикой. Такой подход способствует «холостой» работе прибора, что приводит к более быстрому выходу из строя. Помимо этого, подобный режим работы способствует ускорению процесса конденсации.

Что касается расчета мощности, то теоретически для обогрева площади 10 м2 потребуется использовать 1 кВт теплоэнергии. Но это довольно условный показатель, который корректируется исходя из:

• высоты потолков в доме;
• количества этажей;
• степени утепления здания.

Поэтому целесообразно в своих расчетах применять полуторный коэффициент, т.е. в расчетах увеличить запас на 0,5 кВт. Мощность многоконтурной отопительной системы рассчитывается с надбавкой в 25-30%.

Так, чтобы обогреть здание, площадь которого равна 100 м2 потребуется мощность в 10-15 кВт при одноконтурном нагреве теплоносителя и 15-20 кВт – для двухконтурного.

Для выбора газовой горелки в твердотопливный котел нужно точно измерить габариты топочной камеры. Именно этим пропорциям будет соответствовать размер газовой горелки

Не менее важный критерий при выборе комбинированного отопительного котла – это ценовая категория. Цена прибора зависит от мощности, количества функций и производителя.

Для пользователей не менее важны и другие характеристики:

• ГВС;
• материал изготовления;
• удобство в управлении;
• габариты;
• комплектующие;
• вес и особенности монтажа;
• прочее.

Сразу же предстоит решить вопрос с ГВС: обеспечивать подачу горячей воды будет котел или же для этого есть бойлер. В случае определения первого варианта, выбирается более предпочтительный способ – накопительный или проточный, а также параметры водяного резервуара согласно потребностям (рассчитывается исходя из количества проживающих).

Что касается размеров оборудования, то они имеют значение только в случае монтажа в помещении с небольшой площадью.

По материалу изготовления представлен широкий ассортимент котлов. Но самые популярные варианты – стальной или чугунный. Также такой котел способен выдержать высокую и длительную температурную нагрузку, имеет выше эксплуатационный срок.

Стоит отметить, что котлы из чугуна литые, поэтому имеют более толстые стенки нежели у стального изделия

Автоматизация управления влияет на удобство использования, а также система безопасности зависит от того, насколько автоматизирован процесс сгорания энергоносителей. Большинством моделей можно управлять с помощью удобных дистанционных пультов или панелей.

Большинство моделей отличается дополнительной комплектацией. Сюда можно отнести наличие варочной поверхности для готовки, инжекторов, регуляторов тяги, горелок, шумоизоляционного кожуха и т.д.

Выбирать котел по этому параметру следует в зависимости от личных предпочтений и выделенной суммы на покупку.

При выборе отопительного котла с комбинацией дрова/электроэнергия необходимо рассчитать требуемую мощность ТЭНа. Рекомендуется выбирать модели, с показателем не менее 60% от необходимого коэффициента для отопления дома

А вот на вес оборудования и сложность его установки нужно сразу же обратить внимание. Монтаж в жилом здании большинства напольных моделей комбинированных котлов для отопления, оснащенных несколькими топочными камерами, требует дополнительного устройства бетонного постамента, ведь стандартное покрытие пола не сможет выдержать такую нагрузку. Зная основные параметры, влияющие на выбор комбинированного котла, можно подобрать наиболее подходящую модель

Зная основные параметры, влияющие на выбор комбинированного котла, можно подобрать наиболее подходящую модель

Двухконтурное котельное оборудование

Для отопления частного дома очень хорошо подойдет двухконтурное электро-газовое оборудование. Такое отопление имеет свои плюсы:

• сокращенный расход газа;
• если рассматривать отдельно генератор двух- и одноконтурного котла, то стоимость первого выше. Но сравнивая стоимость отопительного оборудования одноконтурного и объединённого бойлера, то цена ниже;
• нагрев воды в системе водоснабжения и отопления происходит одновременно;
• возможна установка в котельном помещении или в кухне. Но есть необходимость соблюдать все правила безопасности и установки.

Газовый и электрический котел

Минусы комбинированного отопления:

• нужно сбалансировать расходы газа, электрической энергии и воды;
• при снижении потока воды, газ подается с той же силой. Следовательно, повышается температура;
• если меняется давление в системе, то требуется перенастройка устройства;
• оборудование требует периодическое профилактическое обслуживание. Из-за наслоений накипи на нагревательных элементах, возникает необходимость в их чистке;
• во время использования горячей воды в течение полминуты, вода в системе будет охлаждаться.