Комбинированные и раздельные котлы для отопления на дровах и электричестве

 

 

Частные домовладельцы, использующие для отопления твердотопливные плиты, знакомы с проблемой остывания дома после сжигания полной загрузки дров или угля. Это может произойти ночью или когда хозяина нет дома, и некому подложить новые поленья в очаг. Существует несколько решений этой проблемы:

• установить два отдельных источника тепла - твердотопливный котел и электрический котел;
• использовать комбинированный котел на дровах и электричестве;
• Чтобы не совмещать с электричеством и поставить котел на длительное горение дров.

Предлагаем подробно рассмотреть перечисленные варианты, чтобы выбрать наиболее комфортный способ отопления загородного дома.

Применение комбинированных котлов

Отопительные агрегаты, работающие на других источниках энергии, вчера не появлялись. Со времен СССР известны "двухтопливные" газо-дровяные котлы, в которых для перехода на дрова необходимо было демонтировать горелочное устройство. В современных отопительных устройствах твердое топливо сочетается не только с газом, но и с электричеством, что более важно для пользователей. Домовладелец, решивший купить котел на дровах и электричестве, решает сразу несколько проблем:

1. Он использует для отопления одновременно два энергоносителя в качестве альтернативы природному газу.
2. Он исключает охлаждение помещений в частном доме, когда содержимое топливного ящика полностью сгорело, а новая партия угля или дров не загружена.
3. Это повышает удобство эксплуатации водяного отопления, поскольку больше не нужно вставать среди ночи и бежать в котельную.

 

 

Устройство электрического котла "Kupper" от производителя "Теплодар".

ТЭЦ нового поколения спроектированы таким образом, что электрический нагрев включается автоматически, когда вода в баке бойлера начинает остывать. Переход обратно на сжигание древесины невозможен без вмешательства домовладельца.

Принцип работы электро-дровяного котла

Конструкция устройства этого типа аналогична традиционному твердотопливному котлу и состоит из следующих основных элементов

• в нижней части топки находится колосниковая решетка, а под ней - зольная камера;
• Трубчатый или водотрубный теплообменник, в котором продукты сгорания отдают большую часть своего тепла воде перед тем, как она выводится в дымоход;
• Механический регулятор тяги или вентилятор (если воздушная заслонка не управляется вручную) используется для изменения интенсивности горения в теплогенераторе.
• Камера сгорания и зольный ящик оснащены дверцей спереди;
• Снаружи он промывается охлаждающей жидкостью, заключенной в водяную рубашку;
• Камера сгорания (очаг), куда загружаются заготовки и уголь;

 

 

Схема электрического шахтного теплогенератора типа Kupper-Carbo

Бытовые комбинированные котлы отличаются конструкцией водяной рубашки, в которой предусмотрено место для установки блока трубчатых электронагревателей - нагревательных элементов. Нагревательный элемент погружен в теплоноситель, а контакты выведены наружу и соединены проводом с панелью управления.

Алгоритм работы твердотопливного нагревателя, оснащенного электронагревателями, следующий:

1. Котел разжигается и нагревается как обычно. При сжигании древесины температура теплоносителя поддерживается механическим термостатом, либо вентилятор вместе с датчиком и нагревательными элементами не работают.
2. После того как содержимое очага прогорит, вода в системе начинает остывать, что регистрируется датчиком температуры. Когда охлаждающая жидкость остывает до определенной точки, нагревательный элемент (один или несколько) активируется в соответствии с сигналом датчика. С этого момента котел переходит на электрический режим работы.
3. При загрузке следующей порции твердого топлива происходит нагрев теплоносителя со стороны камеры сгорания, а электрическая часть автоматически отключается для следующего остывания.

 

 

Блок управления нагревателем может поддерживать определенную температуру воды в зависимости от датчика воды или воздуха.

Переключение с одного режима на другой позволяет обеспечить непрерывный нагрев воды, что необходимо для комфорта жителей частных домов.

Плюсы и минусы универсальных теплогенераторов

Установив комбинированный котел для отопления частного дома дрова - электричество, вы получите такие бонусы:

1. Благодаря встроенным нагревательным элементам нагрев воды будет работать и при выключенной основной плите. Это позволит сохранить тепло в доме и предотвратить размораживание труб и радиаторов в ваше отсутствие.
2. Комфорт. Отопление системы электричеством избавит вас от необходимости ходить ночью в котельную, чтобы добавить поленьев.
3. Если счета за электроэнергию выставляются по многотарифной системе, то помимо удобства экономия достигается за счет работы радиаторов в ночное время.

Электрические котлы отопления предназначены только для поддержания температуры воды в системе, они не могут полностью заменить сжигание твердого топлива. Причиной этого является недостаточная эффективность нагревательных элементов, устанавливаемых производителями в котлах ТЭЦ.

Пример: Во всех "капперских" аппаратах известного российского бренда "Теплодар" из 9 ... 20 кВт существуют такие же электронагреватели с тепловой мощностью 6 кВт.

 

 

Блок нагревательных элементов мощностью 6 кВт в дровяных обогревателях, производимых в России компаниями "Теплодар", "Прометей" и ZOTA, выглядит следующим образом

Эту особенность когенерационных установок можно смело отнести к недостаткам. Исключение - маломощные обогреватели (тот же "Купер" мощностью 9 кВт с обогревателями мощностью 6 кВт), приобретаемые для домов с небольшой площадью (до 100 м²). При этом теплоотдача от электричества сравнима с сжиганием дров, поэтому в умеренно холодную погоду (примерно до -5 °С на дворе) обогреватели способны полностью обогреть дом небольшого размера.

Еще одно важное соображение. Как и при традиционном отоплении твердым топливом, дровяной/электрический котел должен быть подключен к системе водяного отопления через трехходовой клапан, как показано на схеме ниже. Для защиты печного помещения от вредного воздействия конденсата во время обжига используется небольшой циркуляционный контур.

 

 

Чтобы избежать образования конденсата на стенках камеры сгорания из-за разницы температур, котел CT должен быть подключен по стандартной схеме с трехходовым клапаном.

Если мощность нагревательных элементов достаточна для нагрева теплоносителя до температуры +55°C и выше, в камере сгорания комбинированного котла во время горения никогда не образуется конденсат, и узел трехходового смесительного клапана становится неактуальным. На самом деле, небольшой контур все же необходим, по крайней мере, в случае отключения электроэнергии или повреждения одного из нагревательных элементов.

Отопление частного дома дровами и электричеством от одного котла имеет и другие отрицательные стороны:

1. Блок подогревателя отнимает полезный объем топливного ящика в ущерб времени сгорания топлива от одной загрузки.
2. Работа прибора зависит от стабильного электроснабжения.
3. Цены на комбинированные изделия выше, чем на классические твердотопливные котлы.
4. Эффективность электронагревателей снижается на 2-5% из-за потока воздуха через охлажденную печь. Причиной этого является постоянная тяга в дымоходе, которая выталкивает воздух из помещений через топливопровод в дымоход и охлаждает водяную рубашку печи.

Чтобы полностью заменить природный газ электричеством и дровами, лучше рассмотреть другой вариант отопления здания - поставить два отдельных источника тепла, грамотно их объединить и подключить к системе отопления.

Подключение котлов на дровах и электричестве

Несомненно, приобретение, установка и подключение двух отдельных агрегатов обойдется дороже, чем в случае с комбинированным теплогенератором. Но реализуя этот вариант, вы получаете полноценное отопление с двумя энергоносителями, эффективно работающее в автоматическом режиме.

 

 

Справка. В негазифицированных частных домах Российской Федерации довольно часто используется комбинированная работа твердотопливного котла и электрокотла, так как это наиболее удобный способ отопления квартиры дровами. Не менее распространенной является комбинация газа и дров, а на третьем месте находятся так называемые многотопливные котлы, о которых мы поговорим в отдельной статье.

В нашей паре источников тепла дровяной (угольный) котел является основным, а электрический - вспомогательным. В последнем случае можно использовать любую из трех разновидностей электрических котлов, представленных на рынке:

• электрод с дистанционной панелью управления;
• Традиционный электрический нагревательный элемент со встроенным циркуляционным насосом и контроллером;
• Индукционные с отдельной панелью управления.

Мы не будем разбирать преимущества и недостатки каждого типа электрического котла, это тема для другой статьи. Здесь мы покажем схемы, как соединить дровяной и электрический котлы так, чтобы последний поддерживал первый в автоматическом режиме. Начнем с общей обвязки дровяного котла и электрического нагревательного элемента:

 

 

Схема подключения 2 котлов - электрического и дровяного. Термостаты обеспечивают автоматический запуск электрического котла при остановке дровяного котла и наоборот.

Справка. Эта схема может быть использована в случае совместного подключения с настенным газовым котлом, который заменяется элементарным нагревателем.

Алгоритм работы схемы следующий:

1. Котел ТТ работает вхолостую, а его циркуляционный насос выключен. Радиаторы получают тепло от электрического котла, который управляется комнатным термостатом, на котором устанавливается желаемая температура. Для того чтобы теплоноситель не перемещался по кругу через параллельное кольцо, в контуре имеются 2 обратных клапана.
2. Вы нагрели твердотопливный прибор. В течение некоторого времени он будет набирать температуру, и вода будет циркулировать по малому кругу, направляемая трехходовым клапаном с термостатической головкой. Насос включается по команде термостата, установленного на подающей трубе.
3. Когда теплоноситель в малом кольце достигает 55 °C, срабатывает термостатический датчик температуры головки на обратной трубе. Трехходовой клапан откроется, и тепло поступит в систему отопления.
4. Электрический котел включит отопление по сигналу комнатного термостата и перейдет в режим ожидания.
5. После сгорания твердого топлива вода в системе, а затем и воздух в помещении начнут охлаждаться. Термостат на котле TT "видит", что теплоноситель остыл, и останавливает насос.
6. Когда температура в доме опустится до заданного значения, комнатный термостат снова включит электрический котел.

Важно! Поскольку внутренний циркуляционный насос настенного теплогенератора не может быть отключен, для твердотопливного источника тепла следует выбрать более мощный агрегат. Как правило, достаточно насоса с давлением 0,6 бар (в электрическом котле оно обычно составляет 0,5 бар). Второй момент: разместите все датчики и термостаты на металлических трубах, они будут лежать на пластиковых или полипропиленовых.

Как подключить электрический котел и твердотопливный котел подробно расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:

Индукционные и электродные теплогенераторы не оснащены собственным фильтром и циркуляционным насосом, поэтому последние придется приобретать и устанавливать отдельно. В электрической схеме этого типа нагревателя есть разница, только насосный агрегат должен быть подключен к сети через шкаф управления, чтобы комнатный терморегулятор отключил его вместе с электрокотлом, как показано на схеме:

 

 

В этой схеме циркуляционный насос электрокотла будет отключен вместе с электрокотлом через отдельный шкаф управления.

Если система отопления частного дома состоит из нескольких контуров (радиаторы на разных этажах, теплые полы и бойлер косвенного нагрева), то дровяной котел и электрокотел соединяются между собой с помощью первичного и вторичного контуров. Принцип этого типа соединения объясняется здесь.

 

 

Подключение электрического котла и твердотопливного котла к системе отопления методом первичного и вторичного кольца

Использование ТТ-котлов длительного горения

Не каждый домовладелец имеет техническую возможность подключить эффективные электрические приборы, к которым относятся комбинированные котлы и чисто электрические котлы. Причина этого заключается в том, что лимит мощности, выделенный на частный дом, ограничен. Размер лимита зависит от мощности местной энергетической сети, которую сам владелец дома увеличить не может.

Если в районе нет природного газа или стоимость подключения к магистрали высока, реальное решение - купить котел длительного горения на дровах и угле или сделать его самостоятельно. Время работы от 1 загрузки с обычным ТТ котлом составляет 3-6 часов, что вынуждает владельца работать в обход. Комфортный интервал между подачами топлива составляет не менее 8 часов, и не каждый отопительный прибор обеспечивает это.

 

 

Современная пиролизная печь с увеличенным объемом топливного бака ATMOS D30

Проблема в том, что каждый производитель котлов называет свой продукт котлом с длинной топкой, чтобы продать его неосведомленному пользователю. Правильный прибор можно распознать среди других теплогенераторов по следующим признакам:

• в паспорте указано время горения от 8 часов (на дровах);
• при одинаковой мощности, котел с большим запасом мощности оснащен топливным баком большой емкости (от 100 л) и отличается размерами;
• для удобства прибор оснащен дополнительной противопожарной дверцей.

Подробную информацию об этом типе теплогенератора и рекомендации по его выбору мы публикуем в отдельной теме.

Заключение

В заключение предлагаем несколько простых советов о том, как организовать комфортное отопление частного дома на твердом топливе и электричестве:

1. Комбинированный котел на дровах и электричестве - один из лучших вариантов для дачи или небольшого жилого дома. В 2-4-этажном доме нагревательные элементы будут только препятствовать размораживанию системы.
2. В загородном доме площадью более 100 м² подходят 2 отдельных источника тепла с соответствующими трубопроводами.
3. Следует избегать подачи электричества, если оно подается с перебоями или предельная мощность составляет менее 5 кВт. Рассмотрите возможность приобретения генератора постоянного тепла, хотя он будет стоить дороже обычного.
4. Если у вас есть дровяная плита, не отказывайтесь от установки обогревателя, если вы его уже приобрели или построили. В качестве меры предосторожности в ночное время установите электрические конвекторы или тепловентиляторы с термостатическим управлением.

Последний метод часто используется для отопления деревянных домов в скандинавских странах, где домовладельцы знакомы с пронизывающим холодом. Последнее видео как раз об этом:

В этом году я отапливался котлом Лемакс серии ECO, и я доволен качеством его работы. Конечно, мне пришлось повозиться с доставкой толстого кабеля к месту установки, чтобы он выдержал нагрузку, но это мелочи. Температура охлаждающей жидкости регулируется, так что вы можете добавить или убавить, если хотите.

Честно говоря, система очень интересная, так сказать, есть возможность временного захвата, если отключат электричество. В нашей стране, если происходит отключение электроэнергии, то всего на несколько часов, охлаждающая жидкость не успевает остыть за это время. Поэтому я использую электрический бойлер Lemax и не заморачиваюсь.