Важные отличия чугунных твердотопливных котлов для отопления частного дома

Понятие твердотопливный чугунный котел прежде всего подразумевает установку в котел чугунного секционного теплообменника — наиболее важного элемента конструкции, передающего тепловую энергию сгорания топлива теплоносителю. От материала изготовления теплообменника и его исполнения, зависят свойства и характеристики котлоагрегата в целом.

В статье мы рассмотрим все отличия твердотопливных котлов с чугунным теплообменником от аналогов со стальным теплообменником, приведем рейтинг наиболее удачных современных моделей.

Читайте в статье

Что собой представляют чугунные твердотопливные котлы

Главным отличающимся свойством чугунных моделей является устойчивость чугуна к коррозии. Стальные теплообменники имеют не столь толстые стенки, ресурс которых попросту ограничен физическими свойствами металла. Уже спустя 12-15 лет металл разрушается и теплообменник протекает. Незначительно улучшить ситуацию можно лишь используя очищенный и умягченный теплоноситель.

Чугунные теплообменники имеют более толстые стенки, а металл не поддается коррозии, спустя много лет он может лишь слегка покрыться ржавой коркой снаружи. Поэтому срок их службы при использовании любого теплоносителя свыше 30 лет.

Лишь легкая ржавчина внутри секций чугунного теплообменника спустя более 7 лет эксплуатации.

Однако существует и множество известных недостатков: прежде всего – хрупкость. Транспортировать и устанавливать чугунные котлоагрегаты необходимо с особой осторожность, даже не столь сильные механические повреждения могут привести к трещинам или разрушению секций. Усугубляет ситуацию огромный вес таких моделей – в среднем 150-220 кг, версии мощностью 40 и более кВт могут весить свыше 300 и даже 400 кг.

Чугунный теплообменник состоит из прочно соединенных между собой секций. Мощность котла зависит от к-ва секций. В отличие от цельного стального, поврежденную секцию чугунного теплообменника можно легко заменить.

Также хрупкость проявляется и в чувствительности к резкому перепаду температур, например, большой разнице между подающей и обратной линиями. Помимо тщательного слежения за разницей температур, решить проблему можно установкой четырёхходового смесительного клапана, через который в обратную линию подмешивается определенный объем нагретого теплоносителя с подачи. Чтобы нивелировать вышеописанные недостатки, некоторые ведущие производители изготавливают теплообменник из более совершенных сплавов, например, из сплавов серого чугуна. Однако стоимость таких моделей на 20-50% выше.

Преимуществом и в то же время недостатком чугунных теплообменников является их высокая инертность. Чугун дольше нагревается, но и существенно дольше продолжает отдавать тепловую энергию теплоносителю. Однако точно настроить работу котла или быстро изменить желаемый уровень температуры при этом невозможно.

В чугунных твердотопливных котлах можно сжигать дрова, уголь, древесные брикеты, пеллеты, торф. Практически все модели способны работать на любом из видов, однако существуют и модели, конструкция которых подразумевает работу только на дровах.

Существуют как одноконтурные, предназначенные только для отопления, так и двухконтурные модели, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения дома. Мощность бытовых чугунных котлов варьируется в пределах 8-120 кВт.

Котлоагрегаты длительного горения

Отдельно стоит выделить долгоиграющие модели, в которых длительность горения одной загрузки составляет 2-5 суток. Достигают такого результата за счет увеличения объема топки и более экономичного принципа горения сверху-вниз .

Зачастую твердотопливные чугунные котлы длительного горения более технологичны, могут оснащаться продвинутой автоматикой. Несмотря на чугунный теплообменник, корпус часто выполняют из стали, что снижает вес и стоимость котла. Однако такие модели все равно стоят в 1,5-2 раза дороже.

Котлы с длительностью горения одной закладки топлива до 7 суток

Отзывы о бытовых тт котлах с чугунным теплообменником: преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Более длительный срок службы – обеспечивается устойчивостью к коррозии и толщиной стенок теплообменника	Более высокая стоимость – чугунные модели на 30-200% дороже стальных аналогов
Более редкая необходимость в промывке – в чугунных теплообменниках практически не образовывается накипь. Согласно практике монтажа и отзывам владельцев, достаточно промывать теплообменник каждые 8-12 лет, в то время как стальные требуют регулярной чистки каждые 3-5 лет	Большой вес – в пределах 150-450 кг, что усложняет транспортировку и монтаж, повышает требования к напольному покрытию
Высокая инертность – чугун дольше сохраняет и отдает тепло водяному контуру	Уязвимость к механическим повреждениям
Широкий выбор – на рынке представлено достаточно отечественных и иностранных моделей, практически все они энергонезависимые	Уязвимость к резким перепадам температуры
Диапазон мощности – в отличие от стальных аналогов, на рынке достаточно моделей мощностью свыше 50-60 кВт	Высокая инертность – является и недостатком, поскольку котел плохо поддается регулировкам
Более высокое рабочее давление в водяном контуре – предел стальных теплообменников в среднем 1,5-2 бар , в то время как чугунных – до 4-5 бар, что позволяет использовать их в закрытых системах отопления больших, двух- или трехэтажных домов

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Protherm Бобер 20 DLO

Известная модель словацкого производства мощностью 19 кВт – один из лучших чугунных твердотопливных котлов для отопления частного дома. Отличается высокой эффективностью и быстрым нагревом системы отопления (благодаря двухходовому теплообменнику и отличному сплаву чугуна КПД 90,2%), а также качественной сборкой и простотой эксплуатации.

Практически все владельцы отмечают приемлемые размеры окна топки, через которое свободно влезают дрова до 30-32 см, удобную конструкцию котла в целом и зольного ящика в частности (большой, легко вынимается, достаточно легко обслуживается). Модель не требует подключения к электросети.

За практику монтажа и более 6 лет эксплуатации данные котлы показали отличную беспроблемную работу. Единственными недостатками традиционно являются большой вес и недостаточно глубокая топка, вследствие чего при дозагрузке дров из нее может вылетать повышенное количество пепла.

Стоимость: 53 000-62 000 руб.

Как точно рассчитать необходимую мощность котла
Индивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Viadrus Hercules U22 C-3

Еще один отличный котел чешского производства, мощностью 17,7 кВт. В отличие от предыдущей модели, имеет меньший КПД — до 80% и более ощутимые габариты. Однако отличается пониженными требованиями к топливу: можно использовать дрова с влажностью более 25% и длинной до 34-35 см, уголь с большой степенью зольности, можно сжигать антрацит. Однако обратите внимание, что размер топки зависит от версии котла.

Котел все так же легко эксплуатируется и обслуживается (огромное окно для загрузки топлива, удобный зольник, хорошо очищается). За практику эксплуатации известен качественной сборкой и высокой надежностью.

Стоимость: 59-67 тыс. руб.

Kentatsu Furst ELEGANT-03

Хорошая недорогая модель японской разработки, но турецкого производства и сборки, мощностью 17 кВт. Отличается крайне доступной стоимостью, неплохой эффективной конструкцией теплообменника с повышенной площадью его поверхности, что увеличивает КПД, наличием слоя теплоизоляции, снижающей теплопотери через корпус котла. При этом модель имеет компактные размеры.

Однако недостатками, характерными подобным моделям бюджетного ценового сегмента, являются посредственное качество сборки, небольшая топка и длительность сгорания одной загрузки. Также стоит обратить внимание, что сервисная структура в России не столь развита даже в крупных региональных центрах.

Стоимость: 35 000-36 900 руб.

КЧМ -5-К-03М1

Модель российского производства мощностью 21 кВт. Отличается абсолютной «всеядностью» (работает на дровах, торфяных брикетах, пеллетах, каменном и древесном угле, антраците, можно переоборудовать под газ или жидкое топливо), а также компактными размерами, большим окном топки и низкими требованиями к условиям эксплуатации (качеству топлива, тяге, теплоносителю).

Однако котел известен и многими проблемами: некачественной сборкой, более низким в сравнении с аналогами выше КПД (77,6%), малым объемом зольника, неоправданно возрастающей с каждым годом ценой. В целом наблюдается тенденция ухудшения качества и увеличения к-ва жалоб. Хотя модель долгое время превосходила многие аналоги, не упомянутые в статье, из-за чего и обрела популярность, на сегодняшний день мы рекомендуем выбрать один из вышеупомянутых иностранных котлов.

Стоимость: 47-56 тыс. руб.

Как выбрать чугунный котел для частного дома

Чугунный котел относится к старейшему климатическому оборудованию. Чугун применялся в котлостроении с 18 века и на протяжении этого срока доказал, что является долговечным, надежным и достойным материалом в системах отопления.

Он легко выдерживает большие нагрузки и применяется для производства котловых поверхностей нагрева в виде экономайзеров или теплообменных аппаратов.

Чугунные твердотопливные котлы не боятся температурных перепадов в системе теплоснабжения. Фирмы-производители чугунных отопительных агрегатов заявляют, что такая продукция способна эксплуатироваться до 50 лет, тогда как стальные агрегаты не более 15 лет.

Что собой представляют чугунные котлы

Для изготовления отопительных устройств используется специальный чугун с процентным содержанием углерода — 4.5% и с присадками кремния, серы и фосфора.

Некоторые котлопроизводители организовали собственный выпуск чугуна, например, Buderus. Котлы чугунные, как правило, выполняются из взаимозаменяемых секций.

Устройство чугунного котла

Простейший чугунный котел, работающий на твердом топливе с водяным контуром нагрева, выполнен в виде разборной секционной конструкции, обшитой декоративными листами.

Между топкой и отделочной конструкцией размещается листовой утеплитель до 100мм, как правило, — это огнестойкая базальтовая вата. Для обвязки с системой дымоотведения, агрегаты оснащаются дымоотводным патрубком.

Для обвязки к отопительной системой из чугунного твердотопливного котла выведены два патрубка для прямого и обратного теплоносителя.

Топочная камера сгорания и зольная камера оборудуются дверцами, которые, в зависимости от температурного режима, могут выполняться глухими либо с элементами из тугоплавкого стекла. Определенные модели чугунных агрегатов комплектуются дутьевым вентилятором, циркуляционным насосом и приборами автоматики безопасности.

Принцип работы

Чугунные водогрейные котлы могут работать, на газовом, жидком и твердом топливе, от чего будет зависеть принцип функционирования топочного устройства.

Схема нагрева теплоносителя для этих видов отопителей в основном остается неизменной. Топливо сгорает в топочной камере, образуя горячие дымовые газы, которые под воздействие тяги поднимаются в дымовую трубу, омывая поверхности нагрева котла. Во внутреннем контуре теплообменного аппарата циркулирует теплоноситель системы отопления, который нагревается теплом уходящих газов.

Наиболее популярным и недорогим вариантом горючего для теплоснабжения в России является магистральный газ. Газовые чугунные котлы обладают самым высоким КПД, а их цена исключительно зависит от степени автоматизации.

Преимущества

Самое большое преимущество чугунных котлов — большой срок эксплуатации, средний показатель 30 лет, существуют модификации, которые могут эксплуатироваться на протяжении 50 лет.

Кроме того чугунные котлы отопления, имеют такие достоинства, по сравнению со стальными аналогами:

1. Повышенная ремонтопригодность, возможность ремонта секции, путем простой замены на новую.
2. Инерционность нагрева и охлаждения, такие агрегаты эффективно сохраняют тепловую энергию.
3. Чугун не боится коррозии и процессов накипеобразования. Накипь легко удаляется в процессе промывки системы отопления.
4. Возможность увеличения тепловой мощности котла при наращивании чугунных секций.
5. Возможность функционирования в среде с высокими температурами до 300 С без деформации конструкционных элементов.

Недостатки

Самый большой недостаток чугунных котлов — это его цена, которая обычно в два раза выше, чем у стальных моделей.

Кроме того к недостаткам чугунных отопительных устройств можно отнести:

1. Боязнь резких температурных перепадов в топке, например при попадании холодного теплоносителя на раскаленный теплообменник. Это приводит к образованию микротрещин, которые в дальнейшем могут полностью разрушить конструкцию.
2. Чугун очень хрупкий, он боится любых механических ударов, например, гидроударов, возникающих при запуске тепловых сетей из холодного состояния.
3. Большой вес и габариты.

Разновидности чугунных котлов

Современный российский рынок климатической техники представлен такими устройствами: традиционные энергозависимые и энергонезависимые модели, пиролизные агрегаты и чугунные котлы длительного горения.

Котлы на угле

Принцип горения у традиционных угольных котлов аналогичен работе обычной печи либо буржуйки. Сегодня лучшее применение этого устройство — это котел для бани. Топливо загружается в топочную камеру и разжигается ручным методом.

Технологический процесс сгорания неизменно проистекает снизу вверх. Тепловая энергия, от дымовых газов, образовавшихся в процессе сгорания топлива передается через чугунные поверхности нагрева, выполненные, как правило, в виде водяной рубашки.

Более современные высокотехнологичные модификации комплектуются блоком автоматики и регулирования топочных процессов, что дает возможность гарантировать устойчивую работу нагревательной системы в установленном диапазоне.

Ориентировочно продолжительность теплового цикла на одной загрузке равняется от 2 до 4 часов. КПД таких угольных агрегатов низкий — от 72 до 80%. Единственное преимущество этих традиционных обогревателей — относительно низкая цена.

Пеллетные котлоагрегаты

Это современное энергоэффективное тепловое оборудование, предназначенное для сжигания пеллет. Базовыми конструкционными элементами такого твердотопливного чугунного котла являются: топочная камера, горелочное устройство, бункер для пеллет. А также блок автоматики и регулирования.

Пеллеты по первому шнеку в системе топливоподачи поступают в предтопок, а из него по внутреннему шнеку к горелочному устройству. Котел имеет систему автоматического розжига форсунки, обеспечивающей полное сжигание топлива. Теплотворная способность 1 кг пеллет способно выработать 5 кВт/час тепловой энергии

Агрегаты такой модификации отличаются высоким КПД до 92%. Пеллеты хранятся в топливном бункере, объединенном с топочной камерой. Подача их в топку полностью автоматизирована со сроком бесперебойной работы не менее 7 дней.

Печи длительного горения

Котел длительного горения способен работать на различных видах энергоносителей: уголь, брикеты, отходы деревообработки и торфяное топливо.

В противоположность традиционным агрегатам, у которых тепловой цикл одной загрузки не превышает 4-х часов, агрегат длительного горения на дровах может без дозагрузки функционировать от 8 до 24 часов, а на угле до 5 суток.

Увеличение срока работы можно достичь за счет применения более калорийного топлива, увеличения топочного объема и использование принципа верхнего сжигания горючего.

Тепловая энергия котлов вырабатывается равномерно, что позволяет полностью передать и сохранять ее в сети, даже без установки бака-аккумулятора.

При достижении заданной температуры в отопительном контуре и внутри помещения, интенсивность процесса горения уменьшается, благодаря дозированной подаче воздуха, в этом случае котел переходит в режим поддержки температуры, снижая расход топлива, и тем самым продлевает время функционирования. Эффективность такого принципа нагрева достигает КПД 92%.

Теплогенераторы

Чугунные теплогенераторы — агрегаты, вырабатывающие тепловую энергию с использованием природных энергоносителей для отопления, как правило, больших помещений промышленного назначения. Теплоносителем для таких устройств, является не вода, как в отопительных котлах, а воздух.

Теплогенератор в топочной камере сжигает топливо, в результате чего образуются дымовые газы, которые выбрасываются в дымовую трубу, предварительно пройдя через систему чугунных теплообменников.

Внутри чугунных элементов движется холодный воздух, который забирается из помещения вентилятором. Воздух нагревается до температуры 140 С и подается в систему распределения воздушных потоков, по которым попадает в нужную комнату.

Известные модели с характеристиками и ценами

Отечественный рынок климатической техники хорошо представлен чугунными котлами, как российских, так и западных брендов. Несмотря на высокую цену, такие котлы пользуются спросом у потребителей, которые мыслят перспективно.

В принципе срок окупаемости чугунных котлов длительного горения не превышает 4-лет, а срок работы может достигать 50 лет, перспективность такой инвестиции в автономную систему теплоснабжения — очевидна.

Наиболее популярными моделями чугунных агрегатов, по мнению пользователей в 2019 году стали модели:

• Protherm Бобер 20 DLO, производитель — Словакия, тепловая мощность 19 кВт, КПД-72%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г — 55 000 руб.
• Viadrus Hercules U22 C-3, производитель — Чехия, тепловая мощность 17.7 кВт, КПД-80%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г — 62 000 руб.
• Kentatsu Furst ELEGANT-03 производитель — Турция, тепловая мощность 17 кВт, КПД — 80%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г — 36000 руб.
• КЧМ — 5-К-03М1 3 секции производитель — Россия, тепловая мощность 21 кВт, КПД -71.6%, твердотопливный котел с чугунным теплообменником, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г — 62500 руб.
• Beretta Karbor 27, производитель — Италия, тепловая мощность 27 кВт, КПД — 81.3%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г — 34500 руб.
• Котел Сибирь КВО 20 ТПЭ, производитель — Россия, тепловая мощность 20 кВт, КПД — 85%, напольный, одноконтурный, энергонезависимый, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г — 21200 руб.
• Котел Лемакс Лидер 25 — производитель — Россия, тепловая мощность 30 кВт, КПД — 91%, газ, напольный, одноконтурный, стоимость по состоянию на 01.01.2020 г — 47940 руб.

Сравнение стальных и чугунных котлов

Выполнение сравнения двух видов котлов необходимо проводить по реальным условиям эксплуатации и тепловой нагрузки.

Для сравнения используют следующие показатели:

1. Габариты, они ограничены условиями размещения на конкретном объекте, здесь лучшие показатели у чугунных модификаций, которые намного компактнее.
2. Вес — лучшие показатели у стальных котлов, особенно газовый, в связи, с чем они могут быть настенного размещения.
3. Стоимость — преимущество у стальных вариантов.
4. Срок эксплуатации — преимущество у чугунных агрегатов 50 лет против 20 для стальных котлов.
5. Коррозионная стойкость — преимущество у чугунных устройств, собственно данный параметр и влияет на продолжительность эксплуатации агрегатов.
6. Стойкость против температурных перепадов и гидроударов — преимущество у стальных котлов.

Критерии выбора

С каждым годом сделать выбор котла становится все более сложным, поскольку рынок насыщен всевозможными модификациями. Неопытному застройщику, перед тем как приобрести агрегат, лучше обратится к профессионалам за советом.

Существует ряд показателей, на которые нужно обращать внимание перед покупкой отопительного устройства:

1. Вид базового топлива, особенно для мультитопливных агрегатов.
2. Вес котла, для того чтобы учесть условия монтажа.
3. Тепловая мощность, чтобы котел поддерживал санитарную температуру в частном доме при самых низких температурах наружного воздуха для климатической зоны места расположения.
4. Объем загрузочной камеры, обеспечивает время непрерывной работы на одной загрузке.
5. Количество нагревающих контуров: только для отопления или для отопления и ГВС.
6. Экономичность, КПД современных чугунных котлов достигают 92 %. Не стоит брать агрегаты с меньшими показателями, поскольку это вызовет рост себестоимости тепловой энергии.
7. Автоматика безопасности и регулирования.
8. Энергонезависимость.

Порядок монтажа

В общем, монтаж чугунных котлов не является чем-то сложным, тем не менее, его нужно поручить выполнять специализированной организации, имеющую соответствующую лицензию, особенно в отношении котлов, работающих на природном газе.

Кроме газовиков такие требования к выполнению монтажных работ предъявляются практически всеми западными производителями, для гарантийного обслуживания.

Отечественные заводы менее требовательные, некоторые даже выпускают подробные инструкции по выполнению монтажа и допускают что он будет выполняться собственником котла самостоятельно.

Принципиальная схема выполнения монтажных работ чугунного котла:

1. Подготовка помещения для установления агрегата: фундамент, освещение, вентиляция и теплозащита поверхностей, которые будут контактировать с котлом.
2. Обвязка агрегата с системами топливоподачи.
3. Обвязка агрегата с дымоотводными системами.
4. Обвязка агрегата с контуром отопления.
5. Обвязка агрегата с контуром ГВС и внешним бойлером косвенного нагрева, при наличии в тепловой схеме теплоснабжения объекта.
6. Установка блока автоматики и безопасности.
7. Подключение линии электропитания котла.
8. Проверка выполнения монтажных работ и опрессовка.

Эксплуатация

После выполнения всех монтажных работ, успешного проведения наладочных работ и получения разрешения на подачу газа в котел, собственник может приступать к эксплуатации оборудования.

Ее проводят, в соответствии с заводской инструкцией, правилами эксплуатации газового оборудования, электрооборудования и пожарной безопасности в жилом доме.

Пользователь должен обратить внимание в инструкции на раздел » аварийная ситуация «, чтобы тщательно изучить порядок возникновения и устранения сбоев в работе агрегата.

Для чугунных котлов наиболее опасным является подача холодной воды на раскаленные поверхности нагрева, в этом случае может произойти взрыв, из-за мгновенного вскипания воды и создания высокого давления пара внутри котла. Для защиты от разрыва котла в водяную систему интегрируется предохранительно-сбросной клапан.

Кроме того пользователю потребуется обратить особое внимание на наличие достаточной тяги в котле, чтобы отвести угарный газ в дымовую трубу, в противном случае может произойти отравление окружающих.

Для безопасности в домах, использующих в качестве источника отопления чугунные агрегаты, устанавливаются датчики по загазованности, чтобы они могли своевременно предупредить жильцов о присутствии угарного газа в помещении.

Для предупреждения аварийной ситуации на газовых линиях котла, устанавливаются клапаны-отсекатели, которые прекращают подачу газа в топку, при отрыве факела от форсунки или высокой температуре теплоносителя на выходе из устройства.